第十六章噪声公害和微波污染.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,环 境 学 导 论,闫 来 洪 2000.9,噪声公害和微波污染,第十六章噪声公害和微波污染,噪声的概念,过响，超过85,dBA,；,妨碍交谈；不愉快：高频声,噪声的主要特征,是感觉公害,通常是由不同振幅和频率组成的无调嘈杂声；有时，有调或好听的音乐声，在它影响人们的工作和休息，并感到厌烦时，也是噪声,局限性和分散性的公害,噪声影响范围的局限性和声源分布的分散性噪声污染随发声源停止而停止。,环境噪声源,物理特性分类固体振动,气体动力噪声叶片高速旋转或高速气流通过叶片，会使叶片两侧的空气发生压力突变，激发声波。如通风机，排气口发出的声音。,一、环境噪声概述,机械噪声物体间的撞击、摩擦、交变的机械力作用下的金属板，旋转机件,电磁性噪声由于电机等的交变力相互作用而产生的噪声,噪声的时间特性分类,稳态噪声强度不随时间变化,非稳态噪声强度随时间变化,周期性噪声、无规则噪声、脉冲噪声,城市环境噪声分类,交通噪声交通工具是活动的噪声源，对环境影响广泛,工厂噪声纺织车间90100,dBA,，,机械加工80100,dBA,施工噪声混凝土搅拌机，灌浆振捣、电锯、切割,社会噪声社会活动和家庭生活噪声,噪声的危害影响面最广的一种环境污染,听力损失,听力通过听力仪测定,ISO,的标准 500,Hz、1000Hz、2000Hz,三个；频率的平均听力损失超过25分贝的称噪声性耳聋带助听器人赶上带眼镜的人。,一、环境噪声概述,噪声对睡眠的影响,睡眠曲线,40分贝连续噪声可使可使10%的人受到影响，70分贝即可影响50%；突然的噪声在60分贝时可使70%的人惊醒。,噪声对交谈通讯、思考的,干扰,噪声对人体的生理影响,大量的心脏病的发展和恶心与噪声有密切的联系，有心脏病的人不能欣赏摇滚乐引起溃疡病,噪声对心理的影响,使人烦恼易怒，甚至失去理智日本一青年杀死其附近企业的工厂主,噪声对儿童和胎儿的影响,影响儿童智力发育静能生智；胎儿体重偏轻,对动物的影响,鸟类羽毛脱落，不产卵，甚至内出血死亡,美国空军,F-104,在俄克拉何马上空飞行试验，一天8次，高度10000米，飞了3个月，,农场10000只鸡只剩4000只,对物质结构的影响,一、环境噪声概述,1、声波的产生,声音是由物体的振动产生的,声波媒质质点的机械振动由近及远地传播，就称声振动的传播我们主要研究在空气中,发生的物体为声源,2、声速、波长、频率的关系,声速声波在弹性媒质中的传播速度，,C,表示；大小取决于媒质的弹性和密度，与声源无关。钢板中5000,m/s、,水中1500,m/s,、空气中340,m/s,波长从一个声源发出的声波，其相邻的两个压缩层之间的距离称为波长，用,表示。声波行经一个波长的距离所需要的时间就是周期,T,频率声源1秒钟内的振动次数，,f,表示；对正弦波,f=1/T,c=/T c=f,二、声性质和度量概念,声波,f 2020000Hz,之间,人耳敏感范围600,Hz4000Hz,之间,次声波 20000,Hz,3、,声压、声强、声功率,声压,概念声波在传播时，由于空气受到压缩，使在原来大气压强的基础上又叠加了一个压强，这个叠加的压强称为声压；,P,表示，单位牛顿/米,2,、达因/厘米,2,瞬时声压是指某瞬时媒质中压强相对无声波时内部压强的改变量。即单位面积的压力变化,有效声压在一定时间间隔中，瞬时声压对时间取均方根值称为有效声压,对于正弦平面波波的有效值,人耳对1,KHz,声音的可听阈约210,-5,帕可听阈,使人耳产生疼痛的感觉的声压为20帕痛阈,二、声性质和度量概念,声强,在声波传播方向上与该方向垂直的单位面积，单位时间内通过的声能量，用,I,表示，单位瓦/米,2,（每单位面积上沿波传播方向传送的平均功率）,P-,为有效声压，,为空气密度，,c,为空气中的声速；,声功率直接表示声源发生能量的大小,声源在单位时间内向外辐射出的总能量，单位瓦,4、声压级、声强级、声功率级,因为声振动的能量范围及其广阔，人们通常讲话的声功率只有10,-5,瓦，而强力火箭的噪声功率可达10,9,瓦，两者相差十几个数量级。显然对如此广阔范围的能量如使用绝对标度很不方便。改用对数标度要更方便；另一方面从声音的接收来讲，人耳有一个很奇怪的特点，当耳朵接收到声振动后，主观上产生的“响度感觉”并不是正比于强度的绝对值，而是更近于强度的对数成正比。在声学中普遍采用对数标度来度量声压、声强，称为声压级、声强级。,二、声性质和度量概念,声压级以,L,p,表示,将待测声压有效值,P,与参考声压,P,0,的比值取常用对数，再乘以20.即,P,为基准声压，210,-5,帕,L,P,=20lgP+94,声强级,能够引起人耳听觉的声强范围为10,-12,1瓦/米,2,将待测声强,I,与参考声强,I,0,的比值取常用对数，再乘以10.即,I,0,参考声强，一般取10,-12,瓦/米,2,，1,KHz,声音的可听阈声强。,声强级 与声压级在数值近似相等,二、声性质和度量概念,声功率级,将待测声功率,W,与参考声功率,W,之比值取常用对数，再乘以10。,以上物理量无量纲，统一用分贝（,dB),为单位。,噪声主观感觉大小,举例,噪声级的相加,分贝相加按能量相加，声功率或声强相加，不能声压直接相加。,设有两个声压级,L,1,分贝和,L,2,分贝相加，求合成的声压级,L,1+2,，,计算步骤如下：,1）,二、声性质和度量概念,2）合成声压,P,1+2,能量相加(,P,1+2,),2,=P,1,2,+P,2,2,则有：,3）按声压级的定义合成的声压级,二、声性质和度量概念,1、环境噪声常用评价量,响度级和响度,人耳对声音的感受不仅和声压有关，而且也和频率有关。声压级相同而频率不相同的声音听起来可能是不一样的,人耳对高频率的声音敏感，而对低频声音迟钝,响度级模仿人耳这一特性而仿照声压级的概念，引出了一个与频率有关的量度，称为响度级，单位为方。就是选取1000,Hz,的纯音作为基准声音，其噪声听起来与该纯音一样响，该噪声的响度级就等于这个纯音的声压级（分贝值）,如某噪声听起来与80分贝1000,Hz,的纯音一样响，该噪声的响度级就是80方,响度级是表示噪声的主管量度，它把声压与频率统一了。,等响曲线,：利用与基准声音比较的方法，就可以得到整个可听范围纯音的响度级，其结果即等响曲线，它是由大量实验得来的。,等响曲线中每一条曲线相当于声压级和频率不同二响度相同的声音，也即相当于一定响度级（方）的声音。最下面的是听阈曲线，最上面的痛阈曲线；听阈和痛阈之间是正常人耳可以听到的声音。,三、环境噪声的评价量,响度：响度级是个相对量，是不能用算术相加减的，为了计算绝对值和百分比，就引出了响度，单位为宋。,40方为1宋，50方为2宋，60方为4宋；响度级每增加10方，响度增加1倍。,A,声级,定义：在声学测量仪器中，设置有计权网络“,A”，,它是模仿人耳40方等响曲线设计的。使接受的声音通过时，对于人耳不敏感的低频声音有较大的衰减，中频衰减次之，高频不衰减甚至稍有增大。其读数记为分贝,A,或,dBA,。,A,声级较能反应出人们对噪声吵闹的主管感觉。国内外常用,A,声级评价工厂噪声和城市环境噪声，其几乎成为一切噪声评价的基本值。,统计声级,测量中每隔一定时间读取一声级分贝值。可在一定时间内读取一定量的分贝值，将其从大到小排列，第10%的那个分贝值,L,10,为峰值；第50%的那个分贝值为中值，第90%的那个分贝值,L,90,为本底值。常用来统计交通噪声。,三、环境噪声的评价量,连续等效,A,声级,L,eq,表示(,Equivalent,Continous,Sound Level),式中：,L,i,为等间隔时间读取的声级值；,n,读取声级,L,i,的总个数；,昼夜等效声级,L,dn,表示。是美国环保局（,EPA）,提出的，为了反映同样的噪声晚上比白天影响更大的因素而提出；,公式,L,d,白天（6002200）,L,n,夜间（2200 600）,三、环境噪声的评价量,1、噪声控制技术,控制途径声源、传播途径、接受者,常用办法：吸声、隔声、消声、阻尼、耳塞,吸声,利用吸声材料或吸声结构来吸收声能,吸声材料或结构：,多孔吸声材料，棉、毛、麻等纤维物质,薄板吸声结构不穿孔的薄板，后面留有一定的空腔,空腔共振吸声结构,微孔板吸声结构,隔声,最有效的控制措施之一,利用屏蔽物将声音挡住隔离开来。传声损失,消声,利用消声器来降低空气声的传播；,阻性消声器，抗性消声器，抗阻复合式消声器。,阻尼和隔振,阻尼减低机械振动减低噪声,隔振防止机器与其它结构的刚性连接。,四、环境噪声的控制简介,隔声障板,当前环境噪声控制中广泛使用的一种措施。,个人防护,最有效、最经济的办法，耳塞、耳罩平均隔声20,dBA,低频,中频,高频,声影区,隔声障板,声源,四、环境噪声的控制简介,微波,同属于电磁波；但微波的波长很短，频率很高。其波长范围1,mm1m；,频率范围是300,kMHz,；,能量为410,-4,10,-6,电子伏特。,危害：,使癌症发病率增高,伤害眼睛,影响生殖功能,影响遗传,损害中枢神经,引起心血管病。,五、微波污染与人体健康,作业题：,1.证明以分贝为单位的两个声音的声功率之比值等于它们的功率级之差,2.假使声压值加倍，求声压级的增加量。,3.设有四个噪声，其声压级分别为94、86、77和69分贝，问叠加后的声压级为多少？,眨眼,入睡,熟睡,深睡,时间,睡 眠 曲 线,有听觉 很安静 安 静 中 度 大 声 很 大声 烦人响声,0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130,大 炮,凿岩机,空气压缩机,压路机,飞机 纺织机,钢铁厂,印刷机 拖拉机,火 车,公共汽车,洗衣机,电视机,空气调节机,宿舍,图书馆,轻声读书,播音室,蚊子飞过声,常见环境噪声级,噪声级,dBA,主观反映,保证正常谈话距离(,m),通讯质量,45,55,65,75,85,安静,稍吵,吵,很吵,太吵,10,3.5,1.2,0.3,0.1,很好,好,较困难,困难,不可能,噪声对交谈、通讯的干扰,dB,