噪声,电磁辐射,放射性与其他污染防治技术

第十二章噪声,电磁辐射,放射性与其他污染防治技术噪声的基本概念物理学:是声波的频率和强弱变化毫无规律,杂乱无章的声音.心理学:人们不需要,使人烦躁的声音种类:空气动力性;机械性;电磁性;电声性噪声污染的特点:•相对性•局部性•时间性•慢性和间接性噪声对人体的危害听力损失干扰语言交流烦恼睡眠干扰对工作效率的影响对儿童和胎儿的影响对视力,动物和物质结构的影响噪声的危害1、噪声对听力的损伤长期在强噪声环境下工作，会使内耳听觉组织受到损伤，造成耳聋；——慢性的噪声性耳聋听力损失用500Hz、1000Hz和2000Hz三个频率上听力损失的平均值来表示。听力正常（听力损失在15dB以内)；接近正常（听力损失15～25dB)；轻度耳聋（听力损失25～40dB)；中度耳聋（听力损失40～65dB)；重度耳聋（听力损失65dB以上）。噪声级在80dB以内，才能保证人们长期工作不发生耳聋。在90dB以下，只能保证80％的人工作40年后不会耳聋；85dB仍会有10％的人产生噪声性耳聋。强噪声性耳聋，或爆震性耳聋噪声的危害2、噪声对睡眠的干扰40dB的连续噪声可使10％的人睡眠受到影响；70dB的连续噪声可使50％的人受到影响；40dB的突发性噪声可使10％的人惊醒，到60dB时，可使70％的人惊醒。3、噪声能诱发疾病长期暴露在强噪声环境下，会引起人体的紧张反应，使肾上腺素分泌增加，引起心率加快，血压升高；噪声会引起消化系统的疾病，引起消化不良，诱发胃肠粘膜溃疡；会引起疲劳、头晕及记忆力衰退，诱发神经衰弱症。噪声的危害4、噪声影响语言交谈和通讯联络的干扰当人们交谈距离为1米时，平均声级为65dB；当环境噪声级高于语言声级10dB时，谈话声音会被环境噪声完全掩盖；当噪声级超过90dB时，即使大喊大叫也难以进行正常交谈。噪声的危害噪声的危害5、特强噪声会对仪器设备和建筑结构造成危害当噪声级超过135dB时，电子仪器的连接部位会出现错动，微调元件发生偏移，使仪器发生故障而失效；当超过150dB时，仪器的元件可能失效或损坏；当噪声超过140dB时，轻型建筑物会遭受损伤。噪声的测量噪声的物理量度声强与声强级声压与声压级声功率与声功率级噪声的评价噪声的测量噪声的物理量度（一）声压、声压级、声能量、声强和声功率1、声压p当有声波存在时，在媒质中产生的压强的增量。单位：Pa或μbr；1Pa＝10μbr。当声频为1000Hz时，人耳可听声压范围为2×10-5~20Pa。有效声压pe：一段时间内声压的均方根值。由于人耳无法感受声压的起伏，只能感受一个稳定的有效声压。媒质的声阻抗率Zs＝p/u＝ρc，u为质点速度，c为声速。声压级（一）声压、声能量、声强和声功率2、声能量由于声扰动，声波在媒质中传播，产生动能和形变的势能。动能和势能之和即为声能量。单位：J声场：空间中存在声波的区域。声能密度D：声场中单位体积媒质所含有的声能量，单位：J/m3。对于自由空间的平面声波：D＝W/cS＝I/c＝p2/ρc2（一）声压、声能量、声强和声功率3、声强I单位时间内，通过和声波射线垂直的单位面积内的声能量称为声强，即在传播方向上通过单位面积上的声功率。单位：W/m2。对于自由空间的平面声波和球面波：I＝W/S＝pu＝p2/ρc声强与离开声源的距离有关：对于自由空间的点声源：I球＝W/（4πr2）对于放在具有反射的地面上的点声源：I球＝W/（2πr2）（一）声压、声能量、声强和声功率4、声功率W声功率就是指声源在单位时间内辐射出来的总声能量。单位：W。对于自由空间的点声源：W球＝4πr2p2/ρc对于放在具有反射的地面上的点声源：W半球＝2πr2p2/ρc（二）声波的测量单位1、级的概念1个量的级是这个量与同类基准值之比的对数，用L表示。表达式：r＝10时，级的单位为贝（耳），级表示的量与功率成正比。工程上常用分贝表示级，是贝的十分之一，符号为dB。r＝e时，级的单位为奈培（Np）。1Np＝8.686dB0logXXLr主要声学量的级和基准名称定义基准值声压级（气体中）Lp＝20lg（p/p0）P0＝20μPa声压级（液体中）Lp＝20lg（p/p0）P0＝1μPa振动加速度级La＝20lg（a/a0）P0＝1μm/s2振动速度级Lv＝20lg（v/v0）v0＝1nm/s振动位移级Ld＝20lg（d/d0）d0＝1×10－12m力级LF＝20lg（F/F0）F0＝1μN声功率级LW＝10lg（W/W0）W0＝1×10－12W声强级LI＝10lg（I/I0）I0＝1×10－12W/m2（二）声波的测量单位2、声压级LpLp＝20lg（p/p0）Lp为声压级，单位dB；p为有效声压，Pa；基准声压p0＝2×10－5Pa。对于听阈Lp＝0；对于痛阈Lp＝120dB。某些环境下的声压和声压级环境声压（Pa）声压级（dB）锅炉排气放空，距喷口1米200140铆钉枪，大型罗茨风机63130汽车喇叭，距人1米，大型球磨机20120柴油机6.3110离心风扇0.6390公共汽车上0.2080城市噪声，街道上0.06370普通说话0.02060电风扇，微电机附近0.006350安静房间0.002040轻声耳语0.0006330树叶飘动声0.0002020农村静夜0.00006310可听0.0000200（二）声波的测量单位3、声强级LILI＝10lg（I/I0）LI为声强级，单位dB；I为声强，瓦/米2；基准声强I0＝1×10－12瓦/米2。LI=10lg(I/I0)=10lg(p2/p02)+10lg[p02/(I0ρc)]=LP+10lg400/ρc当在1atm，38.9℃时，空气的ρc＝400Pa·s/m，LI＝Lp在一般情况下，空气中的声波LI与Lp的值相差±0.2dB，故LI≈Lp（二）声波的测量单位4、声功率级LWLW＝10lg（W/W0）LW为声功率级，单位dB；W为声功率，瓦；基准声功率W0＝1×10－12瓦。LW=10lg(W/W0)=10lg(IS/W0)=10lg[I/10-12]+10lgS=LI+10lgS≈LP+10lgS对于球面声波，距离声源半径微r，则有：LW=LP+10lg4πr2＝LP+20lgr＋11对于半球面声波，距离声源半径微r，则有：LW=LP+10lg2πr2＝LP+20lgr＋8（三）噪声级的合成1、噪声级合成是按照能量的叠加规律进行叠加的。2、声强级：声强与能量成正比。总声强等于各声强之和。假设有n个噪声源同时存在，声强与声强级分别为I1、I2、…In和L1、L2、…Ln。则：L1＝10lgI1/I0，L2＝10lgI2/I0，…Ln＝10lgIn/I0。I1/I0＝100.1L1，I2/I0＝100.1L2，…In/I0＝100.1Ln。所以，总声强级L＝10lg（I1/I0＋I2/I0…In/I0）＝10lg（100.1L1＋100.1L2＋…＋100.1Ln）（三）噪声级的合成3、声压级：能量与声压的平方成正比。总声压的平方等于各声压排放之和。假设有n个噪声源同时存在，声压与声压级分别为p1、p2、…pn和L1、L2、…Ln。则：Lp1＝20lgp1/p0，Lp2＝20lgp2/p0，…，Lpn＝20lgpn/p0。（p1/p0）2＝100.1Lp1，（p1/p0）2＝100.1Lp2，…，（p1/p0）2＝100.1Lpn。所以，总声压级Lp＝10lg（100.1L1＋100.1L2＋…＋100.1Ln）（三）噪声级的合成4、n个相同噪声级合成的总噪声级L＝10lg（100.1L1＋100.1L2＋…＋100.1Ln）＝10lg（n100.1L1）＝L1＋10lgn当n＝2时，L＝L1＋10lg2＝L1＋3即表示两个相同的声压级相加，能量增加一倍，声级增加3dB。（三）噪声级的合成5、不同噪声级的合成假设存在两个噪声源，声压级分别为L1、L2，且L1L2，则有：L－L1＝10lg（100.1L1＋100.1L2）－L1＝10lg[100.1L1＋100.1L2）/100.1L1]＝10lg[1+10—0.1(L1-L2)]设噪声合成的附加值△L＝10lg[1+10—0.1(L1-L2)]，则L＝L1＋△L其中△L可查表，根据表可知，当L1-L26dB时，△L1dB，所以当两个声源中的一个噪声级超出另一个噪声级6～8dB，则较弱的噪声可以忽略不计。噪声的频谱（一）噪声分析的基本知识声音的频率就是声源振动的频率；人耳听到的声音有的低沉，有的尖锐主要是声音的音调的高低引起的，而音调是人耳对声源振动频率的主观感受。声音可按频率分为：次声（20Hz)、可听声（20～20000Hz）、超声（20000Hz）；噪声控制主要研究可听声，可听声可分为：低频声（500Hz)、中频声（500～2000Hz）、高频声（2000Hz）。人们在生活中听到的声音是不同频率、强度的纯音复合而成的。噪声评价（一）人耳的听觉特性与A声级1、人耳的听觉特性不同频率的声音，即使声压级相同，人耳感觉的响亮程度不同，如同样60dB，100Hz和1000Hz的两种声音，1000Hz的声音人耳听起来响一些，而要100Hz的声音听起来与1000Hz，60dB的声音一样响，声压级要达到67dB；人耳对1000～5000Hz的声音最敏感。人耳的听觉系统具有滤波的功能—“酒会效应”，即人耳能在有其他噪声存在的环境下听出某些频率的声音。（一）人耳的听觉特性与A声级2、响度响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念，是描述声音大小的主观感觉量。不仅取决于声音的强度(如声压级)，还与它的频率及波形有关。响度的单位是宋(sone)，符号是“N”。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行波的强度。如果另一个声音听起来比这个大n倍，即声音的响度为n宋。（一）人耳的听觉特性与A声级2、响度级响度级是用来定量地确定声音的轻或响的程度的参数；响度级是建立在两个声音的主观比较上的。定义1000Hz纯音声压级的分贝值为响度级的数值，任何其它频率的声音，当调节1000Hz纯音的强度使之与这声音一样响时，该1000Hz纯音的声压级分贝数定义为这一声音的响度级。响度级的单位是方(phon)，符号是“LN”。响度与响度级的关系：声压级每增加10方，响度值加倍N＝2(LN-40)/10或LN＝40＋33.3lgN等响曲线：对各频率进行试听分析，达到同样响度级时，频率与声压级的关系曲线。（一）人耳的听觉特性与A声级3、A声级由等响曲线可以看出，人耳能听到的最小的声音与频率有关，频率低，人耳的灵敏度差；频率高，人耳灵敏度好。如果有一台机器发出的噪声，含有从低到高频声，其噪声一进人耳就失真了，或被滤去了一部分低频成分，也可以说被人耳计权了。由于人耳的听觉无法测定声音的频率成分和相应的强度，只能利用测量仪器——声级计来测定，为了模拟人耳的听觉特性，在声级计中安装了一个滤波器使它对频率的判别与人耳相似，这个滤波器称为A计权网络，该声级计称为A声级计。当声音信号进入A网络，中、低频声音按比例衰减通过，1000Hz声音无衰减通过。通过A声级计测定的声压级称为A声级，记做dBA或dB（A）。（一）人耳的听觉特性与A声级4、B、C、D声级A、B和C计权声级的主要差别在于对低频成分的衰减程度，A衰减最多，B其次，C最少。A计权声级是模拟人耳对55分贝以下低强度噪声的频率特性；B计权声级是模拟55分贝到85分贝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。A计权声级表征人耳主观听觉较好，故实际中较常采用A计权声级。（二）等效连续声级(Leq)A计权声级能较好评价连续稳态噪声，但对一个起伏的或不连续的噪声，A计权声级就不合适了。用噪声能量按时间平