2011环境科学概论第五章黄荣华物理污染1

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(2)声功率和声功率级 ) 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: 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: 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: 对于放在具有反射的地面上的点声源: W半球=2πr2p2/ρc
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声压级差及其增值
L1-L2(dB) ) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 △L=10lg [1+ 10 —0.1(L1-L2 )] (dB) ) 3 2.5 2.1 1.8 1.5 1.2 1.0 0.8 0.6 0.5 0.4
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噪声级的相减
噪声级的平均
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分贝, 例1. L1=80分贝, L2=80分贝 求L1+2=? 分贝 分贝 ? 解:
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1、噪声的客观度量 、
(1)声压和声压级 )
声压:声波引起空气质点振动,使大气压产生起伏, 声压:声波引起空气质点振动,使大气压产生起伏,这个起 伏部分即为声压。 伏部分即为声压。
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瞬时声压
单位Pa( 单位 (N/m2 ) 有效声压
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听阈声压:正常人耳能听到的声压, × 听阈声压:正常人耳能听到的声压,2×10-5 N/m2。 痛阈声压:使人产生疼痛感觉的声压, 痛阈声压:使人产生疼痛感觉的声压,20 N/m2。 声压级Lp 声压级
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2 噪声的主观度量
(1)人耳的听觉特性与 声级 )人耳的听觉特性与A声级 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, 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 , 的两种声音, 如同样 的两种声音 的声音人 耳听起来响一些,而要100Hz的声音听起来与 的声音听起来与1000Hz,60dB的 耳听起来响一些,而要 的声音听起来与 , 的 声音一样响,声压级要达到67dB; 声音一样响,声压级要达到 ; 人耳对1000~5000Hz的声音最敏感。 人耳对 ~ 的声音最敏感。 的声音最敏感 人耳的听觉系统具有滤波的功能—“酒会效应” 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。 有其他噪声存在的环境下听出某些频率的声音。
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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 响度级是建立在两个声音的主观比较上的。定义1000Hz纯音 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, 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 纯音的强度使之与这声音一样响时, 调节 纯音的强度使之与这声音一样响时 纯音的声压级分贝数定义为这一声音的响度级。 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”。 ,符号是“ 响度级的单位是方 响度与响度级的关系: 响度与响度级的关系: 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, 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。 率与声压级的关系曲线。
声压( ) 声压级( ) 声压(Pa) 声压级(dB)
200 63 20 6.3 0.63 0.20 0.063 0.020 0.0063 0.0020 0.00063 0.00020 0.000063 0.000020 140 130 120 110 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
2、噪声污染的特点 、
(1)噪声污染是感觉性公害 ) (2)噪声污染是局限性和分散性公害 ) (3)噪声污染是暂时性的,不具有积累性 )噪声污染是暂时性的,
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二、城市噪声的主要来源
(1)交通噪声 ) (2)工厂噪声 ) (3)建筑施工噪声 ) (4)生活噪声 )
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三、噪声的度量
描述噪声特性有两类方法: 一类是噪声的客观评 描述噪声特性有两类方法 : 一类是噪声的 客观评 价,用描述声波的客观特性的物理量来描述,如:声压、 用描述声波的客观特性的物理量来描述, 声压、 声强、声功率等物理量来表示噪声强弱。 声强、声功率等物理量来表示噪声强弱。另一类是噪声 主观评价。 的主观评价。 实际应用中则用人为定义的声压级、 实际应用中则用人为定义的声压级、声强级和声功 率等无量纲的量来度量噪声。 率等无量纲的量来度量噪声。
第五章 物理污染
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第一节 噪声污染
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一、概述 1、噪声的含义
从环境学角度讲,凡是影响人们正常学习,工作和休息 从环境学角度讲,凡是影响人们正常学习, 的声音,凡是人们在某些场合“不需要的声音” 都属于噪 的声音, 凡是人们在某些场合“ 不需要的声音 ”, 都属于 噪 声。 中华人民共和国噪声污染防治法》规定: 《中华人民共和国噪声污染防治法》规定: “本法所称环境 噪声,是指在工业生产,建筑施工, 噪声 ,是指在工业生产 ,建筑施工 ,交通运输和社会生活中 所产生的干扰周围生活环境的声音” 所产生的干扰周围生活环境的声音”。
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所谓环境噪声污染是指某特定区域的环境噪声超过了国 所谓 环境噪声污染是指某特定区域的环境噪声超过了国 环境噪声污染 家规定的该区域的环境噪声标准的现象。 家规定的该区域的环境噪声标准的现象。 我国《环境噪声污染防治法》规定: 我国《环境噪声污染防治法》规定:“本法所称环境噪 声污染是指所产生的环境噪声超过国家规定的环境噪声排 放标准,并干扰他人正常生活、工作、和学习的现象。” 放标准,并干扰他人正常生活、工作、和学习的现象。
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声强级 声强与能量成正比。总声强等于各声强之和。 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 假设有 个噪声源同时存在,声强与声强级分别为I1、 I2、… In 个噪声源同时存在 和L1、 L2、… Ln。则: L1=10lg I1/I0,L2=10lg I2/I0 ,… Ln=10lg In/I0 。 I1/I0=10 0.1L1,I2/I0=10 0.1L2,… In/I0=10 0.1Ln。 , , 。 总声强级 L=10lg (I1/I0+I2/I0 … In/I0 ) = =10lg( 10 0.1L1+10 0.1L2+… +10 0.1Ln ) ( + +
听阈声压级为0dB,痛阈声压级为120dB。 ,痛阈声压级为 听阈声压级为 。
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某些环境下的声压和声压级
环境
锅炉排气放空,距喷口 米 锅炉排气放空,距喷口1米 铆钉枪, 铆钉枪,大型罗茨风机 汽车喇叭,距人 米 汽车喇叭,距人1米,大型球磨机 柴油机 离心风扇 公共汽车上 城市噪声, 城市噪声,街道上 普通说话 电风扇, 电风扇,微电机附近 安静房间 轻声耳语 树叶飘动声 农村静夜 可听
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查表法 假设存在两个噪声源,声压级分别为 则有: 假设存在两个噪声源,声压级分别为L1、L2,且L1>L2 ,则有: L-L1=10lg(100.1L1+100.1L2)- L1 ( =10lg[ 10 0.1L1+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 设噪声合成的附加值△ , L=L1+ △L =
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A声级 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, 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。 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, 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, 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。 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, 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, 声级计来测定, 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, 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 计权网络, 声级计。 滤波器称为 计权网络,该声级计称为 声级计。 当声音信号进入A网络, 当声音信号进入 网络,中、低频声音按比例衰减通过, 网络 低频声音按比例衰减通过, 1000Hz声音无衰减通过。通过 声级计测定的声压级称为 声 声音无衰减通过。 声级计测定的声压级称为A声 声音无衰减通过 通过A声级计测定的声压级称为 记做dBA或dB(A)。 级,记做 或 ( )。
L1+2 = 10 lg 10 L1 10 + 10 L2 = 10 lg 10
(
(
10
80 10
+ 10
80 10
) = 83(分贝)
)
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பைடு நூலகம் 例2.
室内洗衣机工作时,测得噪声声压p= 室内洗衣机工作时,测得噪声声压 =0.02Pa; ;
电冰箱单独开动时声压级是54dB,试计算两者同时开 , 电冰箱单独开动时声压级是 动时的合成声压级。 动时的合成声压级。 解:洗衣机单独工作时声压级为: 洗衣机单独工作时声压级为: L1=20lg0.02/(2×10-5)=20×3=60dB ( × × = 电冰箱声压级L 电冰箱声压级 2=54dB L1- L2=6dB,所以△L=1dB ,所以△ = 则两者同时工作时L= + = 则两者同时工作时 =60+1=61dB
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声强级L 声强级 I LI=10lg(I/I0) ( 单位dB;基准声强 单位 ;基准声强I0=10-12W/m2 。 LI =10lg(I/I0) =10lg(p2/ p02 )+10lg [p02/(I0 ρc)] = LP+10lg400/ ρc 当在1atm,38.9℃时, , 当在 ℃ 空气的ρc= 空气的 = 400Pa·s/m, LI=Lp , 在一般情况下,空气中的声波 的值相差± 在一般情况下,空气中的声波LI与 Lp 的值相差±0.2dB,故 , LI≈Lp
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响度 响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念, 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 的主观感觉量。 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。 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。 如声压级 的单位是宋(sone),符号是“N”。 响度 的单位是宋 ,符号是“ ” 1宋的定义为声压级为 宋的定义为声压级为40dB,频率为 宋的定义为声压级为 ,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 倍 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 即声音的响度为 宋。
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声功率级
单位:dB 单位: 基准声功率: 基准声功率:W0= 10-12W
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(3)声强和声强级 ) 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 单位时间内, 强,即在传播方向上通过单位面积上的声功率。单位:W/m2。 即在传播方向上通过单位面积上的声功率。单位: 自由空间的平面声波和球面波: = 自由空间的平面声波和球面波:I=W/S=p2/ρc = 声强与离开声源的距离有关: 声强与离开声源的距离有关: 对于自由空间的点声源: 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: )(3) 对于放在具有反射的地面上的点声源:I球=W/(2πr2)( ) (
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(4)噪声级运算 ) (1)噪声级的相加 ) 公式法 声压级: 声压级: 能量与声压的平方成正比。 能量与声压的平方成正比。 假设有n个噪声源同时存在 声压与声压级分别为p 个噪声源同时存在, 假设有 个噪声源同时存在,声压与声压级分别为 1、 p2、… pn和L1、 L2、… Ln。则: Lp1=20lg p1/p0,Lp2=20lg p2/p0,… Lpn=20lg pn/p0 。 (p1/p0)2=10 0.1Lp1, (p1/p0)2 =10 0.1Lp2, , , … , (p1/p0)2=10 0.1Lpn。 。 所以, 所以,总声压级 Lp=10lg( 10 0.1L1+10 0.1L2+… +10 0.1Ln ) = ( + +
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