第五部分物理污染监测技术

5.物理污染监测技术崔兆杰2004.65.物理污染监测技术噪声污染监测振动污染监测电磁污染监测放射性污染监测5.1噪声污染监测技术噪声危害:环境噪声污染干扰人们的正常工作、生活和休息，严重时甚至影响人们的身体健康，如心血管系统疾病、神经系统疾病、内分泌系统疾病等，噪声还可使人暂时性或永久性失聪，即所谓的噪声性耳聋。噪声可使办公效率降低，产品质量下降，房地产贬值，在特定条件下，噪声甚至成为社会不稳定因素之一5.1.1噪声污染机理及量度从广义来说，凡是人们不愿听的声音以及对人的休息、学习和工作有干扰的声音都是噪声狭义讲噪声是一些杂乱无章的无序声音。如机械的摩擦声、交通车辆的噪杂声和公共场所的喧闹声等，这种声音听起来不舒服甚至使人感到厌烦噪声的持点是波形复杂而无规律5.1.1噪声污染机理及量度1.声压的分贝标度——声压级人耳对声音的感觉和声学仪器的测量，都是对声压变化的反映。所以在实际测量中就需要一种量度这种变化的简便标度声压的分贝标度叫做声压级，用Lp表示。声压级的定义可用数学式表示:5.1.1噪声污染机理及量度2.多声压级的合成5.1.1噪声污染机理及量度查表法5.1.2噪声频谱及分析声压级为纵坐标，频率为横坐标绘制成的噪声特性曲线为噪声频谱图噪声频谱能形象地反映出声音的频率分仑和声级大小的关系5.1.3噪声测量仪器测量噪声的常用仪器有声级计频谱分析仪自动记录仪磁带录音机5.1.3噪声测量仪器1.声级计声级计是测量噪声的基本仪器组成：传声器、放大器、计权网络和有效值检波器原理：声压大小经传声器后转换成电压讯号，此讯号经前置放大器放大后，最后从显示仪表上指示出声压级的分贝数值根据设计精密度和测定范围的不同，声级计分为普通型和精密测两种5.1.3噪声测量仪器5.1.3噪声测量仪器①传声器传声器又称话筒，是将声压转变为电压的换能元件优质的传声器应满足如下要求：灵敏度高、工作稳定；频率响应特性平直、位相畸变小；受外界环境(如温度、湿度、振动、电磁波等)影响小；动态范围大根据换能原理和结构的不同，常用的传声器分为电容式、压电式和动圈式三种5.1.3噪声测量仪器5.1.3噪声测量仪器②放大器放大器是声级计和频谱分析仪内部放大电讯号的电子线路用于声级测量的放大器应满足下面几个条件：要有足够大的增益而且稳定频率响应特性要平直在声频范围(20一20000Hz)内要有足够的动态范围放大器的固有噪声要低；耗电量小5.1.3噪声测量仪器③计权网络它是由电阻和电容组成的，具有特定频率响应的滤波器，它能使欲测定的频带顺利地通过，而把其它频率的波尽可能地除去④有效值检波器声级计中，由放大器输出的都是交流讯号，为取得推动指示仪表的直流讯号，在声级计中还没有检波器⑤指示器声级计的指示方式有两种，即电表指示和数字显示，目前生产的声级计大部分采用电表指示5.1.3噪声测量仪器2.频谱分析仪频谱分析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分成不同的频带(决定于频程数M)进行测量3.自动记录仪自动记录仪与声级计或频谱分析仪联合使用时，可以连续测量、记录声级与频谱，并能将噪声随时间的变化情况记录下来，所以它能给噪声测量和研究带来很大的方便4.磁带录音机用于录制噪声的录音机，与家用录音机不同，应具有：频率响应特性平直、线性动态范围宽、信噪噪比大等特点。同时不能有自动电平控制电路5.1.4噪声测量技术1.城市环境噪声的测点选择城市环境噪声的监测，大体可分为普查性监测、例行监测和交通噪声的监测在作噪声普查时，可将全市划分为500m×500m的网格，测点选在每个网格的中心(在城市地图上用作网格的办法决定)，网格数目一般不少于100个，也可根据实际情况决定，但不宜过少。如果城市较小，网格间距也可小一些，例如采用250mx250m划分网格。无论用什么距离划分网格，若网格中心受建筑物、污沟和禁区等影响而不宜测量时，可移至该点附近可进行测量的位置进行长期性例行监测时，测点数目要少得多，但一般希望木少于7个。7个点的位置可按下列区域布设：繁华市区一点；典型居民区一点；交通干线两点；工厂区一点；混合区两点在进行城市交通噪声的监测时，在每两个交通路口之间的交通线上选择一个测点，测点设在马路边的人行道上，一般离马路边沿20cm5.1.4噪声测量技术2.工厂车间内的测点车间内部的测点，要根据车间大小和声级波动情况选择。若车间较小且车间内各处的A声级的差别不大时(小于3dB)，只在车间内选择1—3个测点；若车间较大旦车间内各处A声级的差别较大时(大于3dB)，则要技声级大小将车间划分为着干个区域，每个区域应包括工人经常活动和工作的地方，任意两个区域的A声级差应大于3dB，每个区域内设1个测点5.1.4噪声测量技术3.噪声源的测点①扰民噪声源的测点选点时，把每个工厂看作一个噪声源，在一个工厂边界线外1m的周围路线上选择若干个测点。如果两个或几个工厂相连成工业小区，则可在小区周围路线外1m处选择几个测点。每个测点问的噪声平均声级相差幅度为5dB②单台机械噪声源的测点测量这类机械噪声的选点原则是：尽可能接近发声的机器，使机器的直达声远大于背景噪声和反射声5.1.4噪声测量技术4.测量时间和气候条件的选择测量时间分白天和夜间，白天测量可选在上午8：00一12：00或下午14：00—18：00，夜间测量应选在晚上22：00对至凌晨5：00时进行对气候条件的选择，在没要求在有雨、有雷的特殊条件下测量时，一般在无雨、无雪的天气进行，以减除气候条件的影响，因风力大小等都直接影响噪声测量结果对车间和机械噪声源的测量。一般用不着选择测定时间和气候条件，在车间进行正常生产作为噪声源的机器开动后，随时可进行测量5.1.4噪声测量技术5.噪声干扰因素的消除①反射声的消除当测量现场附近的物体的尺寸大于声波的波长时，物体就会对声波产生反射。为避免反射声对测量的影响，应使这种物体远离声源及传声器或在选择测点时尽可能使噪声源的直达声大于反射声10dB以上，在这种情况下反射声的叠加就可忽略不计②风力影响的消除室外的测量工作，最好在无风大气进行。当风力小于3级时，也可以用防风罩罩住传声器进行测量。待测噪声的强度不高而风力超过3级时，则不宜进行测量5.1.4噪声测量技术③颤动噪声的消除倍频程声压级在120dB以上的强噪声、可能引起测量器机壳的振动，这种振动传导给传声器会引起颤噪声，为避免颐噪声的干扰，可将测量仪器与噪声场隔离④背景噪声的消除背景噪声(也称本底噪声)是指被测噪声派停止发声时，在同一位置上所测得环境噪声。在测量时，背景噪声也会叠加在被测噪声之中，但影响程度有所不同。若被测噪声各频带的声压级大于背景噪声声压级的10dB时，背景噪声的影响可以忽赂不计。若两者的差值小于10dB时，则要按表5—5进行背景噪声的修正，即从测得值中扣除背景值5.1.4噪声测量技术6.测量数据的处理与表达5.1.4噪声测量技术5.1.4噪声测量技术5.1.4噪声测量技术5.2振动污染监测技术5.2.1振动污染机理及量度所渭环境振动是指特定环境条件引起的所有振动，通常是由远近许多振动源产生的振动组合能使人感觉到的最小振动称为振动感觉阀环境振动的主要特征:频率低，其作用范围为1—80Hz，人体对20Hz以下的振动最为敏感振动强度低，一般10-3m/S2的微弱振动就可以被人们感知。对于环境振动，只要人们感觉到，就会造成不良影响振动方向分为垂直方向(z方向)和两个水平方向(x、y方向)．人对垂直方向的振动最敏感量度振动的物理量主要有频率、强度、振动方向和暴露时间5.2.2振动测量仪器环境振动的测量仪器称为振级计。振级计是指一种符合有关国际标准的，专门用来测量振动对人体影响的测振仪器。环境公害振动测量设备一般由下列部分组成：传感器(拾振器)。放大器、振幅或振级指示器(记录器)、滤波器、频谱分析器5.2.2振动测量仪器1.压电式加速度计环境振动的量值表示有位移、速度、加速度、普遍采用加速度值表示，因此，一般用于环境振动的是压电式加速度计特点：具有宽的频响和测量范围谐振频率高体积小、重量轻灵敏度高坚固5.2.2振动测量仪器2.公害测振仪公害振动与机器振动相比，其显著特点是振动强度小，频率低目前，用于人体振动的公害测振仪—振级计是根据IS02631附录和ISO／D15349来实现的频率计权特性时间计权特性5.2.3振动监测技术振动的测量技术核心是如何用实地测量或模拟试验的方法来观察、研究振动系统的振动特性，如位移、速度或加速度的幅值、频率、相位、振动方式的频谱等振动测量可以用位移、速度或加速度表示环境振动的测量一般测量1—8Hz范围内的振动，要在x、y、z三个方向分别测量在振动测量中最广泛应用的是压电加速度计优点：体积小，重量轻、频响宽、稳定性好、坚固频率宽度：0.01Hz一100kHz5.2.3振动监测技术使用时注意：1)加速度计的下限额率因低到几赫，甚至百分之儿赫，故后面的放大，分析仪器必须满足低频要求2)加速度计须妥帖，牢固地安装在被测物件上3)要考虑加速度计本身质量的影响问题4)调节声级计的下限截止频率5)应配用不同序号的衰减器刻度盘6)振动的绝对值的表盘刻度在声学量刻度的反面7)计权网络开关置于线性，并加接低通滤波器，或用外接滤波器来进行频率分析8)避免环境中的强电磁场和温度剧变的影响9)放置在混凝上、金刚板等坚硬面上时，不得晃动，表面易滑时，使用橡皮泥粘牢；放置在如沥清面的坚硬地面时，轻轻地放稳即可，要避开草地、田地等柔软的地表面，不得已时，应先除草，并将土地充分踩实后放置5.2.3振动监测技术对环境振动测量的数据分析整理及布点问题，注意：修正本底振动影响各种振动类型的读数方法P稳态振动：每个测点测量—次，取5s内的平均值冲击振动：以最大值10个值的算术平均值作为振动级的读数随机振动：作为随机事件，读取按某时间间隔区分的瞬时值，再从中推导出统计数值的方法间歇振动：原则是不分上行和下行列车，对连续通过的20辆列车读取该处每次通过列车的峰值振级5.2.3振动监测技术环境振动测量布点：室内振动：在室内居中位置选择一个测点，在一般情况下室内较为窜旷的地方是否居中位置室外振动：在受干扰的城郊居住区、机关、学校、医院等环境，在室外距建筑物外墙1m处选择测点．对于建筑稠密区的测点，距外墙距离可缩短到0.5m工厂厂界振动．在工厂法定边界线上布置测点，若工厂有围墙，则在围墙外1m处布点铁路振动：距铁路中心线7．5m处选择测点、若要掌损铁路振动传播规律和影响，则在15m、30m处加布测点交通干线振动：应在公路便道上距公路边缘0.5m处(距路n距离应大于50m)选择测点、若掌握公路振动传播及影响，则在距边缘2.5m、5m、10m处加布测点建筑施工振动：应在规定的工地边界上选择测点5.2.3振动监测技术测量条件①测量时间；白天是上午8：00一11：00；下午是2：00一5：00②测点应避开松软地面，传感器必须牢靠地放置在坚实的地向上③振动测量应避开其它环境因素，如温度剧变、电磁场、强风、地震等因素干扰测量数据记录和整理要填写环境振动测量记录表，并要画出“测点分布示意图”，在图上标出测点与主要振动源的相对方位相距离，测点周围的环境条件5.3电磁污染监测技术电磁辐射(ElectromageneticRadiation)，就是能量以电磁波的形式通过空间传播的现象电磁辐射对机体的损伤主要是由于大量热能沉积引起的生理功能紊乱和病理变化等生物效应而造成的症状为记忆力衰退、失眠、多梦、脱发、乏力、头昏、月经不调等5.3.1电磁辐射监测仪器测量仪器根据测量目的分为非选频式宽带辐射测量仪和选频式辐射测量仪1.非选频式宽带辐射仪原理偶极子和检波二极管组成探头由三个正交的2一10c