环境监测课件-

环境监测课件主要内容：噪声的定义、来源及危害，噪声的量度、噪声的评价、声级计，噪声的测定。基本概念和知识点：噪声的定义、声压级、声强级、声功率级与分贝、噪声的叠加与相减，响度与响度级、声级的概念、声级计、噪声监测方法。问题与应用（能力要求）：熟悉噪声的有关概念，学会噪声监测与评价。第一节声音和噪声第二节

声音的物理特性和量度第三节

噪声的物理量和主观听觉的关系第四节噪声测量仪器第五节

噪声标准第六节噪声监测第七节振动及测量方法第一节声音和噪声一、声音的定义声音的本质是波动。受作用的空气发生振动，当振动频率在20～20000Hz时，作用于人耳的鼓膜而产生的感觉称为声音。二、噪声及其主要危害

人们生活和工作所不需要的声音叫噪声。损伤听力、干扰人们的睡眠和工作，诱发疾病，干扰语言交流，强噪声还会影响设备正常运转和损环建筑结构。

三、环境噪声的来源

1.交通噪声

2.工厂噪声

3.建筑施工噪声

4.社会生活噪声

第二节

声音的物理特性和量度

一、声音的发生、频率、波长和声速

1.声音的发生

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20～20000Hz之间，人耳可以感觉，称为可听声，简称声音。

2.频率

声源在一秒钟内振动的次数叫频率，记作f，单位为Hz。振动一次所经历的时间叫周期，T。

3.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为波长，用λ表示，单位为m。

4.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。频率、波长和声速三者的关系：二、声功率、声强和声压

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。在噪声监测中，声功率是指声源总声功率，单位为W。

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/s2。

3.声压（p）声压是由于声波的存在而引起的压力增值。声波是空气分子有指向、有节律的运动。声压单位为Pa。三、分贝、声功率级、声强级和声压级

1.分贝分贝是指两个相同的物理量（如A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。

分贝符号为“dB”，它是无量纲的，是噪声测量中很重要的参量。上式中A0是基准量（或参考量），A1是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，该对数值称为被量度量的“级”，亦即用对数标度时，所得到的是比值，它代表被量度量比基准量高出多少“级”。声功率级常用LW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4.声压级声压级常用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2×10－5Pa，该值是正常青年人耳朵刚能听到的1000Hz纯音的声压值。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。

[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=3dB，查曲线得ΔLp=1.8dB，因此Lp总＝96dB+1.8dB＝97.8dB。图7.1两噪声源的叠加曲线Lp1－Lp2/dB∆Lp/dB掌握了两个声源的叠加，就可以推广到多声源的叠加，只需逐次两两叠加即可，而与叠加次序无关。例如，有8个声源作用于一点，声压级分别为70、75、82、90、93、95、100dB，它们合成的总声压级可以任意次序查图7.1的曲线两两叠加而得。任选两种叠加次序如下：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100dB（Lp1）。

Lp－Lp1=4dB，从图7.2中可查得相应ΔLp＝2.2dB，因此该机器的实际噪声噪级Lp2=Lp-ΔLp=101.8dB。图7.2背景噪声修正曲线Lp－Lp1/dBΔLp/dB第三节

噪声的物理量

和主观听觉的关系一、响度和响度级

1.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“宋”，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波形的强度。如果另一个声音听起来比这个大n倍，则声音的响度为n宋。2.响度级定义1000Hz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1000Hz纯音的强度使之与这声音一样响时，则这1000Hz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“方”。利用与基准声音比较的方法，得到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，即等响曲线。图7.3等响曲线(又称ISO等响曲线)

3.响度与响度级的关系

根据大量实验得到，响度级每改变10方，响度加倍或减半。或响度级的合成不能直接相加，而响度可以相加。

二、计权声级

A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性。

B计权声级是模拟55～85dB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。图7.4A、B、C、D计权特性曲线三、等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级

1.等效连续声级

一个用噪声能量按时间平均方法来评价噪声对人影响的问题，即等效连续声级，符号“Leq”或“LAeq,T”。式中：LpA——某时刻t的瞬时A声级，dB；

T——规定的测量时间，s。如果数据符合正态分布，其累积分布在正态概率纸上为一直线，则可用下面近似公式计算：

L10，L50，L90为累积百分声级，其定义是：L10——测定时间内，10％的时间超过的噪声级，相当于噪声的平均峰值；L50——测量时间内，50％的时间超过的噪声级，相当于噪声的平均值；L90——测量时间内，90％的时间超过的噪声级，相当于噪声的背景值。2.噪声污染级噪声污染级（LNP）：式中：K——常数，对交通和飞机噪声取值2.56；

σ——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。3.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”。它反映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22∶00至第二天的6∶00，共8个小时。四、噪声的频谱分析将噪声的强度（声压级）按频率顺序展开，使噪声的强度成为频率的函数，并考查其波形，称为噪声的频率分析（或频谱分析）。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。以频率为横坐标，相应的强度（如声压级）为纵坐标作图。经过滤波后各通带对应的声压级的包络线（即轮廓）叫噪声谱。图7.5为一次实测的噪声频谱图。图7.5频谱图表7.1列出了1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滤波器产品的标准值。表7.1

常用1倍频程滤波器的中心频率和截止频率

中心频率fm/Hz上截止频率f2/Hz下截止频率f1/Hz中心频率fm/Hz上截止频率f2/Hz下截止频率f1/Hz31.544.547322.273710001414.20707.1006389.094644.547320002828.401414.20125176.77588.387540005656.802828.40250353.550176.775800011313.65656.80500707.100353.5501600022627.211313.6第四节噪声测量仪器一、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，是一种主观性的电子仪器。

图7.6声级计工作方框图2.声级计的分类按精度将声级计分为1级和2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。按指示方式可分为模拟指示（电表、声级灯）和数字指示声级计。AWA5633D型声级计AWA6270A噪声频谱分析仪AWA6270噪声频谱分析仪AWA6218C噪声统计分析仪图7.7各种声级计实物照片二、其他噪声测量仪器1.声级频谱仪2.录音机3.记录仪4.实时分析仪干扰睡眠和休息的噪声级阈值白天为50dB，夜间为45dB，我国提出环境噪声允许范围见表7.2。表7.2我国环境噪声允许范围单位：dB第五节

噪声标准人的活动最高值理想值体力劳动（保护听力）9070脑力劳动（保证语言清晰度）6040睡眠5030环境噪声标准制定的依据是环境基本噪声。各国大多参考ISO推荐的基数（如睡眠为30dB），根据不同时间、不同地区和室内噪声受室外噪声影响的修正值以及本国具体情况来制定。表7.3一天不同时间对基数的修正单位：dB时间修正值白天0晚上-5夜间-10至-15地区修正值农村、医院、休养区0市郊、交通量很少的地区+5城市居住区+10居住、工商业、交通混合区+15城市中心（商业区）+20工业区（重工业）+25表7.4不同地区对基数的修正值单位：dB

表7.5室内噪声受室外噪声影响的修正值单位：dB

窗户状况修正值开窗-10关闭的单层窗-15关闭的双层窗或不能开的窗-20类别昼间夜间0504015545260503655547055

表7.6城市区域环境噪声标准值单位：等效声级Leq/dB(A)选自《城市区域环境噪声标准》

GB3096—93

适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域，位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于0类标准5dB执行。

适用于以居住、文教机关为主的区域，乡村居住环境可参照执行该类标准。适用于居住、商业、工业混杂区。

适用于工业区。

适用于城市中的道路交通干线道路的两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域，穿越城区的铁路主、次干线两侧区域的背景噪声(指不通过列车时的噪声水平)限值也执行该类标准。

我国工业企业噪声标准见表7.7和表7.8。每个工作日接触噪声时间/h允许标准/dB(A)885488291194最高不得超过115表7.8

现有企业暂行标准

表7.7

新建、扩建、改建企业标准每个工作日接触噪声时间/h允许标准

/dB(A)890493296199最高不得超过115我国机动车辆允许噪声标准见表7.9～表7.11表7.9

汽车定置噪声限值（GB16170—1996）单位：dB(A)车辆类型燃料种类车辆出厂日期1998年1月1日前1998年1月1日起轿车汽油8785微型客车、货车汽油9088轻型客车、货车、越野车汽油

n≤4300r/min9492汽油n>4300r/min9795柴油10098中型客车、货车、大型客车汽油9795柴油103101重型货车P≤147kW10199P>147kW105103注：P——按生产厂家规定的额定功率。表7.10汽车加速行驶车外噪声限值（GB1495—2002）汽车分类噪声限值/dB(A)第一阶段第二阶段2002.10.1－2004.12.30期间生产的汽车2005.1.1以后生产的汽车M17774M2(GVM≤3.5t)或N2(GVM≤3.5t)GVM≤2t2t<GVM≤3.5t78767977M2(3.5t<GVM≤5t)或M3(GVM>5t)P<150kWP≥150kW82808583N2(3.5t<GVM≤12t)或N3(GVM>12t)P<75kW75kW≤P<150kWP≥150kW833186838884说明：M1，M2(GVM≤3.5t)和N1类汽车装用直喷式柴油机时，其限值增加1dB(A)。对于越野汽车，其GVM>2t时：

如果P<150kW，其限值增加1dB(A)；

如果P≥150kW，其限值增加2dB(A)。M1类汽车，若其变速器前进档多于四个，P>140kW，P/GVM之比大于75kW/t，并且用第三档测试时其尾端处的线速度大于61kW/h，则其限值增加1dB(A)。注：GVM——最大的总质量/t；P——发动机额定功率/kW。表7.11摩托车和轻便摩托车噪声限值（GB116169—1996）单位：dB(A)车辆类型发动机总工作容积车辆出厂日期1998年1月1日前1998年1月1日起加速行驶噪声定置排气噪声加速行驶噪声定置排气噪声轻便摩托车≤5077877685摩托车>50且≤10082928090>1008483表7.12机场周围飞机噪声标准单位：dB“一类区域”指特殊住宅区，居住、文教区；“二类区域”指除一类区域以外的生活区。适用区域标准值一类区域≤70二类区域≤75表7.13船舶分类

表7.14各类船舶不同舱室噪声级最大限制值单位：dB注：①机舱内任一测点的噪声级不得大于110dB；②客舱参照执行。类别划分说明备注船长（两柱间长）/m航行时间/hI>75>24II>7512～2430～75>12III<30只考虑船长<12只考虑航行时间部

位限制值LpAⅠⅡⅢ机舱区有人值班机舱主机操纵处90①有控制室的或无人的机舱110①机舱控制室7578－工作间90驾驶区驾驶室657070报务室6570－起居区卧室②606570医务室6065－办公室、休息室等舱室657075厨房808585表7.15海洋船舶各舱室噪声级最大限制值注：①机舱内任一测点的噪声级不得大于110dB；②客舱参照执行。部

位限制值LpA

/dB机舱区有人值班机舱主机操纵处90①有控制室的或无人的机舱110①机舱控制室75工作间85驾驶区驾驶室65桥楼两翼70海图室65报务室60起居区卧室②60医务室、病房60办公室、休息室、接待室等舱室65厨房机械设备和专用风机不工作机械设备和专用风机正常工作7080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，每级相差5dB。各等级的颜色和阴影线规定见表7.16。表7.16

各噪声带颜色和阴影线表示规定噪声带颜色阴影线35dB以下浅绿色小点，低密度36～40dB绿色中点，中密度41～45dB深绿色大点，高密度46～50dB黄色垂直线，低密度51～55dB褐色垂直线，中密度56～60dB橙色垂直线，高密度61～65dB朱红色叉线，低密度66～70dB洋红色叉线，中密度71～75dB紫红色交叉线，高密度76～80dB蓝色宽条垂直线81～85dB深蓝色全黑第六节噪声监测一、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

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

测量仪器：精度2型以上的积分式声级计及环境噪声自动监测仪器。测量条件：无雨、无雪的天气条件，风速为5.5m／s以上时停止测量。

测量时间分为白天（6:00~22:00)和夜间(22:00~6:00）两部分。(一)城市区域环境噪声监测1.网格测量法2.定点测量法图7.8网格测量法示意图图7.9定点测量法示意图（二）城市交通噪声监测车行道监测点二、工业企业噪声监测方法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，但人需离开。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1～3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理生产过程而经常工作、活动的地点和范围。表7.17工业企业噪声测量记录表______厂______车间，厂址______，_____年____月____日/dB/dB表7.18

等效连续声级记录表三、机动车辆噪声测量方法车外噪声测量测量条件测量场地及测点位置加速行驶车外噪声测量方法匀速行驶的车外噪声测量方法图7.10车外噪声测量场地示意图图7.11摩托车测量场地示意图车内噪声测量车内噪声测量条件车内噪声测点位置测量方法表7.19车外噪声测量记录表图7.12驾驶室内噪声测量示意图表7.20车内噪声测量记录表表7.21

车内噪声频谱车速______km/h测量日期

车辆型号测量地点

车辆牌照号路面状况

额定载客（质）量测量仪器

行驶里程测点位置挡位车速噪声级/dBAC驾驶室载客室中部后部频率

AC31.5631252505001k2k4k8k前部中部后部测量人员

驾驶人员表7.22

摩托车排气管后方噪声测量记录表摩托车型号__________

车架编号________

发动机编号________试验地点_________路面状况____________试验日期_______年____月_____日汽油_________润滑油_____________混合比_____________大气压________kPa

气温________K

相对湿度__________%

风速_________m/s测试装置__________

试验员___________

驾驶员_____________测定序号本底噪声/dB(A)噪声级/dB(A)备注测定值平均值四、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10m高处的风速不大于5m/s，相对湿度不应超过90％，不应小于30％。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1.2m，离其他反射壁面1m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。

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10kHz。要求测量的飞机噪声级最大值至少超过环境背景噪声级20dB，测量结果才被认为可靠。测量仪器：精度不低于2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GB3785的规定。表7.23

机场周围飞机噪声测量记录表注：风速指10m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