文档介绍：2004年深圳研究生院《环境工程概论》
——籍国东
北京大学环境工程系
2004年03月21日
噪声污染与控制
内容设置
1 概述
2 噪声对人的影响
3 等级评估系统
4 社区噪声源及其标准
5 室外声音的传播
6 噪声控制
1. 概述
噪声通常定义为“不需要的声音”(unwanted sound),是一种环境现象。人一生都暴露在有噪声的环境中。噪声也可看成是一种环境污染物,一种由人类各种活动产生的废物。它会对个人造成生理或心理上的不良影响,或可能干扰个人或团体的社会活动,包括语言交流、工作、休息、娱乐、睡眠等活动。
噪声污染与控制
通过人们的生活方式而产生的废物,一般可分为两种类型:第一种最为大众熟知,即空气、水以及固体废物污染所造成的大量残留物,这些残留物长期滞留于环境中;而第二种类型以残留的能量形式存在,如来自制造过程的废热将造成河流的热污染,而以声波形式存在的能量是另一种残留形式的能量,但幸运的是它们在环境中的存在时间并不长,且这些以声波形式分散的总能量与其他形式的能量比较起来并不大。耳朵对噪声极其敏感,少量的声能进入耳朵后,会对人和其他生物造成不良影响。
足够强度与持久性的噪声能导致暂时的或永久性的听力损失,从轻微的听力减弱到几乎完全耳聋。一般而言,当暴露于强度足够高的声源时会造成暂时性的听力损失。若暴露持续一段时间,则会导致永久性的听力减弱。噪声对人们造成的短暂的、但通常较严重的影响包括:干扰语言交流和对其他听觉信号的认知,妨碍睡眠和休闲,降低人们进行复杂工作的能力,导致生活质量降低。
噪声直到近些年才被广泛认为是一种的严重的环境污染物,且具有潜在的危险,原因有以下几点:
(1)将噪声定义为“不需要的声音”是很主观的,被某人认为是噪声的声音,却可能被另外一人喜爱。
(2)噪声衰退的时间短,不像空气污染物和水污染物那样长期存在于环境中,因此当人们设法去降低、控制或抱怨环境噪声时,该噪声可能已不再存在。
(3)噪声对人们生理和心理的影响经常是错综复杂的、隐伏的,其影响结果的出现是渐进的,以致于很难将原因与结果联系在一起。实际上,一些听觉可能已经受到噪声影响的人,却不认为有什么问题。
(4)普通公民均以国家科技的进步为荣,他们都很高兴看到快速运输工具、节省人力的设施和新的娱乐设施的出现。不幸的是,科技进步却往往伴随着环境噪声的增加,而大部分人往往容易接受额外增加的噪声,将其作为技术进步代价的一部分。
声波的性质
固体的振动产生声波,或当流体越过、环绕或穿过固体孔洞时流体分离产生声波。空气压缩使空气局部密度和压力增加;相反,膨胀则使密度和压力减小。这些交替的压力变化即是人耳所听到的声音。
空气交替压缩与膨胀产生的正弦波:
连续两个波峰或波谷间的时间间隔称为周期(P)。周期的倒数为频率(f):1秒的振动中波峰到达的次数。P与f之间的关系为:P = 1/f。
相邻两个波峰或波谷之间的距离称为波长(),波长与频率之间的关系为: =c/f。
波的振幅(amplitude,A)是指通过零压力线测得的波峰或波谷的高度。在一个振动周期内,平均压力为零,与振幅无关。当然这不能反映事物的真实状态。因此,人们采用均方根声压(root mean square sound pressure,prms) 来克服这个困难。
prms的计算步骤为:先计算平均时间区段内每一瞬间振幅值的二次方,然后将此二次方值加起来,再除以平均时间,最后开二次方求得:
公式中符号上方横线表示对时间加权平均,而T是测量的时间周期。
功:物体位移的距离与作用在位移方向上力的乘积。因此声波沿着声波传播的方向传送能量。其作功的速率定义为声功率(sound power,W)。
声强(sound intensity,I):垂直于声波传播方向单位面积上声功率的时间加权平均值。I与W的关系为:
I=W/A
A是指垂直于声波运动方向的面积。声强、声压与声功率之间的关系:
式中:I-声强,W/m2;-介质的密度,kg/m3;c-声音在介质中的速度,m/s。
空气密度与声音速度均为温度的函数,当温度与压力确定后,空气密度则可查得。,声音速度可由下列公式计算:
式中:T-热力学温度,K。