噪声污染与控制噪声污染与控制噪声污染与控制噪声污染与控制河北科技大学 环境科学与工程学院 李双江内容设置内容设置内容设置内容设置?1 概述?2 噪声对人的影响?3 噪声的危害及标准?4 噪声控制1. 1. 概述概述?噪声通常定义为“不需要的声音不需要的声音”(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。噪声污染与控制噪声污染与控制噪声污染与控制噪声污染与控制?凡是不需要的声音，就是噪声。凡是不需要的声音，就是噪声。?过响声；过响声；?妨碍声；妨碍声；?不愉快声；不愉快声；?无影响声无影响声?其中，过响声、不愉快声属于客观 的噪声；妨碍声和无影响声属于主观的 噪声。其中，过响声、不愉快声属于客观 的噪声；妨碍声和无影响声属于主观的 噪声。声音的发生声音的发生声音的发生声音的发生?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、但噪声对人们造成的短暂的、但 通常较严重的影响包括：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。（2 2）噪声衰退的时间短）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 3）噪声对人们生理和心理的影响经常是错综复杂）噪声对人们生理和心理的影响经常是错综复杂 的、隐伏的，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。 （4 4）科技进步却往往伴随着环境噪声的增加，而大）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。术进步代价的一部分。?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 1）将噪声定义为“不需要的声音”是很主观的;1.1 1.1 声波的性质声波的性质?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。这这 些交替的压力变化即是人耳所听到的声音。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（周期（P P）。周 期的倒数为频率（频率（f f）：1秒的振动中波峰到达的次数。 P P与与f f之间的关系为：之间的关系为：P = 1/fP = 1/f。?相邻两个波峰或波谷之间的距离称为波长（波长（ ），波长 与频率之间的关系为： =c/f=c/f。?波的振幅振幅(amplitude，A)是 指通过零压力线测得的波 峰或波谷的高度。1.3 1.3 声级和分贝声级和分贝?声压是衡量声音大小的尺度，单位是N/m2或Pa 。 人耳可以听到的1000Hz声音的声压为210- 5N/m2,人耳的痛阈声压为20N/m2。从听阈声压到 痛阈声压，声压的绝对值相差106倍.?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：?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，此小单位称为分贝此小单位称为分贝 (decibel，dB)。声级用分贝表示时计算公式如下：0lgQQL =0lg10QQL =? ?常见的声压级范常见的声压级范 围如右图所示：围如右图所示：某些环境下的声压和声压级某些环境下的声压和声压级某些环境下的声压和声压级某些环境下的声压和声压级00.000020可听可听100.000063农村静夜农村静夜200.00020树叶飘动声树叶飘动声300.00063轻声耳语轻声耳语400.0020安静房间安静房间500.0063电风扇，微电机附近电风扇，微电机附近600.020普通说话普通说话700.063城市噪声，街道上城市噪声，街道上800.20公共汽车上公共汽车上900.63离心风扇离心风扇1106.3柴油机柴油机12020汽车喇叭，距人汽车喇叭，距人1米，大型球磨机米，大型球磨机13063铆钉枪，大型罗茨风机铆钉枪，大型罗茨风机140200锅炉排气放空，距喷口锅炉排气放空，距喷口1米米声压级（声压级（dB）声压（）声压（Pa）环境）环境（2 2）声音的类型）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。2. 2. 噪声对人的影响噪声对人的影响?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 2.1 正常听力正常听力 （1 1）频率范围和敏感性）频率范围和敏感性?年轻且听力健康的成年男性，其耳朵可感受到频率 范围为2016000Hz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5002000Hz。耳朵对20005000Hz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。?噪声分析的基本知识噪声分析的基本知识?声音的频率就是声源振动的频率；声音的频率就是声源振动的频率；?人耳听到的声音有的低沉，有的尖锐主要是声音的音 调的高低引起的，而音调是人耳对声源振动频率的主 观感受。人耳听到的声音有的低沉，有的尖锐主要是声音的音 调的高低引起的，而音调是人耳对声源振动频率的主 观感受。 ?声音可按频率分为：次声（声音可按频率分为：次声（20000Hz）；）；?噪声控制主要研究可听声，可听声可分为：低频声 （噪声控制主要研究可听声，可听声可分为：低频声 （2000Hz）。）。?人们在生活中听到的声音是不同频率、强度的纯音复 合而成的。人们在生活中听到的声音是不同频率、强度的纯音复 合而成的。2.2 2.2 听力损伤听力损伤 （1 1）机制）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 2）影响听力阈值的因素）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 a）声级：声级：正常人经历暂时性听力阈值偏移之前，声级 必须超过6080dBA。（b b）声音频率分布：声音频率分布：大多数能量分布在讲话频率 的声音比分布在其他低于讲话频率的声音更有 可能造成听力阈值偏移。 （c c）声音的持续：声音的持续：声音持续时间越长，听力阈值 偏移越大。 （d d）声音暴露的时间分布：声音暴露的时间分布：在声音周期之间，安 静周期的数量和长度影响听力阈值偏移。 （e e）人们对声音的容忍程度很不相同。人们对声音的容忍程度很不相同。 （f f）声音类型：稳态的、间歇式的、脉冲式或冲声音类型：稳态的、间歇式的、脉冲式或冲 击式的：击式的：声音持续时间增加时对于尖峰声压的 容忍程度降低。（3 3）暂时性听力阈值偏移）暂时性听力阈值偏移(TTS)(TTS)?TTS经常伴随有耳鸣、听不清声音和耳朵不舒服等 现象。大多数TTS在暴露于噪声的两小时内发生。 在出现TTS以后，在暴露于噪声后的第1到2个小时 内开始向HTL基线恢复。在暴露后的1624h内大部 分将会回复。 （4 4）永久性听力阈值偏移）永久性听力阈值偏移(PTS)(PTS)?TTS与PTS之间似乎有直接的关系。如果在某一噪 声级下暴露28h后不会产生TTS，则持续暴露下去 也不会产生PTS。导致听力损失的噪声频率一般在 3000 6000 Hz之间。因噪声导致的永久性听力丧 失，其开始和发展过程是缓慢的、不知不觉的。暴 露的个人不可能注意到。噪声暴露导致的全部听力 丧失目前尚未发现。（5 5）听觉创伤）听觉创伤?外耳和中耳很少被强烈的噪声所伤害。但爆炸的声音会 使鼓膜破裂或使听骨链错位，短暂地暴露于非常强烈的 噪声所导致的永久性听力损失称为“听觉创伤听觉创伤”。2.3 2.3 损伤损伤- -危险标准危险标准?损伤-危险标准指明：在可以避免听力损伤的危险时，在可以避免听力损伤的危险时， 一个人在噪声下的最大允许暴露量。一个人在噪声下的最大允许暴露量。美国眼科和耳鼻喉 科研究院定义的听力损伤是在500，1000和2000Hz下， 超过25dB的平均HTL (ANSI-1969)，这是低限。完全损完全损 伤发生于当平均伤发生于当平均HTLHTL超过超过92dB92dB时。时。年龄增加导致的听 力损失包含在设定的25dB ANSI低限中。已制订了两个 标准，以保护所有的工作人员几乎都可以重复地暴露于 噪声中而不致于对其听力和理解正常讲话的能力造成不 利的影响。2.4 2.4 语言交流干扰语言交流干扰?噪声会干扰我们交流的能力。很多噪声即使没有达到创 伤的程度，但仍会干扰语言交流。这种干扰或屏蔽效应 是讲话者与听者间距离及讲话频率等因素的复杂函数。 讲话干扰级用于测量交流的难易程度，它能将不同背景 噪声级关联起来。目前，用A计权背景噪声级和语言交 流质量来描述噪声对语言交流的干扰更为方便。2.5 2.5 烦恼烦恼?噪声引起的烦恼是一种对听觉经历作出的反应。在被 噪声扰乱或打断的活动中，在对噪声的生理反应以及 在对由噪声所带来信息含义上的反应方面，产生的烦 恼均有一定的规律可循。?例如，同样的声音在晚上听起来可能比白天更令人烦 恼。未被注意到且不会很快移除的声音可能比短暂的 声音更令人烦恼。?烦恼的程度以及烦恼是否导致抱怨，抵制产品或抗议 一个既存的或预期会产生的噪声源等行动取决于很多 因素。某些因素已被确定，其相对的重要性也已进行 过评估。很多现存的噪声评估或预测系统被应用于预 测烦恼反应。2.6 2.6 睡眠干扰睡眠干扰? ?睡眠干扰是一种特别的烦恼。睡眠扰人问题非常复杂。睡眠干扰是一种特别的烦恼。睡眠扰人问题非常复杂。 农村人可能难于在喧闹的市区入睡，而一个都市人在 乡村地区可能被安静所困扰。为什么父母亲会因为自 己小孩身体的轻微转动而惊醒，却不会被雷雨所惊醒 呢？这些现象表明暴露于声音和晚间的睡眠质量二者 间的关系是十分复杂的。?对于相对简短的 噪声(3min以内) 在安静环境中对 人的睡眠的影响 已有过深入的研 究。2.7 2.7 对工作效率的影响对工作效率的影响?当工作需要用到听觉信号、语言或非语言时，任何