噪声污染与控制PPT

2. 噪声对人的影响

为了讨论方便，将噪声对人的影响分为以下两种： 听觉影响 (auditory effects) 和心理 - 社会影响。听觉 上的影响包括听力损失和语言交流干扰。心理 - 社 会方面的影响包括烦恼、睡眠干扰、工作效率影响 和声音的隐私性。
2.1 正常听力
（1）频率范围和敏感性


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：
( prms ) 2 I c
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。在压力为 101.325kPa 的空气中，声音速度可由下列公式 计算：
而第二第二种类型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
2004年深圳研究生院《环境工程概论》 —— 籍国东
噪声污染与控制
北京大学环境工程系
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：
规定基准压力为20Pa。

常见的声压级范 围如右图所示：
（4）声压级计算 由于声压级的对数特性，所以分贝值之间的加和不能按 照加减运算法进行。其计算过程为：将各个分贝值先转 化成声功率，然后相加，相加后再将其转回分贝单位。 “图7-4”提供了一个计算噪声值的图解方法。
分贝和的增值表：
声压级差 (L1-L2, dB) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

取最接近的整数值，得到答案为81dB。


此题也可先转换成声功率，相加后再转换成分贝而计算： Lp 10lg[(1068 /10 1075 /10 1079 /10 ] 80.7dB 声压级分贝相加的公式：
L p ,1 20 lg P 1 P0 L p ,i 20 lg
L1 10
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。
1.1 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。
Lw 10 lg 10 12
由上式计算得到的声功率级的单位为dB。 （2）声强级 为了测量噪声，基准声强取lpW/m2，因此声强级可按 下式计算： I

LI 10 lg 10 12
（3）声压级

( prms ) 2 ( prms ) Lp 10lg 20 lg 2 ( p rms )0 ( p rms )0
2.2 听力损伤
（1）机制 除了激烈的噪声引起鼓膜破裂外，外耳和中耳很少被 噪声伤害。一般情况下，听力损失是由于毛细胞被伤 害引起神经损伤而造成的。有两种理论可用来解释噪 声引起的伤害：第一种理论认为过大的剪切力使毛细 胞受到机制性损伤；第二种理论认为强烈的噪声刺激 迫使毛细胞新陈代谢活动加剧，从而使这些毛细胞因 负荷过度而死亡。毛细胞一旦被破坏便不能再生。 （2）影响听力阈值的因素 影响暂时性和永久性听力阈值偏移的重要的因素有以 下几个： （a）声级：正常人经历暂时性听力阈值偏移之前，声级 必须超过60~80dBA。
（2）响度(loudness)



曲线用“方”(phon)标示，它是用分贝表示的频率 为1000Hz的纯声的响度级。最低的曲线(虚线)表示 “听力阈值” (hearing threshold)。具有正常听力的 人，彼此间的听力阈值约在10dB间变化。

（3）听力测量(audiometry)

L lg Q0
式中：L’-声级，B；Q-测量数值；Q0-基准数值。 由于贝 [ 尔 ] 是一个相当大的单位，为了方便起见，又将 其分成 10 个小单位，此小单位称为分贝 (decibel ， dB) 。 声级用分贝表示时计算公式如下：

L 10 lg Q Q0
（1）声功率级 若基准声功率(Q0)已指定，则dB具有物理意义。对于噪 声的测量，基准声功率规定为1pW，因此声功率级可以 表示为： W
Lp 20 lg( 1 10 ) n i 1
n Li 20
：平均声压级，dB; n：测量次数 Li：第i个声压级
Lp

同样，平均声功率级：
i 1 n 10 Lw 10lg( 10 ) n i 1
L
（2）声音的类型 噪声的类型可以用以下术语之一进行定性的描述： 稳 态 (steady-state) 或 连 续 式 (continuous) ； 间 断 式 (intermittent) ；脉冲式 (impulse) 或冲击式 (impact) 。 连续噪声的声级是不间断的，在观察期间内，其变 化小于5dB，例如家用电风扇产生的噪声。间断噪 声是一种持续与间断时间均超过1s的连续噪声，如 牙医钻牙产生的噪声。脉冲噪声的特点是持续时间 小于1s，且在0.5s内其声压变化大于或等于40dB， 如武器发射炮弹时发出的噪声。
prms ( p )
2 1/ 2
1 [ T
1/ 2

T
0
P 2 (t )dt]
1/ 2
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。 1.2声功率和声强 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
一般而言，两个不同频率但相同声压级的纯声听起 来会有不同的响度级。响度级是一种心理上对声响 大小的量度。 1933 年， Fletcher 和 Munson 进行了一系列的实验， 以确定频率与响度间的关系。基准声和测试声交替 地呈现给被测试者，调整测试声的声级直到听起来 与基准声的响度一样。把以分贝表示的声压级对测 试声频率作图得到一曲线，该曲线称为 FletcherMunson 曲线或等响度曲线。参考声频率为 1000Hz 。
常见的脉冲噪声一般有两种。脉冲 A 的特点是 声压级快速升高到尖峰，随后是一个小的负压 波或衰减到背景值之下。脉冲 B 的特点是呈振 荡衰减， A 型脉冲的持续时间就是最初尖峰衰 减到背景值的时间， B 型脉冲的持续时间为振 动尖峰衰减 20dB所需的时间。因为脉冲的持续 时间短，所以必须使用一种特别的声级计来测 量脉冲噪声。 美国职业安全与健康局(Occupational Safety and Health Administration ， OSHA) 将时间间隔小于 0.5s 的重复性噪声，包括脉冲噪声，划分为稳 定噪声。
增值 L 3.0 2.5 2.1 1.8 1.5 1.2 1.0 0.8 0.6 0.5 0.4



对于噪声的测量，结果应该记录到最接近的整数位。 当有多个声压级相加时，应该每次两个相加，且由 最小数值开始。 计算: 68dB、79dB和75dB三个分贝值相加，其声功 率级是多少？ 解答：首先选择 68dB 和 75dB 两个较低的值，二者 相差为 7dB ，利用“图 7-4” （分贝相加的图解法）， 由横坐标7.0查得增加的分贝值为0.8，因此， 68dB 和 75dB 相加得到 75+0.8=75.8dB 。该题的计算方式 可以图示如下：
Pi P0
L2 10
பைடு நூலகம்
Lp Lp,1 Lp, 2 ... Lp,i ...
i n i 1 Li 10
Lp 10lg[10 10 ......] 10lg 10
6.1.4 噪声的特征 （1）平均声压级 由于分贝具有对数特性，因而对声压级的测量值不能用 正常的求和方式计算其平均值。可利用下列的公式进行 计算：

听力测量可采用听力计(audiometer)。它由具 有不同声压级的各种纯声源组成 , 并输出到 一对耳机 . 如果需要仪器自动绘制测试结果 图 ( 听力图 ), 则需安装一个称为听力阈值级 (hearing threshold level,HTL)标尺的计权网络. HTL是一种标尺,使每一个纯声的响度经过频 率调整后,“0dB”成为一般正常年龄耳朵刚好 听得到的声级 . 可以 ISO R 389-1964 ANSI1969 作为参照标准.
c 20.05 T
式中：T-热力学温度，K。
1.3 声级和分贝

一个正常的健康人所能听到的最弱声压约为 0.00002Pa。 土星火箭(Saturn rocket)离地升空时产生的声压大于200Pa。 即使在科学纪录史上，这也是一个“天文数字”。为处 理这个问题，使用一种基于测量数字间比例的对数值的 尺度来表示噪声，并将所测量的数值称为级(1evels)，其 单 位 则 根 据 Alexander Graham Bell 的 名 字 命 名 为 贝 [尔](bel)，单位符号为B，用公式表示如下： Q '

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。

（ 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。
2004年03月21日
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
噪声污染与控制
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。
年轻且听力健康的成年男性，其耳朵可感受到频率 范围为 20~16000Hz 的声波。幼童和妇女则经常具 有感受高达 20000Hz频率声波的能力。讲话的频率 范围为500~2000Hz。耳朵对2000~5000Hz的频率范 围最敏感，在此频率范围内可以感受到的最小声压 为20Pa。

在空气中，频率1000Hz、20Pa的声压相当于空气 分子 1.0nm 的位移。空气分子的热运动相当于约 lPa的声压。如果你的耳朵非常敏感，那么你可以 听到空气分子像海边的波浪一样冲击你的耳朵。