第七章物理性污染监测

1、第七章物理性污染监测 第七章第七章 物理性污染监测物理性污染监测 第七章物理性污染监测 声音是物体的振动以波的形式在弹性介质中进行声音是物体的振动以波的形式在弹性介质中进行 传播的一种物理现象。传播的一种物理现象。 广义上来讲，凡是人们不需要的，使人厌烦并干广义上来讲，凡是人们不需要的，使人厌烦并干 扰人的正常生活、工作和休息的声音统称为噪声。扰人的正常生活、工作和休息的声音统称为噪声。 有序声（例如：乐声）有序声（例如：乐声） 无序声（噪声）无序声（噪声） 第七章物理性污染监测 噪声是一种感觉性污染。噪声是一种感觉性污染。 不带来化学污染物质，只是由于声能不带来化学污染物质，只是由于声能人耳

2、朵人耳朵危害。危害。 噪声源的分布广泛而分散，噪声污染的影响范围是有限噪声源的分布广泛而分散，噪声污染的影响范围是有限 的，传播不远；的，传播不远； 噪声产生的污染没有后效作用，声源停止，噪声消失，噪声产生的污染没有后效作用，声源停止，噪声消失， 无积累现象，不留痕迹。无积累现象，不留痕迹。 第七章物理性污染监测 声能声能人耳人耳感觉（主观感觉）感觉（主观感觉） 不带来有毒有害的化学污染物质不带来有毒有害的化学污染物质 噪声污染噪声污染无积累、无积累、无后效作用无后效作用 一旦声源停止，噪声便会消失一旦声源停止，噪声便会消失 转为空气分子无规则运动热能转为空气分子无规则运动热能 噪声源的分布广

3、泛而分散噪声源的分布广泛而分散 但传播过程中能量有衰减但传播过程中能量有衰减 影响范围有限且影响范围有限且传播不远传播不远 感觉性污染感觉性污染 物理性污染物理性污染 有限性污染有限性污染 第七章物理性污染监测 交通运输噪声交通运输噪声 工业生产噪声工业生产噪声 社会生活噪声社会生活噪声 施工噪声施工噪声 表表 家家庭庭常常用用设设备备噪噪声声 家家庭庭常常用用设设备备噪噪声声级级范范围围/分分贝贝 洗衣机、缝纫机5080 电视机、除尘器及抽水马桶6084 钢琴6296 通风机、吹风机5075 电冰箱3058 风扇3068 食物搅拌器6580 第七章物理性污染监测 一般讲城市的噪声污染比农村严

4、重。一般讲城市的噪声污染比农村严重。 城市噪声大体可分为：交通噪声、工业噪声、生活噪声等。城市噪声大体可分为：交通噪声、工业噪声、生活噪声等。 交通噪声主要来自于汽车行驶中发出的噪声，尤其是我国城市交通噪声主要来自于汽车行驶中发出的噪声，尤其是我国城市 道路狭窄拥挤，自行车数量多，使得汽车刹车启动频繁、喇叭道路狭窄拥挤，自行车数量多，使得汽车刹车启动频繁、喇叭 鸣叫过多污染更为严重。鸣叫过多污染更为严重。 工业噪声主要来自于工厂和建筑工地，工厂的机器、工地上的工业噪声主要来自于工厂和建筑工地，工厂的机器、工地上的 推土机、打桩机、推土机、打桩机、 搅拌机发出的噪声对工作人员及周围的居搅拌机发出

5、的噪声对工作人员及周围的居 民造成极大影响。民造成极大影响。 生活噪声与人们接触时间最长、危害最广泛、治理最困难。虽生活噪声与人们接触时间最长、危害最广泛、治理最困难。虽 然不会对人产生生理危害，但会使人烦躁、心神不定干扰休息然不会对人产生生理危害，但会使人烦躁、心神不定干扰休息 工作和其他活动。工作和其他活动。 第七章物理性污染监测 第七章物理性污染监测 第七章物理性污染监测 对人体的生理影响对人体的生理影响 对人体的心理影响对人体的心理影响 对孕妇和胎儿的影响对孕妇和胎儿的影响 对生产活动的影响对生产活动的影响 对动物的影响对动物的影响 对物质结构的影响对物质结构的影响 第七章物理性污染监

6、测 噪噪 声声 对特殊人群对特殊人群 对生理影响对生理影响 对心理影响对心理影响 病人病人 老人老人 孕妇孕妇 儿童儿童 其他其他 急慢性急慢性 疾病疾病 听力听力 睡眠睡眠 其他其他 人体人体 动物动物 物质物质 结构结构 工作工作 第七章物理性污染监测 噪声会影响人的睡眠质量和数量。噪声会影响人的睡眠质量和数量。 连续噪声可以加快熟睡到轻睡的回转，使人连续噪声可以加快熟睡到轻睡的回转，使人 熟睡时间缩短。熟睡时间缩短。 突然的噪声可使人惊醒。突然的噪声可使人惊醒。 一般一般 40dB连续噪声可使连续噪声可使10%的人受影响，的人受影响， 70dB连续噪声可使连续噪声可使50%的人受影响。的

7、人受影响。 突然的噪声达到突然的噪声达到40dB时，使时，使10%的人惊醒；的人惊醒； 达到达到60dB时，使时，使70%的人惊醒。的人惊醒。 干扰睡眠，影响工作效率。干扰睡眠，影响工作效率。 第七章物理性污染监测 损伤听力，造成噪声性耳聋。损伤听力，造成噪声性耳聋。 90分贝下分贝下20聋，聋，85分贝下分贝下10耳聋。耳聋。 强度的影响：超过强度的影响：超过85dB会明显影响健康；达到会明显影响健康；达到120dB会感到会感到 疼痛难忍疼痛难忍闻痛声压；达到闻痛声压；达到140dB时为忍耐的极限；达到时为忍耐的极限；达到 160dB时会耳穿孔；达到时会耳穿孔；达到170dB时会有致命危害。

8、时会有致命危害。 第七章物理性污染监测 噪声噪声紧张紧张肾上腺素肾上腺素心率心率, ,血压血压； 噪声噪声耳腔前庭耳腔前庭眩晕、恶心、呕吐（晕船）；眩晕、恶心、呕吐（晕船）； 噪声噪声神经系统神经系统失眠，疲劳，头晕、疼，记忆力失眠，疲劳，头晕、疼，记忆力 下降。下降。 诱发多种疾病。诱发多种疾病。 第七章物理性污染监测 建筑物：建筑物： 140dB 轻型建筑破坏；轻型建筑破坏； 157160dB 玻璃碎。玻璃碎。 第七章物理性污染监测 当物体在空气中振动，使周围空气发生疏、密交替变化当物体在空气中振动，使周围空气发生疏、密交替变化 并向外传递，且这种振动频率在并向外传递，且这种振动频率在20

9、20000Hz之间，人耳可以之间，人耳可以 感觉，称为可听声，简称感觉，称为可听声，简称，噪声监测的就是这个范围内，噪声监测的就是这个范围内 的声波。频率低于的声波。频率低于20Hz的叫次声，高于的叫次声，高于20000Hz的叫超声，的叫超声， 它们作用到人的听觉器官时不引起声音的感觉，所以不能听它们作用到人的听觉器官时不引起声音的感觉，所以不能听 到。到。 第七章物理性污染监测 声源在每秒钟内振动的次数，以声源在每秒钟内振动的次数，以 f 表示（表示（frequency），单位），单位 为赫兹，简称赫，符号为为赫兹，简称赫，符号为Hz，即，即1赫赫=1次次/秒。秒。 声音：人耳能听到的声波，

10、频率范围声音：人耳能听到的声波，频率范围2020000赫，这一频率赫，这一频率 范围的声音叫音频声。范围的声音叫音频声。 次声：次声：f 20000 Hz。 次声和超声人耳都不能听到，但有一些动物却能听到。例如次声和超声人耳都不能听到，但有一些动物却能听到。例如 老鼠能听到次声振动，蝙蝠和狗则能听超声振动。老鼠能听到次声振动，蝙蝠和狗则能听超声振动。 第七章物理性污染监测 相邻两个波相似振动状态质点之间的距离称作波相邻两个波相似振动状态质点之间的距离称作波 长，记为长，记为，单位为，单位为m。 波长与频率和速度间存在如下的关系：波长与频率和速度间存在如下的关系： =c/f=cT 其中：其中：T

11、周期，是物体来回振动一次所需的时间；周期，是物体来回振动一次所需的时间； c声速，是声速，是1s内声波传播的距离。内声波传播的距离。 第七章物理性污染监测 声音的原理声音的原理 第七章物理性污染监测 定义：单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的定义：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（声源总功率，单位声能量（声源总功率，单位W)。 声源辐射声音本领的大小。声源辐射声音本领的大小。 定义：在单位时间内，声波通过与垂直于声波传播方向单位定义：在单位时间内，声波通过与垂直于声波传播方向单位 面积的声能量，单位面积的声能量，单位W/m2。 声场中的强弱。声场中的强弱。 I=

12、W/4r2，距声源远，声强弱（，距声源远，声强弱（ W/m2 ）。）。 第七章物理性污染监测 定义：由于声波的存在而引起的压强增值，单位为定义：由于声波的存在而引起的压强增值，单位为Pa。 声压与声强关系：声压与声强关系： 式中：式中：空气密度；空气密度；c声速。声速。 2 P I c 第七章物理性污染监测 （1）分贝：指两个相同的物理量（例如）分贝：指两个相同的物理量（例如A1和和A0）之比取以）之比取以 10 为底的对数并乘以为底的对数并乘以10（或（或20），单位为），单位为dB，量纲为一。，量纲为一。 式中：式中：A0基准量（或参考值）；基准量（或参考值）； A1 被量度量。被量度量。

13、 0 10lg A N A 第七章物理性污染监测 （2）声功率级）声功率级 式中：式中： LW声功率级（声功率级（dB）；）； W0基准声功率（基准声功率（10-12W）；）； W声功率声功率(W)。 （3）声压级）声压级 式中：式中：Lp声压级（声压级（dB）；）； p声压（声压（Pa）; p0基准声压，为基准声压，为210-5 Pa，是人耳刚能听到的，是人耳刚能听到的 1000Hz声音的最低声压。声音的最低声压。 0 10lg w W L W 2 2 00 10lg20lg p pp L pp 第七章物理性污染监测 （4）声强级）声强级 式中：式中：LI 声强级（声强级（dB）；）； I声

14、强（声强（W/m2）; I0基准声强，为基准声强，为10-12 W/m2。 0 10lg I I L I 第七章物理性污染监测 两个独立的声源作用于某一点产生噪声的叠加。声能量、两个独立的声源作用于某一点产生噪声的叠加。声能量、 声强是可以代数相加的，如：声强是可以代数相加的，如： W总 总=W1+W2+； ；I总 总=I1+I2+ ； ； 但声压不能直接相加。但声压不能直接相加。 I1P12/c， I2P22/c P总 总2 P12+P22 又又 (P1/P0)210Lp1/10 (P2/P0)210Lp2/10 Lp=10lg (P12+P22)/P02=10lg(10Lp1/10+ 10

15、Lp2/10) 第七章物理性污染监测 以上方法不好计算，可改用下列方法：以上方法不好计算，可改用下列方法： 如如Lp1=Lp2时，即两个声源的声压级相同，则时，即两个声源的声压级相同，则 Lp=10lg(P12+P22)/P02 =10lg(10Lp1/10+ 10Lp2/10） =10lg(210Lp1/10)=10lg2+Lp1 LpLp1+3 例例1： 两个两个96dB 噪声合成，噪声合成，L总 总=96+3=99。 。 第七章物理性污染监测 当当Lp1Lp2时，求时，求Lp可查表（或查曲线见图可查表（或查曲线见图7-1） 步骤：步骤：(1)先求先求Lp1与与Lp2的差值的差值Lp1 L

16、p2 ； ； (2) 由所得得差值从表中查分别和得增值由所得得差值从表中查分别和得增值L ； (3)由由Lp Lp1 + L，求出合成声压级值。，求出合成声压级值。 Lp1Lp201234567891011 L3.02.52.11.81.51.21.00.80.60.50.40.3 第七章物理性污染监测 例例2：已知两个声压级分别为：已知两个声压级分别为L190 dB，L284 dB， 求合成声压级求合成声压级L1+2。 解解: (1) L1 L2 90846 dB； (2)查表查表 6dB L 1.0 dB； (3) L1+2L1+ L90+1.091 dB； 第七章物理性污染监测 思考题？

17、思考题？ 有三个声源作用于同一点，声压级分别为有三个声源作用于同一点，声压级分别为80、80、 91dB，它们合成的总声压级是多少？，它们合成的总声压级是多少？ 第七章物理性污染监测 例例 为测定某车间中一台机为测定某车间中一台机 器的噪声大小，从声级计上器的噪声大小，从声级计上 测得声级为测得声级为104 dB，当机器，当机器 停止工作，测得背景噪声为停止工作，测得背景噪声为 100 dB，求该机器噪声的实，求该机器噪声的实 际大小。际大小。 解：由题可知解：由题可知104 dB是指机器噪声和背景噪声之和（是指机器噪声和背景噪声之和（Lp），而背景噪），而背景噪 声是声是100 dB （Lp

18、1）。）。LpLp1=4 dB，从图，从图7-2中可查得相应中可查得相应Lp2.2 dB ，因此该机器的实际噪声噪级，因此该机器的实际噪声噪级Lp2=Lp Lp =101.8 dB。 图图7-2 7-2 背景噪声修正曲线背景噪声修正曲线 （L Lp pL Lp p1 1）/dB/dB LLp p /dB /dB 噪声测量中经常碰到如何扣除背景噪声问题，这就是噪声噪声测量中经常碰到如何扣除背景噪声问题，这就是噪声 相减的问题。相减的问题。 第七章物理性污染监测 响度（响度（N）：是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念，它不）：是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念，它不 仅取决于声音的强度，还与声音

19、的频率及波形有关。仅取决于声音的强度，还与声音的频率及波形有关。 响度的单位叫响度的单位叫“宋宋”（sone），），1宋的定义为声压级为宋的定义为声压级为40 dB， 频率为频率为1000Hz，且来自听者正前方的平面波形的强度。，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如果另一个声音听起来比这个大n倍，即声音的响度为倍，即声音的响度为n宋。宋。 响度级（响度级（LN）：指）：指1000Hz纯音声压级的分贝值为响度级的数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，当调节值。任何其他频率的声音，当调节1000Hz纯音的强度使之与纯音的强度使之与 这声音一样响时，

20、则这这声音一样响时，则这1000Hz纯音的声压级值就定为这一声纯音的声压级值就定为这一声 音的响度级值。响度级的单位叫音的响度级值。响度级的单位叫“方方”（phon）。）。 第七章物理性污染监测 等响曲线：人耳听觉频率范围内一系列响度相等的声等响曲线：人耳听觉频率范围内一系列响度相等的声 压级与频率的关系曲线。该曲线为国际标准化组织所压级与频率的关系曲线。该曲线为国际标准化组织所 用，所用又称用，所用又称ISO等响曲线。等响曲线。 LpfLN效果效果 82dB20Hz20方方 感觉响度一样，但感觉响度一样，但Lp 不同，当然不同，当然f也不同也不同 ，但，但LN一样一样 35dB100Hz20

21、方方 20dB1000Hz20方方 30dB10000Hz20方方 第七章物理性污染监测 第七章物理性污染监测 由等响曲线可得到：由等响曲线可得到： （1）根据噪声的声压级和频率能找到相应的响度级。）根据噪声的声压级和频率能找到相应的响度级。 （2）每个频率都有各自的听阈声压级和痛阈声压级。最下面）每个频率都有各自的听阈声压级和痛阈声压级。最下面 的一条曲线为听阈线，最上面的一条曲线为痛阈线。的一条曲线为听阈线，最上面的一条曲线为痛阈线。 （3）在低频范围内，即使声压级较高，但未必能达到听阈线）在低频范围内，即使声压级较高，但未必能达到听阈线 。可见降低噪声频率对控制噪声危害很有意义。可见降低

22、噪声频率对控制噪声危害很有意义。 （4）当声压级小和频率低时，声压级（）当声压级小和频率低时，声压级（dB）和响度值（方）和响度值（方 值）的差别很大；当声压级增加，其差别缩小。值）的差别很大；当声压级增加，其差别缩小。 例：例：45dB100Hz的低频声响度级为的低频声响度级为30方，方，45 dB1000Hz的声的声 音为音为45方，而方，而100 dB100Hz的声音与的声音与100 dB的的1000Hz的声音的声音 基本等响。即声压级高达基本等响。即声压级高达100 dB时，频率对响度级的影响很时，频率对响度级的影响很 不明显。不明显。 第七章物理性污染监测 响度级每改变响度级每改变1

23、0方，响度加倍或减半。响度与响度方，响度加倍或减半。响度与响度 级的关系可以用数学式表示：级的关系可以用数学式表示： 响度级的合成不能直接相加，而响度可以相加。响度级的合成不能直接相加，而响度可以相加。 N LN 2 40 10 () 或 LN=40+33lgN （dB） 第七章物理性污染监测 A A C A B 滤波器滤波器 声级计声级计 传声器传声器 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 声级计是按声级计是按A、B、C、D四种计权网络设计的，由于四种计权网络设计的，由于A计权声级计权声级 与人耳感觉更符合，声级计有些只有与

24、人耳感觉更符合，声级计有些只有A计权，用计权，用dB(A)表示。表示。 第七章物理性污染监测 A计权声级是模拟人耳对计权声级是模拟人耳对55 dB以下低强度噪声的频率特性。以下低强度噪声的频率特性。 B计权声级是模拟计权声级是模拟5585 dB的中等强度噪声的频率特性。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。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。计权声级是对噪声参量的模拟，专用于飞机噪声的测量。 图图7-4 A、B、C、D计权网路的特性曲线计权网路的特性曲线 第七章物理性污染监测 定义：定义： Leq是用一个相同时间

25、内声能与之相等的连续稳定的是用一个相同时间内声能与之相等的连续稳定的A 声级来表示该段时间内的噪声大小。声级来表示该段时间内的噪声大小。 因此因此Leq能反映在声级不稳定的情况下，人实际所能接受能反映在声级不稳定的情况下，人实际所能接受 的噪声能量大小。所以等效声级实际上是声级能量平均值。的噪声能量大小。所以等效声级实际上是声级能量平均值。 计算公式计算公式 式中：式中：LPA某时刻某时刻t的瞬时的瞬时A声级，声级，dB; T 规定的测量时间规定的测量时间(s)。 A 0.1 eq, 0 1 10lg(10d ) p T L T Lt T 第七章物理性污染监测 LeqL50+d2/60，d=L

26、10L90 L10、L50、L90分别表示测量时间内，分别表示测量时间内，10%、50% 、90%时间超过的时间超过的A声级（峰、中、本底值）。声级（峰、中、本底值）。 L10、L50、L90的求法的求法 （1）作累积分布曲线图，查找。）作累积分布曲线图，查找。 （2）将）将Data（100个个Data）从大到小排列，第）从大到小排列，第10， 50，90个分别为个分别为L10、L50、L90。 第七章物理性污染监测 等效连续等效连续A声级是指在规定时间内声级是指在规定时间内A声级的能量平均值声级的能量平均值, 按此定义：正常情况下，等效连续按此定义：正常情况下，等效连续A声级在声级在L10,

27、 L50 区区 间间L90 Leq L10 。对于符合正态分布的。对于符合正态分布的 事实上，测点只是近似于正态分布，使用上式对一般测事实上，测点只是近似于正态分布，使用上式对一般测 点进行计算，点进行计算，Leq计算值与实测值相对误差平均在计算值与实测值相对误差平均在4%。 第七章物理性污染监测 Leq值与值与L10和和Lmax有很大关系，由表有很大关系，由表3可以看出，可以看出，L10Leq一般一般 小于小于4dB(A). 第七章物理性污染监测 （a）定义：在等效声级上加一项表示噪声变化幅度）定义：在等效声级上加一项表示噪声变化幅度 的量，更能反映噪声的实际污染程度。的量，更能反映噪声的实

28、际污染程度。 （b）公式：）公式： LNP=Leq+Ks 式中：式中：K常数，对交通和航空噪声取常数，对交通和航空噪声取2.56； s为测量过程中瞬时为测量过程中瞬时A声级的标准偏差。声级的标准偏差。 （c）意义：涨落的噪声对人们烦恼度。）意义：涨落的噪声对人们烦恼度。 第七章物理性污染监测 对于许多重要的公共噪声，噪声污染级可写为：对于许多重要的公共噪声，噪声污染级可写为： LNP=Leq+d 或或 LNP=L50+dd2/60 式中：式中：d=L10L90。 第七章物理性污染监测 定义：它是表示社会噪声昼夜间的变化情况，公式为：定义：它是表示社会噪声昼夜间的变化情况，公式为： 式中：式中：

29、Ld昼间等效声级，时间昼间等效声级，时间 6:0022:00； Ln夜间等效声级，时间夜间等效声级，时间 22:00次日次日6:00。 0.10.1(10) 16 108 10 10lg 24 dn LL dn L 第七章物理性污染监测 一般声源所发出的声音，不会是单一频率的纯音，而是由一般声源所发出的声音，不会是单一频率的纯音，而是由 许许多多不同频率，不同强度的纯音组合而成。将噪声的强度许许多多不同频率，不同强度的纯音组合而成。将噪声的强度 （声压级）按频率顺序展开，使噪声的强度成为频率的函数，（声压级）按频率顺序展开，使噪声的强度成为频率的函数， 并考查其波形，叫做噪声的频率分析（或频谱

30、分析）。研究噪并考查其波形，叫做噪声的频率分析（或频谱分析）。研究噪 声的频谱分析很重要，它能深入了解噪声声源的特性，帮助寻声的频谱分析很重要，它能深入了解噪声声源的特性，帮助寻 找主要的噪声污染源，并为噪声控制提供依据。找主要的噪声污染源，并为噪声控制提供依据。 频谱分析的方法是使噪声信号通过一定带宽的滤波器，通频谱分析的方法是使噪声信号通过一定带宽的滤波器，通 带越窄，频率展开越详细；反之通带越宽，展开越粗略。以频带越窄，频率展开越详细；反之通带越宽，展开越粗略。以频 率为横坐标，相应的强度（例声压级）为纵坐标作图。经过滤率为横坐标，相应的强度（例声压级）为纵坐标作图。经过滤 波后各通带对

31、应的声压级的包络线（即轮廓）叫噪声谱。波后各通带对应的声压级的包络线（即轮廓）叫噪声谱。 第七章物理性污染监测一次实测的噪声频谱图一次实测的噪声频谱图 第七章物理性污染监测 表表7-1列出了列出了1倍频程滤波器最常用的中心频率值（倍频程滤波器最常用的中心频率值（fm） ，以及上、下截止频率。这是经国际标准化认定并作为各国，以及上、下截止频率。这是经国际标准化认定并作为各国 滤波器产品的标准值。滤波器产品的标准值。 表表7-1 常用倍频程滤波器的中心频率和上、下截止频率常用倍频程滤波器的中心频率和上、下截止频率 中心频率中心频率 fm/Hz 上截止频率上截止频率 f2/Hz 下截止频率下截止频率

32、 f1/Hz 中心频率中心频率 fm/Hz 上截止频率上截止频率 f2/Hz 下截止频率下截止频率 f1/Hz 31.544.547 322.273 71 0001 414.20707.100 6389.094 644.547 32 0002 828.401 414.20 125176.77588.387 54 0005 656.802 828.40 250353.550176.7758 00011 313.65 656.80 500707.100353.55016 00022 627.211 313.6 第七章物理性污染监测 定义：声级计，又叫噪声计，是一种按照一定的频率定义：声级计，又叫噪

33、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声学测量中最常用的基本仪器，是一种主观性的电子 仪器仪器。 在把声信号转换成电信号时，可以模拟人耳对声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，对高低频有不同灵敏度的频波反应速度的时间特性，对高低频有不同灵敏度的频 率特性，以及不同响度时改变频率特性的强度特性。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。因此，声级计是一种主观性的电子仪器。 第七章物理性污染监测 声

34、级计主要由传声器、放大器、衰减器、计权网络、电表声级计主要由传声器、放大器、衰减器、计权网络、电表 电路及电源等部分组成。其工作原理是：输出的信号由输出衰电路及电源等部分组成。其工作原理是：输出的信号由输出衰 减器减到定额值，随即送到输出放大器放大，使信号达到相应减器减到定额值，随即送到输出放大器放大，使信号达到相应 的功率输出，输出信号经的功率输出，输出信号经RMS检波后（方均根检波电路）送出检波后（方均根检波电路）送出 有效值电压，推动电表，显示所测量的声压级分贝值。有效值电压，推动电表，显示所测量的声压级分贝值。 声级计的工作原理声级计的工作原理 第七章物理性污染监测 按精度将声级计分为

35、按精度将声级计分为1级和级和2级。两种级别的声级。两种级别的声 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，容许误差许误差不同，而且随着级别数字的增大，容许误差 放宽。放宽。 按体积大小可分为台式声级计、便携式声级计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。和袖珍式声级计。 按指示方式可分为模拟指示（电表、按指示方式可分为模拟指示（电表、 声级灯）声级灯） 声级计和数字指示声级计。声级计和数字指示声级计。 第七章物理性污染监测 公司研制成功目前世界上最小的声级计公司研制成功目前世界上最小的声级计A

36、WA5610P型型 积分声级计和积分声级计和AWA5633P型声级计，它们全部采用贴片式元件型声级计，它们全部采用贴片式元件 ，体积仅为，体积仅为1802516（mm），比一支钢笔略粗一些，可插），比一支钢笔略粗一些，可插 在上衣口袋中，重量仅为在上衣口袋中，重量仅为80 g，使用和携带均非常方便。性能，使用和携带均非常方便。性能 符合新的国际标准符合新的国际标准IEC61672-2002声级计声级计和新的国家计量和新的国家计量 检定规程检定规程JJG188-2002声级计声级计的要求。的要求。 AWA5610P型积分声级计型积分声级计 第七章物理性污染监测 频谱仪是测量噪声频谱的仪器，它的基

37、本组成大频谱仪是测量噪声频谱的仪器，它的基本组成大 致与声级计相似。但是频谱分析仪中，设置了完整的致与声级计相似。但是频谱分析仪中，设置了完整的 计权网络（滤波器）。计权网络（滤波器）。 借助于滤波器的作用，可以将声频范围内的频率借助于滤波器的作用，可以将声频范围内的频率 分成不同的频带进行测量。分成不同的频带进行测量。 一般情况下，进行频谱分析时，都采用倍频程划一般情况下，进行频谱分析时，都采用倍频程划 分频带。如要进行更详细的频谱分析，就要用窄频带分频带。如要进行更详细的频谱分析，就要用窄频带 分析仪，例如用分析仪，例如用1/3频程划分频带。频程划分频带。 第七章物理性污染监测 在现场噪声

38、测量中如果没有频谱仪和自动记录仪在现场噪声测量中如果没有频谱仪和自动记录仪 ，可用录音机（磁带记录仪）将噪声消耗记录下来，可用录音机（磁带记录仪）将噪声消耗记录下来， 以便在实验室用适当的仪器对噪声消耗进行分析。以便在实验室用适当的仪器对噪声消耗进行分析。 选用的录音机必须具有较好的性能，它要求频率选用的录音机必须具有较好的性能，它要求频率 范围宽（一般为范围宽（一般为2015000Hz），失真小（小于），失真小（小于3%） ，信噪比大（，信噪比大（35dB以上）。此外，还必须具有较好以上）。此外，还必须具有较好 的频率响应和较宽的动态范围。的频率响应和较宽的动态范围。 第七章物理性污染监测

39、在现场噪声测量中，为了迅速、准确、详细的分在现场噪声测量中，为了迅速、准确、详细的分 析噪声源的特性，常把声级频谱仪与自动记录仪连用析噪声源的特性，常把声级频谱仪与自动记录仪连用 。 自动记录仪是将噪声频率信号作对数转换，用人自动记录仪是将噪声频率信号作对数转换，用人 造宝石或墨水将噪声的峰值、有效值、平均值表示出造宝石或墨水将噪声的峰值、有效值、平均值表示出 来。可根据噪声特性选用适当的笔速、纸速和电位计来。可根据噪声特性选用适当的笔速、纸速和电位计 。 第七章物理性污染监测 频谱仪是对噪声信号在一定范围内进行频谱分析频谱仪是对噪声信号在一定范围内进行频谱分析 ，需花费很长的时间，且它只能分

40、析稳态噪声信号，需花费很长的时间，且它只能分析稳态噪声信号， 而不能分析瞬时态噪声信号。而不能分析瞬时态噪声信号。 实时分析仪是一种数字式谱线显示仪，它能把测实时分析仪是一种数字式谱线显示仪，它能把测 量范围内的输入信号在极短时间内同时反映在一系列量范围内的输入信号在极短时间内同时反映在一系列 信号通道显示屏上，通常用于较高要求的研究、测量信号通道显示屏上，通常用于较高要求的研究、测量 ，特别适用于脉冲信号分析。，特别适用于脉冲信号分析。 第七章物理性污染监测 各类标准：工厂、汽车、居住区各类标准：工厂、汽车、居住区. 表表7-3 我国环境噪声允许范围我国环境噪声允许范围 表表7-4 一天不同

41、时间对基数的修正值一天不同时间对基数的修正值 表表7-5 不同地区对基数的修正值不同地区对基数的修正值 表表7-6 室内噪声受室外噪声影响的修正值室内噪声受室外噪声影响的修正值 表表7-7 城市各类区域环境噪声标准值城市各类区域环境噪声标准值 表表7-8 新建、扩建、改建企业标准新建、扩建、改建企业标准 表表7-9 现有企业暂行标准现有企业暂行标准 表表7-10 机动车辆允许噪声标准机动车辆允许噪声标准 表表7-11 机场周围飞机噪声标准机场周围飞机噪声标准 第七章物理性污染监测 噪声对人的影响与声源的物理特性、暴露时间和个体差噪声对人的影响与声源的物理特性、暴露时间和个体差 异等因素有关。所

42、以噪声标准的制订是在大量实验基础上进异等因素有关。所以噪声标准的制订是在大量实验基础上进 行统计分析的，主要行统计分析的，主要 。对不同的场所和时间分别加以限制。即同时考虑标。对不同的场所和时间分别加以限制。即同时考虑标 准的科学性、先进性和现实性。准的科学性、先进性和现实性。 以保护听力而言，一般认为每天以保护听力而言，一般认为每天8小时长期工作在小时长期工作在80 dB 以下听力不会损失，而声级分别为以下听力不会损失，而声级分别为85 dB和和90 dB环境中工作环境中工作30 年，根据国际标准化组织年，根据国际标准化组织(ISO)的调查，耳聋的可能性分别为的调查，耳聋的可能性分别为8 和

43、和18。在声级。在声级70 dB环境中，谈话就感到困难。而干扰睡环境中，谈话就感到困难。而干扰睡 眠和休息的噪声级阈值白天为眠和休息的噪声级阈值白天为50 dB ，夜间为，夜间为45 dB 。 第七章物理性污染监测 干扰睡眠和休息的噪声级阈值白天为干扰睡眠和休息的噪声级阈值白天为50dB，夜间，夜间 为为45dB。 表表7-3 我国环境噪声允许范围我国环境噪声允许范围 单位：单位：dB 人的活动人的活动最高值最高值理想值理想值 体力劳动（保护听力）体力劳动（保护听力）9070 脑力劳动（保证语言清晰度）脑力劳动（保证语言清晰度）6040 睡眠睡眠5030 第七章物理性污染监测 表表7-7 城市

44、各类区域环境噪声标准值城市各类区域环境噪声标准值 类别类别昼间昼间夜间夜间 0 1 2 3 4 50 55 60 65 70 40 45 50 55 60 单位：等效声级单位：等效声级LeqdB（A） 选自选自城市区域环境噪声标准城市区域环境噪声标准 GB3096-93 第七章物理性污染监测 每个工作日接触噪声时间（每个工作日接触噪声时间（h）8421 允许标准允许标准dB(A)85889194 最高不得超过最高不得超过115dB 表表7-8 新建、扩建、改建企业标准新建、扩建、改建企业标准 表表7-9 现有企业暂行标准现有企业暂行标准 每个工作日接触噪声时间（每个工作日接触噪声时间（h）84

45、21 允许标准允许标准dB(A)90939699 最高不得超过最高不得超过115dB 第七章物理性污染监测 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噪声带，每一噪声带代表一个噪声等级同颜色或阴影线表示噪声带，每一噪声带代表一个噪声等级 ，每级相差，每级相差5dB。各等级的颜色和阴影线规定见表。各等级的颜色和阴影线规定见表7-12。 表表7-12 各噪声带颜色和阴影线表示规定各噪声带颜色和阴影线表示规定 噪声带噪声带颜色颜色阴影线阴影线 35dB以下以下浅绿色浅绿色小点，低密度小点，低密度 3640dB绿色绿色中点，中密

46、度中点，中密度 4145dB深绿色深绿色大点，高密度大点，高密度 4650dB黄色黄色垂直线，低密度垂直线，低密度 5155dB褐色褐色垂直线，中密度垂直线，中密度 5660dB橙色橙色垂直线，高密度垂直线，高密度 6165dB朱红色朱红色交叉线，低密度交叉线，低密度 6670dB洋红色洋红色交叉线，中密度交叉线，中密度 7175dB紫红色紫红色交叉线，高密度交叉线，高密度 7680dB蓝色蓝色宽条垂直线宽条垂直线 8185dB深蓝色深蓝色全黑全黑 第七章物理性污染监测 城市环境城市环境 噪声监测噪声监测 城市区域环境噪声监测城市区域环境噪声监测 城市交通噪声监测城市交通噪声监测 城市环境噪声

47、长期监测城市环境噪声长期监测 城市环境中扰民噪声源的调查测试城市环境中扰民噪声源的调查测试 第七章物理性污染监测 精度精度2级及级及2级以上的积分式声级计及环境噪声自级以上的积分式声级计及环境噪声自 动监测仪器。动监测仪器。 ： 无雨雪、无雷电的天气条件，风速为无雨雪、无雷电的天气条件，风速为5 m/s以上时以上时 停止测量。停止测量。 分为昼间（分为昼间（6:0022:00）和夜间（）和夜间（22:00 次日次日 6:00）两部分。）两部分。 第七章物理性污染监测 1. 城市区域环境噪声监测城市区域环境噪声监测 在标准规定的城市建成区中，优化选取一个或多个能代表某一在标准规定的城市建成区中，

48、优化选取一个或多个能代表某一 区域或整个城市建成区环境噪声平均水平的测点，进行区域或整个城市建成区环境噪声平均水平的测点，进行24h连续监测。连续监测。 测量每小时的测量每小时的Leq及昼间的及昼间的Ld和夜间的和夜间的Ln可按网格测量法的测量方法可按网格测量法的测量方法 测量。将每一小时测得的连续等效测量。将每一小时测得的连续等效A声级按时间排列，得到声级按时间排列，得到24h的声的声 级变化图形，用于表示某一区域或城市环境噪声的时间分布规律。级变化图形，用于表示某一区域或城市环境噪声的时间分布规律。 网格测量法示意图网格测量法示意图 第七章物理性污染监测 （3）城市交通）城市交通噪声噪声监

49、测监测 布点布点 在每两个交通路口之间、道路边人行道上、离车行道的在每两个交通路口之间、道路边人行道上、离车行道的 路沿路沿20 m处，此处离路口应大于处，此处离路口应大于50 m，这样的点可代表两个路，这样的点可代表两个路 口之间的该段道路的交通噪声。口之间的该段道路的交通噪声。 测量测量 测量时应选在无雨、无雪的天气进行。测量时间同城市测量时应选在无雨、无雪的天气进行。测量时间同城市 区域环境噪声要求一样，一般在白天正常工作时间内进行测量区域环境噪声要求一样，一般在白天正常工作时间内进行测量 。每隔。每隔5 s记一个瞬时记一个瞬时A声级（慢响应），连续记录声级（慢响应），连续记录200个数

50、据个数据 ，同时记录车流量（辆，同时记录车流量（辆/h）。）。 第七章物理性污染监测 数据处理数据处理 测量结果一般用统计噪声级和等效连续测量结果一般用统计噪声级和等效连续A声级来表示。将声级来表示。将 每个测点所测得的每个测点所测得的200个数据按从大到小顺序排列，第个数据按从大到小顺序排列，第20个数个数 据即为据即为L10，第，第100个数据即为个数据即为L50，第，第180个数据即为个数据即为L90。经验。经验 证明城市交通噪声测量值基本符合正态分布，因此，可直接用证明城市交通噪声测量值基本符合正态分布，因此，可直接用 近似公式计算等效连续近似公式计算等效连续A声级和标准偏差值。声级和

51、标准偏差值。 LeqL50+d2/60，d = L10 - L90 评价方法评价方法 a. 数据平均法数据平均法 b. 图示法图示法 第七章物理性污染监测 2. 工业企业噪声监测工业企业噪声监测 测量工业企业噪声时，传声器的位置应在操作人员的耳测量工业企业噪声时，传声器的位置应在操作人员的耳 朵位置，但人须离开。朵位置，但人须离开。 若车间内各处若车间内各处A声级波动小于声级波动小于3 dB，则只需在车间内选择，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个测点；若车间内各处声级波动大于3 dB，则应按声级大，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小，将

52、车间分成若干区域，任意两区域的声级应大于或等于3 dB，而每个区域内的声级波动必须小于，而每个区域内的声级波动必须小于3 dB，每个区域取，每个区域取1 3个测点。个测点。 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。 第七章物理性污染监测 物体围绕平衡位置往复运动称为物体围绕平衡位置往复运动称为。 振动是噪声产生的原因。振动是噪声产生的原因。 机械设备产生的噪声有两种传播方式：一种是机械设备产生的噪声有两种传播方式：一

53、种是 以空气为介质向外传播，称为以空气为介质向外传播，称为；另一种是声；另一种是声 源直接激发固体构件振动，这种振动以弹性波的形源直接激发固体构件振动，这种振动以弹性波的形 式在建筑物基础、地板、墙壁中传播，并在传播过式在建筑物基础、地板、墙壁中传播，并在传播过 程中向外辐射噪声，称为程中向外辐射噪声，称为。 第七章物理性污染监测 特殊住宅区；居民、文教区；混合区；商业中心区（指特殊住宅区；居民、文教区；混合区；商业中心区（指 商业集中的繁华地区）；工业集中区；交通干线道路两侧；商业集中的繁华地区）；工业集中区；交通干线道路两侧； 铁路干线两侧；标准适用的地带范围；标准昼夜。铁路干线两侧；标准

54、适用的地带范围；标准昼夜。 测量点的布设；计算方法。测量点的布设；计算方法。 城市区域环境振动标准城市区域环境振动标准(GBl0070-88)规定了城市规定了城市 区域环境振动的标准值及适用地带范围区域环境振动的标准值及适用地带范围(见表见表7-15)。 第七章物理性污染监测 适用地带范围适用地带范围昼间昼间夜间夜间 特殊住宅区特殊住宅区6565 居民、文教区居民、文教区7067 混合区、商业中心区混合区、商业中心区7572 工业集中区工业集中区7572 交通干线道路两侧交通干线道路两侧7572 铁路干线两侧铁路干线两侧8080 表表7-15 城市各类区域铅垂向城市各类区域铅垂向Z振级标准值振

55、级标准值 单位：单位：dB 第七章物理性污染监测 振动加速度级振动加速度级VAL；振动级；振动级VL；Z振动级振动级VLz；累积百分；累积百分 Z振级振级VLZN；稳态振动；冲击振动；无规振动；稳态振动；冲击振动；无规振动 。 用于测量环境振动的仪器，其性能必须符合用于测量环境振动的仪器，其性能必须符合ISO 8041:2005 有关条款的规定。测量系统每年至少送计量部门校准一次。有关条款的规定。测量系统每年至少送计量部门校准一次。 第七章物理性污染监测 测量量；读数方法和评价量。测量量；读数方法和评价量。 测量时振源应处于正常工作状态，应避免足以影响环境振测量时振源应处于正常工作状态，应避免

56、足以影响环境振 动测量值的其他环境因素或其他非振动污染源引起的干扰。动测量值的其他环境因素或其他非振动污染源引起的干扰。 环境振动测量按待测振源的类别，选择教材表环境振动测量按待测振源的类别，选择教材表7-16、表、表7- 17、表、表7-18中的对应表格逐项记录。测量交通振动，应记录车中的对应表格逐项记录。测量交通振动，应记录车 流量。流量。 第七章物理性污染监测 今天核技术在能源、工业、医疗、农业、科研等 民用和军事领域广泛应用。环境中有各种来源的放射 性。天然放射性，人工放射性在我们周边广泛存在。 核武器试验、核材料流失、局地天然放射性异常 显著超过天然放射性水平，甚至超过限制标准，称

57、为放射性环境污染。 第七章物理性污染监测 （1）放射性：是指一种不稳定的原子核（放射性物质）自）放射性：是指一种不稳定的原子核（放射性物质）自 发地衰变的现象，通常该过程伴随发出能导致电离的辐射发地衰变的现象，通常该过程伴随发出能导致电离的辐射 （如（如、和和等放射性）。天然不稳定核素能自发放出射线等放射性）。天然不稳定核素能自发放出射线 的放射性称为的放射性称为“天然放射性天然放射性”；通过核反应，由人工制造出；通过核反应，由人工制造出 来的放射性核素的放射性称为来的放射性核素的放射性称为“人工放射性人工放射性”。 （2）辐射：是一种特殊的能量传递方式。通常可以分为两）辐射：是一种特殊的能量

58、传递方式。通常可以分为两 大类：即粒子辐射与电磁辐射。前者包括大类：即粒子辐射与电磁辐射。前者包括粒子、粒子、粒子及各粒子及各 种核反应或放射性核素自然衰变的过程中所放出的高速带电种核反应或放射性核素自然衰变的过程中所放出的高速带电 荷粒子及中子等；后者包括可见光、红外线、紫外线、荷粒子及中子等；后者包括可见光、红外线、紫外线、X射射 线及线及射线等。射线等。 第七章物理性污染监测 衰变：不稳定重核衰变：不稳定重核（一般原子序一般原子序数数82）自发放出自发放出 4He核（ 核（粒子粒子）的过程的过程。如：。如： 226Ra 222Rn + 4He 不同核素放出的不同核素放出的粒子粒子的动能不

59、同，一般为的动能不同，一般为28 MeV。 粒子粒子的质量大、速度小，照射物质时易使其原子的质量大、速度小，照射物质时易使其原子 、分子发生电离或技法，但穿透能力小，只能穿透皮、分子发生电离或技法，但穿透能力小，只能穿透皮 肤的角质层。肤的角质层。 第七章物理性污染监测 衰变：放射性核素放射衰变：放射性核素放射粒子粒子(即快速电子即快速电子)的过程，的过程， 它是原子它是原子核内质子和中子发生互变的结果核内质子和中子发生互变的结果。 衰变分为负衰变分为负衰变衰变(中子变质子中子变质子)、正、正衰变衰变(质子质子 变中子变中子)和电子俘获和电子俘获(核外电子核外电子)三种三种类型。类型。 射线的

60、速度比射线的速度比射线高射线高10倍以上，其穿透能力较倍以上，其穿透能力较 强，在空气中能穿透几米至几十米才被吸收；与物质强，在空气中能穿透几米至几十米才被吸收；与物质 作用可使作用可使物质的物质的原原子子电离，也能灼伤皮肤。电离，也能灼伤皮肤。 第七章物理性污染监测 衰变：原子核从较高能级跃迁到较低能级或者基态衰变：原子核从较高能级跃迁到较低能级或者基态 时所放射的电磁辐射。时所放射的电磁辐射。 衰变的能级跃迁不改变原子核的原子序和原子衰变的能级跃迁不改变原子核的原子序和原子 质量数不发生变化，称为同质异能跃迁。某些不稳质量数不发生变化，称为同质异能跃迁。某些不稳 定核素经过定核素经过或或衰