(奚旦立四版环境监测课件)第七章物理性污染监测XXXX0910

环境监测与治理主讲：原金海博士副教授授课专业：化学10，应化10电话：[phone]第七章物理性污染监测主要内容◆噪声污染监测◆振动及监测方法◆反射性和辐射监测◆光污染监测。第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测一、声音及噪声◆声音的本质是波动，当振动频率在20～20000Hz时，作用于人耳鼓膜而产生的感觉称为声音。◆超过人们生活、生产和活动所允许的声音程度的声音称为噪声。判断噪声与主观感觉和心理因素有关。噪声——能损伤听力、干扰人们的休息和工作，干扰语言交流，诱发疾病，甚至伤人，强噪声能影响设备正常运转和损环建筑结构。第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测环境噪声的来源交通噪声工厂噪声建筑施工噪声生活噪声第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测二、声音的物理特性和量度1、声音的发生、频率、波长和声速声音的发生：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，振动频率在20～20000Hz之间，人耳可以感觉，称为可听声，简称声音。次声——频率低于20Hz超声——频率高于20000Hz频率：声源在一秒钟内振动的次数叫频率，记作f，单位为Hz。第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测波长：沿声波传播方向，振动一个周期所传播的距离称为波长，用λ表示，单位为m。声速：一秒钟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：fc第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测2、声功率、声强和声压声功率（W）：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。噪声监测中的声功率是指声源总声功率，单位为W。声强（I）：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/m2。声压（p）：由于声波的存在而引起的压强增值，单位为Pa。第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测cpI23、分贝、声功率级、声强级和声压级分贝：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）。以符号“dB”表示，无量纲。01lg10AANA0：基准量或参考量A1：被量度量其对数值称为被量度量的“级”，代表被量度量比基准量高出多少“级”。第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测LW—声功率级，dBW—声功率，WW0—基准声功率，为10－12W0lg10WWLW声功率级：用LW表示，定义为：LI—声强级，dBI—声强，W/m2I0—基准声强，在空气中取10－12W/m20lg10IILI声强级：用LI表示，定义为：第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测声压级：常用Lp表示，定义为：Lp—声压级，dBp—声压，Pap0—基准声压在空气中p0为2×10－5Pa，是正常青年人耳朵刚能听到的1000Hz纯音的声压值。0202lg20lg10ppppLp第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测4、噪声的叠加和相减噪声的叠加两个以上独立声源作用于某一点，产生噪声的叠加。声能量可以进行代数相加。设：两个声源的声功率分别为W1和W2，总声功率为：W总=W1+W2设：两个声源在某点的声强分布为I1和I2，总声强：I总=I1+I2第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测声压不能直接相加。设：两个声源的声压分别为P1和P2，总声压为：202221lg10pppLp)1010lg(10101021ppLL2221ppp总则，总声压级为：当二个声源声压级相等，Lp1＝Lp2时，总声压级为：Lp＝Lp1＋10lg2＝Lp1＋3(dB)第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测[例]两声源作用于某一点的声压级分别为：Lp1=96dB，Lp2=93dB，Lp1－Lp2=3dB，查曲线得：ΔLp=1.8dB，Lp总＝96dB+1.8dB＝97.8dB。当二个声源的声压级不等时，用图计算总声压级。Lp1－Lp2/dB∆Lp/dB第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测pppLLL1总表声压级差与增加值关系表（dB）Lp1-Lp201234567△LP32.52.11.81.51.210.8Lp1-Lp289101112131415△LP0.60.50.40.30.30.20.20.1第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测推广到多声源的叠加时，只需将两两声压级叠加，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、70、75、82、90、93、95、100dB，任选两种叠加次序计算总声压级。第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测噪声的相减即扣除背景噪声。[例]由声级计测定车间一台机器噪声为104dB，当机器停止工作，测得背景噪声为100dB，求该机器噪声。解：由题，Lp＝104dB，机器噪声＋背景噪声Lp1＝100dB，背景噪声Lp－Lp1=4dB，查图得ΔLp＝2.2dB机器的实际噪声Lp2=Lp-ΔLp=101.8dBLp－Lp1/dBΔLp/dB第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测5、噪声物理量和主观听觉的关系（1）响度和响度级响度（N）：是人耳判别声音由轻到响的强度等级，单位为“sone，宋”。1sone——声压级为40dB，频率为1000Hz，来自听者正前方平面波形的强度。如果另一个声音听起来比这个大n倍，则声音的响度为nsone。第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测响度级（LN）：1000Hz纯音的声压级即为响度级。——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“phon，方”。显然，响度级是二个声音的主观比较。与基准声音比较，得到人耳听觉频率范围内一系列响度相等的声压级—频率的关系曲线，即等响曲线（ISO等响曲线）。第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测等响曲线(又称ISO等响曲线)第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测响度与响度级的关系响度级每改变10phon，响度加倍或减半。响度可以相加响度级不能直接相加NLNlg3340如：LN＝40phon，N＝1sone；LN＝50phon，N＝2soneLN＝60phon，N＝4sone2N第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测（2）计权声级A计权声级：模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性。B计权声级：模拟55～85dB中等强度噪声的频率特性。C计权声级：模拟高强度噪声的频率特性。D计权声级：对噪声参量的模拟，专用于测量飞机噪声。通过声级计计权网络测定的声压级称为计权声级。一种特殊的滤波器，当各种频率的声波通过时，它对不同频率成分的衰减不同。第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测A、B、C、D计权特性曲线40phon70phon100phon第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测（3）等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级等效连续声级：用噪声能量按时间平均方法评价噪声对的人影响，用符号“Leq”或“LAeq,T”表示；反映声级不稳定情况下，人能接受噪声能量的大小，是表达噪声随时间变化的等效量。)d101lg(1001.0,AeqATLTtTLpLpA——某时刻t的瞬时A声级，dBT——规定的测量时间，s第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测如果数据符合正态分布，可用近似公式计算：L10，L50，L90——累积百分声级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。第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测计算方法：①将测得的100个数据按照由大到小的顺序排列②总数为100个数据的第10个数据即为L10;③总数为100个数据的第50个数据即为L50;④总数为100个数据的第90个数据即为L90.第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测噪声污染级（LNP）sKLLeqNPK——常数，对交通和飞机噪声取值2.56s——测定过程中瞬时声级的标准偏差噪声污染级可以写成：LNP＝LAeq,T+d评价非稳态——涨落的噪声对人们情绪影响的一种方法适用于评价航空或道路交通噪声污染。nipApAiLLns12)(11第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测昼夜等效声级（Ldn）：夜间噪声具有更大的烦扰程度而提出的评价指标，也称日夜平均声级。反映噪声昼夜间的变化情况。]241081016lg[10)10(1.01.0nddnLLLLd——白天的等效声级，从6:00－22:00时，共16个小时；Ln——夜间的等效声级，从22:00－次日6:00，共8个小时。美国环保局已引用第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测三、噪声测量仪器（一）声级计（噪声计）工作原理按照频率计权和时间计权方式测量声音的声压级和声级的仪器。模拟人耳对声波反应速度的时间特性，将声信号转变为电信号。第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测声级计的分类按精度：分为1级和2级。两种级别声级计的性能指标具有同样的中心值，仅是容许误差不同，而且随着级别增大，容许误差放宽。按体积大小：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：分为模拟指示声级计（电表、声级灯）、数字指示声级计。第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测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（二）其他噪声测量仪器声级频谱仪录音机记录仪实时分析仪第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测四、噪声标准噪声对人的影响与声源的物理特性、暴露时间、个体差异等因素有关。制定标准主要考虑到对人体健康的影响、保护听力、人们对噪声的烦恼程度、以及经济、技术条件等方面。对不同的场所、不同的时间段分别限制。同时考虑标准的科学性、先进性和现实性。环境基本噪声是制定环境噪声标准的依据。第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测干扰睡眠和休息的噪声级阈值白天为50dB，夜间为45dB；——在70dB的环境中，谈话困难；在80dB和95dB环境中工作30年，耳聋可能性为8％和18％。表7.3我国环境噪声允许范围单位：dB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）6040睡眠5030第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测各国参考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环境噪声标准。表7.4一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第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测地区修正值农村、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7.5不同地区对基数的修正值单位：dB表7.6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第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测选自《声环境质量标准》GB3096—2008城市噪声标准第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测表7.7城市区域环境噪声标准值单位：等效声级Leq/dB(A)类别昼间夜间0504015545260503655544a70554b7060第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测表7.7城市区域环境噪声标准值单位：等效声级Leq/dB(A)类别昼间夜间0504015545260503655544a70554b7060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类标准执行—特别需要安静的地方。第七章物理性污染监测第一节噪声污染监测表7.7城市区域环境噪声标准值单位：等效声级Leq/dB(A)类别昼间夜间0504015545260503655544a70554b7060适用于以居住、文教、机关为主的区域，乡