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城市环境噪声污染与控制

详细描述

城市环境噪声污染与控制措施

我国城市噪声源中 70%以上来自交通噪声,噪声源是汽车、火车、飞机等交通工具,依此又可细分为道路交通噪声、铁路交通噪声和航空噪声。由于机动车辆数目一直在急速增加,道路交通噪声成为影响最广泛的污染工业噪声和施工噪声约占我国城市噪声源的 20%左右,主要来自生产过程和市政施工中机械振动、摩擦、撞击以及气流扰动等。市政与建筑施工及旧城改造在相当长的一段时间内对附近的居民干扰较大,尤其是夏季的夜间施工,在距离 15m 远处,打桩机的声功率级达110dB(A)~ 116dB(A),混凝土搅拌机的声功率级为 86dB(A)~ 100dB(A),重型车辆往返不断的运输、装卸活动噪声达 80dB(A)以上。

4. 城市噪声污染治理现状国家在治理城市噪声污染方面,加强了对建筑施工、工业生产和社会生活噪声的监督管理。限制机动车、火车市区鸣笛,对造成声环境超标的交通重负荷路段,采

取降噪措施,控制交通噪声污染。积极建设和规范管理城市环境噪声达标区,使重点城市环境噪声总体水平不再下降。目前我国城市环境噪声控制的特点正在发生变化,如由固定噪声源治理向流动噪声源治理转移,由大环境的噪声治理向小环境的噪声治理转移。我国城市环境噪声污染一直比较严重,其噪声的影响范围和影响程度日益扩大,对市民的生活环境影响极大,成为引人注目的城市环境问题之一。近年增长迅速、工业化水平不断提高等综合因素来,在各级政府和其他社会力量的共同努力的作用,城市环境噪声保护面临极大的压力改善下,城市环境噪声保护工作取得了一定的成效,城市环境噪声质量的任务十分艰巨。

5. 城市噪声的控制

5.1 运用规划手段防治噪声污染规划是噪声污染防治的重要手段之一,目前的许多噪声污染问题都是由于过去不合理的规划造成的,或者是在规划过程中没有充分考虑噪声污染因素而产生的。因此,通过科学合理的区域规划、注意区域功能布局,从空间地域上避免噪声对可能影响对象的污染,应作为今后噪声污染防治的首选措施。这样可以消除很多因规划布局不合理带来的噪声污染后遗症及难点问题。

5.2 制定和实施强制性的管理法规加强环保部门与文化、工商、公安及交通部门的配合,加强监督管理力度。依据国家各级标准来严格规范企业的噪声排放,督促其采取各种措施减少对外界环境的噪声影响 [23]。1997 年 3 月 1 日开始实施的《中华人民共和国环境噪声污染防治法》,从加强城市规划和建设布局、设备和产品的噪声控制管理,交通运输噪声的控制管理及社会生活噪声的控制管理四个方面强化了对环境噪声的法制化管理。对解决日益严重的社会生活噪声污染问题发挥了重要的作用。

5.3 噪声来源控制噪声源种类很多,从辐射能量随时间的变化来看,可分为稳态噪声源和非稳态噪声源 ;从声源的发生机理看,又可分为机械噪声、空气动力性噪声、电磁性噪声。必须了解各种噪声源的性质和发生机理,才能有针对性地定出预先控制和消除声源传播的办法 [18]。控制噪声的途径一是改进结构,提高部件的加工精度,以降低声源的噪声发射功率 ;二是利用声的吸收、反射、干涉等特性,采用吸声、隔声、减振、隔振等技术,以控制声源的噪声辐射。

5.4 从声音传播途径上控制声在传播中的能量随距离的增加而衰减,因此使噪声源远离需要安静的地方,可以达到降噪的目的。多数噪声源以低频辐射时,指向性很差 ;随着频率的增加,指向性增强。因此,控制噪声的发射和传播方向是降低噪声的有效措施。传播途径包括反射,衍射等形式的声波行进过程。控制噪声就是在噪声到达耳膜之前,采取阻尼、隔声、吸声、消声器、个人防护和建筑布局等措施 ;尽量减弱或降低声源的振动,或将传播中的声能吸收掉,或设置障碍使声音全部或部分反射出去,减弱噪声对耳膜的作用,以达到控制噪声的目的。

.5 声音接受者的防护在声源和传播途径上无法采取措施时,或采取了措施仍不能达到预期效果时,就要对工人进行防护,佩戴防护用品,如耳塞、耳罩、头盔等,以使噪声级别减少到可允

许的水平。此外,采取工人轮流作业,缩短工人进入高噪声环境的工作时间也是一种辅助方法。

一.噪声及其危害

噪声对听力的损伤

噪声对健康的影响

噪声对正常生活和工作的干扰

1.影响睡眠2.影响交谈和通讯3.影响工作。

特强噪声能损害仪器设备和建筑物

二、噪声的评价和标准

一、响度级和响度

二、声级和A 声级

三、等效连续A声级Leq

四、昼夜等效声级

五、噪声暴露量(噪声剂量)

六、累计百分声级(统计声级)LN

七、交通噪声指数

九、噪声评价数NR

十、感觉噪声级(PNdB)和噪度(呐)

在计权网络中一般设计A,B 和C 三种计权网络,其中A 计权网络是模拟人耳对40 方纯音的响度,当信号通过时,其低、中频段(1000Hz 以下)有较大的衰减。B 计权网络是模拟人耳对70 方纯音的响度,它对信号的低频段有一定衰减。而C 计权网络是模拟人耳对100 方纯音的响度,在整个频率范围内有近乎平直的响度。A、B、C 计权的频率响应曲线(计权曲线)已由国际电工委员会(IEC)定为标准,并示于图2.2。

通常,起伏的噪声比稳态的噪声对人的干扰更大,      交通噪声指数就是考虑到了噪声起伏的影响,加以计权而得到的,通常记为TNI。因为噪声级的测量是用A 计权网络,所以它的单位为dB(A),其数学表达式为:
                  TNI=4(L10-L90)+L90-30
     反映了交通噪声起伏的程度,噪声干扰亦同噪声的  本底有关,L90 越高,即本底越大,对人的干扰也越大。
      本式只适用于机动车量噪声对周围环境干扰的评价。

标准偏差SD(或σ)也可表示噪声起伏大小。噪声污染级LNP 也是用以评价噪声对人影响的一种方法,它是用噪声能量平均值和标准偏差来表示的:

三、噪声的评价标准

噪声允许标准

我国《城市区域环境噪声标准》(GB3096-93)

工业企业厂界噪声标准(GB12348-90)

铁路边界噪声限值(GB12525-90)

建筑施工场界噪声限值(GB12523-90)

机场周围飞机噪声环境标准(GB9660-88)

我国工业企业噪声卫生标准

城市港口及江河两岸区域环境噪声标准(GB11339-89)

超标环境噪声排污费征收标准

四、噪声测试和检测

常用噪声测量仪器

声级计是根据国际标准和国家标准按照一定的频率计权和时间计权测量声压级的仪

器,它是声学测量中最基本最常用的仪器,适用于室内噪声、环境保护、机器噪声、建筑噪

声等各种噪声测量。

积分平均声级计和积分声级计(噪声暴露计)

噪声统计分析仪

滤波器和频谱分析仪

实时分析和数字信号处理

环境噪声自动监测系统和噪声显示屏

声校准器

测量方法

作业场所噪声测量(WS/T69-1996 和卫法监发[1999]第620 号)

城市区域环境噪声测量方法:(GB/T14623-93)

工业企业厂界噪声测量方法(GB/T12349-90)

铁路边界噪声测量方法(GB/T12525-90)

机场周围飞机噪声测量方法(GB9661-88)

噪声的频谱分析:

振动测量技术

城市区域环境噪声测量方法:(GB/T14623-93)

①测量仪器:精度为2 型以上的积分声级计及环境噪声自动监测仪器。

②气象条件:无雨、无雪的天气条件下进行,风速不大于5.5m/s。传声器应加风罩。

③测点选择:选在居住或工作建筑物外,离任一建筑物距离不小于1m。传声器距地面垂直距离不小于1.2m。传声器指向主要声源(道路交通噪声指向道路)。

④测量时间:分昼间和夜间两部分进行。

⑤采样方式:用“快”响应,采样时间间隔不大于1s,数据连续采集。

⑥不得不在室内测量时,室内噪声限值低于所在区域标准10dB。测点距墙面和其他主要反射面不小于1m,距地板1.2-1.5m,离窗户处1.5m,开窗状态下测量。

⑦铁路两侧区域环境噪声测量,应避开列车通过的时段。

⑧测量中应尽可能减少对声场的干扰。应防止人群围观。应尽可能使用三角架支撑仪器,测量者尽可能远离(1 米以外)测点。

⑨国家环保局环控声[1996]091 号文明确指出:人工读数的声级计不得再使用,从1996年开始,要求各级环境监测站的有关环境噪声监测报表和数据传输软件中不再报送累计百分声级结果。

五、环境噪声影响评价

噪声评价工作的基本任务是评价建设项目引起的声环境的变化,并提出各种噪声防治对策,把噪声污染降低到现行标准允许的水平,为建设项目优化选址和合理布局以及城市规划提供科学依据。噪声环境影响评价工作的工作程序如图7-4所示。

噪声评价工作等级一般分为三级,评价等级划分的依据包括:(1)按投资额划分建设项目规模(大、中、小型建设项目);(2)噪声源种类及数量;(3)项目建设前后噪声级的变化程度;(4)建设项目噪声有影响范围内的环境保护目标、环境噪声标准和人口分布。噪声环境影响的评价范围根据评价工作等级确定。

引用标准

GB  3096-93     城市区域环境噪声标准

GB  9660-88     机场周围飞机噪声环境标准

GB  12525-90    铁路边界噪声限值及其测量方法

GB  12523-90    建筑施工场界噪声限值

GB  12348-90    工业企业厂界噪声标准

GBJ 87-85       工业企业噪声控制设计规范

HJ/T    2.1-93      环境影响评

环境噪声现状评价的主要内容

评价范围内现有噪声敏感区、保护目标的分布情况、噪声功能区的划分等。

环境噪声现状的调查和测量方法:包括测量仪器、参照或参考的测量方法、测量标准、测量时段、读数方法等。

评价范围内现有噪声源种类、数量及相应的噪声级、噪声我、主要噪声源分析等。

评价范围内环境噪声现状,包括(a)各功能区噪声级、超标状况及主要噪声源;(b)边界噪声级、超标状况及主要噪声源。

受噪声影响的人口分布。

噪声预测

预测的基础资料

预测范围与预测点布置原则

噪声源噪声级数据的获得

噪声传播声级衰减计算方法及推荐

  首先计算预测点的倍频带声压级

   LOCT( r )=LOCT ref (r0)-(AOCT div+AOCT bar+AOCT atm+AOCT exe)

几何发散衰减

1、点声源的几何发散衰减

L( r )=L(r­0)-20lg(r/r0

LA( r )=LA(r0)-20lg(r/r0)

LA(r)=LWA-20lg r –11 (自由空间)

LA(r)=LWA-20lg r –8 (半自由空间)

2、无限长线声源

     L(r)=L(r0)-10lg(r/r0)

     LA(r)=LA(r0)-10lg(r/r0)

3、遮挡物引起的衰减

4、噪声从室内向室外传播的声级差计算

5、空气吸收引起的衰减

6、附加衰减

预测点噪声级计算的基本步骤

选择一个坐标系,确定出各噪声源位置和预测点位置(即坐标),并根据预测点与声源之间的距离把噪声源简化成点声源或线状声源

根据已获得的噪声源噪声级数据(见第6.3条)和声波从各声源到预测点的传播条件,计算出噪声从各声源传播到预测点的声衰减量,由此计算出各声源单独作用时在预测点产生的A声级LAi

确定预测计算的时段T,并确定各声源的发声持续时间ti。

计算预测点T时段内的等效连续A声级

等声级图绘制

计算出各网格点上的噪声级(如Leq、WECPNL)后,然后采用某种数学方法(如双三次拟合法,按距离加权平均法,按距离加权最小二乘法)计算并绘制出等声级线

六、噪声控制技术

噪声控制的基本程序

    噪声源测量和分析

    传播途径调查和分析

    受影响区域调查

    降噪量确定

    设计施工

    工程评价

吸声设计

吸声设计适用于原有吸声较少、混响声较强的各类车间厂房的降噪处理。降低以直达声为主的噪声,不宜采用吸声处理为主要手段。

吸声降噪效果并不随吸声处理面积成正比增加;进行吸声设计,必须合理地确定吸声处理面积。

进行吸声设计,必须满足防火、防潮、防腐、防尘等工艺与安全卫生

还应兼顾通风、采光、照明及装修要求,注意埋件设置,做到施工方便,坚固。吸声处理的A声级降噪量,可按下表预估。

吸声设计程序和方法

确定吸声处理前室内的噪声级和各倍频带的声压级;

确定降噪地点的允许噪声级和各倍频带的允     许声压级,计算所需吸声降噪量;

计算吸声处理后应有的室内平均吸声       系数;

确定吸声材料(或结构)的类型、数量与安装方式。

室内相对声压级查算曲线

隔阵技术及其阻尼减震

振动对人体各系统的影响

引起脑电图改变,条件反射潜伏期改变,交感神经功能亢进,血压不稳、心律不稳等,皮肤感觉功能降低,

⑵40—300HZ的振动能引起周围毛细血管形态和张力的改变。

⑶握力下降,肌电图异常肌纤维颤动,肌萎缩和疼痛等。

⑷40HZ以下的大振幅振动易引起骨和关节的改变,骨的X线片上可见样变、骨岛形成、骨质疏松、骨关节变形和坏死等。⑸振动引起的听力变化以125—250HZ频断的听力下降为特点。但在早期仍以高频听力损失为主,而后才出现低频音听力下降,振动和噪声有联合作用。

⑹长期使用振动工具严重时可产生局部振动病。局部振动病是以未梢循环障碍为主的疾病,亦可累计肢体神经及运动功能。发病部位一般多在上肢未端,典型表现为发作性手指变白(简称白指)。我国1957年就已将局部振动病定为职业病。

震动控制的基本方法
减少震动源的扰动、
防止共振、
采用隔振技术

振动危害的控制

改革工艺,从根本上取消和减少手持风动工具的作业,用液压、焊接、粘接代替铆接;

改进风动工具,采用有效减振措施,改革工具排气口的位置,采用自动、半自动操纵装置,以减少肢体直接接触振动体。

手持振动工具者,应戴双层衬垫无指手套或衬垫泡沫塑料无指手套,并注意保暖防寒。对新工人应作就业前体检,有血管痉挛和肢端血管失调及神经炎患者,禁止从事振动作业。

对接触振动作业工人应定期体检,间隔时间为2—3年,对振动病患者应给予必要的治疗,对反复发作者应调离振动作业岗位。

阻尼减振治理

阻尼减振原理:是因金属薄板受激发振动产生的,金属薄板本身阻力很小,而声辐射效率很高。降低这种噪声和振动,普遍采用的方法是在金属薄板构件上喷涂或粘贴一层高内阻的粘弹性材料,如沥青、软橡胶或者高分子材料。当金属板振动时,由于阻尼作用一部分振动能量转化为热能,从而使振动与噪声降低。

阻尼材料:应有较高的损耗因素,同时具有较好的粘结性能,在强力的振动下不脱落不老化。在一些特殊的环境使用下还要求耐高温、高湿和油污。

      主要由基料、填料和溶剂三部分组成。

      基料 是阻尼材料的主要成分,其作用时是构成阻尼材料的各种成分进行粘合,并粘接于金属板上。基料性能的好坏对阻尼效果起决定作用。常用的基料有沥青、橡胶、树脂等。

      填料 填料的作用是增加阻尼材料的内损耗能力和减少基料的用量以降低成本常用的有膨胀珍珠岩粉、石棉绒、石墨、碳酸钙、硅石等。一般情况下,填料占阻尼材料的30%~60%.

      溶剂的作用是溶解基料,常用的溶剂有汽油、醋酸乙酯、乙酸丁酯等。

《噪声与振动控制工程手册》,马大䣭等,机械工业出版社,2002年第1版  为目前最为权威的噪声设计手册

《环境噪声控制工程》,郑长聚等,高教出版社,1988年第1版

《环境噪声控制工程》,洪宗辉等,高教出版社,2002年第1版

《环境噪声控制》,李家华等编,冶金工业出版社,2001年第1版

《噪声控制学》,马大猷主编,科学出版社,2001年第1版

《钢铁企业采暖通风设计手册》,主编,治金出版社,2001年第1版 为课程设计的主要参考手册之一

《环境设备设计与应用》,罗辉等,高教出版社,1997年第1版

《汽车噪声原理.检测与控制》周勇麟等编.中国环境科学出版社.1992年出版

《工业噪声治理技术》国家环保局编.中国环境科学出版社1993年出版

《热动力装置的排气污染与噪声》赵坚行编.科学出版社.1995年版

一、噪声的定义

从物理学来讲:

噪声是不同频率和声强的声音无规律的杂乱组合。

生理学来讲:

噪声是使人烦躁、令人讨厌、不需要的声音。(对人体有不同程度的伤害作用,干扰或妨碍人的正常工作、学习)

噪声的分类

1按照发声机理分:

(1)空气动力性噪声:高速气流、不稳定气流以及由于气流与物体相互作用使气体中有了涡流或压力突变,从而使气体振动而产生的噪声。

举例:喷射噪声:排气口涡流噪声:气流中的障碍物旋转噪声:飞机螺旋桨

(2)机械性:固体振动(机械部件之间在摩擦力、撞击力和平衡力的作用下面而产生)分为

撞击噪声:如冲床

摩擦噪声:汽车的刹车声转动系统的振动:如转动轴

(3)电磁性:电场和磁场相互转化时引起物体如直流、交流发电机、变压器的电磁噪声以北京市为例:10.5%为空气动力性噪声 89.2%为机械性噪声0.3%为电磁性噪声

2、按声音的来源来分:

建筑施工噪声(4.4%)

建筑时采用的空压机[115 dB(A)],打桩机95 dB(A) ,昼夜施工

措施:采用先进的无声工作法

2、交通:(36.3%);交通噪声甚至占城市噪声来源的70%,我国位于首位。

问题:中国的车流量为国外的1/10,速度为国外的1/2,但交通噪声高于国外 10 dB  以广州市为例

3、工业、(18.3%)   [工业噪声标准]

如:北京市:白天33.4%   夜间   47.4%受到干扰印刷机[97 dB(A)]  电锯[100 dB(A)]纺织机[105 dB(A)]

4、生活其他(13.9%) 空调机、冰箱压缩机的噪声

3、按照频率高低

可分为:      次声        可听声            超声

声音频率的表示方法

次声:〈20HZ,传播中衰减少。当Lp>120dB,使人产生平衡失调,目旋呕吐等反应。

可听声:f:20~20000HZ,噪声控制研究的主要范围。(重点)

超声:f非常高:超声波碎石波,超声波去泡沫。特超声:

4按照频率与声强的关系

白噪声:频率(f)每增加1倍,声音增加3分贝。

粉红噪声:频率(f)每增加1倍,声音减少3分贝。

噪声的危害

1.对听力机构的损伤:噪声性阈迁移(听力疲劳)

(1)暂时性阈移:能恢复到原来的听阈状态

特点:频率在3000-6000Hz较敏感,特别是4000Hz与噪声级,暴露时间,人的敏感程度有关

[听力阈移:可以察觉到的纯音声压级,阈级提高,即阈迁移

(2)永久性的阈移

(3)噪声性耳聋:在500,1000,2000Hz三个频率的听力损失为25 dB以上分:25-40 dB:轻度性噪声耳聋   轻声谈话有妨碍

40-55 dB:中度性噪声耳聋   正常谈话,收音

55-70 dB:高度性噪声耳聋   大声讲话有妨碍

>70 dB  :重度性噪声耳聋   听不到谈话声

产生的原因:内耳的接受器官(柯蒂氏器官)受到损伤

原因:由于过量的噪声暴露是听觉细胞的新陈代谢率过高,听觉细胞死亡,不能再生,听力无法恢复

80dB(A)以下    不发生噪声性耳聋

85 dB(A)以下    40年   10%的机率

90 dB(A)以下    10年   10%的机率

2.对睡眠的干扰;

3.对人体生理的影响:

(1)心脏病的恶化:工业生产和交通噪声引起心脏病,如:白云机场

(2)消化系统疾病:Lp>80 dB (A),肠的蠕动减少37%

(3)神经系统疾病:神经衰弱

4.对动物的影响:

5.对建筑物的危害:

四、噪声的特点:

局部、多发、反应强烈处理后无残余物质难以再利用

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