2014年注册环保工程师考试知识点精析及训练

1.概述

（1）噪声的概念 声音是指受作用的空气发生振动，当振动频率在20～20000Hz时作用于人的耳鼓膜而产生的感觉。描述声音高低的物理量是频率，描述声音强弱的物理量有声压、声强、声功率以及各自相应的级，描述声音大小的主观评价量是响度、响度级。

噪声是声音的一种，是指那些人们不需要的、令人厌恶的或对人类生活和工作有妨碍的声音。

（2）声音的传播与衰减 声波作为机械波的一种，具有波在传播中的一切特性。当声波在前进过程中，遇到尺寸比其波长大得多的障碍物时，就会发生反射；当遇到尺寸较小的障碍物或孔隙时，就会发生衍射，由于衍射现象同障碍物尺寸与声波波长的比值有关，低频噪声更容易发生衍射；当两个或数个声波在传播过程中相遇，其振幅会叠加或削弱，这种现象称为干涉。另外，还有声音的共鸣现象和掩蔽效应等。

由于声音在传播中要不断地被衰减，因此离噪声源越近，噪声越大些；离噪声源越远，噪声就越小。噪声衰减的主要原因：①当声波从声源向四面八方辐射时，波前的面积随传播距离的增加而不断扩大，声波被扩散，通过单位面积上的声能相应减少；②由于传播媒质的黏滞性、热传导和分子驰誉过程等原因，声波被吸收，这两点均使声波在传播过程中声能不断地被转化为其他形式的能量，从而导致声强不断衰减。

（3）噪声的分类

1）按机理分类

①空气动力性噪声：是由气体振动产生的，当气体中存在涡流或发生压力突变时引起气体的扰动。

②机械性噪声：是由固体振动产生的，在撞击、摩擦、交变作用应力作用下，机械金属板、轴承、齿轮等发生的振动。

③电磁性噪声：是由于磁场脉动、磁致伸缩、电源频率脉动等引起电气部件的振动而产生的。

2）按来源分类

①交通噪声：是指机动车辆、船舶、航空器等交通运输工具在运行过程中产生的噪声。

②工厂噪声：是指工矿企业在生产活动中各种机械设备产生的噪声。

③建筑施工噪声：是指在施工活动中由各种建筑施工机械运转时产生的噪声。

④社会生活噪声：是指人类的社会活动和家庭活动产生的噪声。

3）环境噪声的主要特征

①噪声是感觉公害。

②噪声具有局限性和分散性。

4）噪声的危害

①损伤听力，造成噪声性耳聋。

②干扰睡眠。

③干扰语言通信。

④影响人的心理变化。

⑤能诱发多种疾病：噪声作用于中枢神经系统，使大脑皮层功能受到抑制，出现头疼、记忆力减退等症状；噪声会引起消化系统紊乱，使人食欲缺乏、恶心、肠胃蠕动和胃液分泌功能降低；噪声会使交感神经紧张，出现心跳加快、心律不齐，引起高血压、心脏病、动脉硬化等心血管疾病；噪声还会使视网膜轴体细胞光受性和视力清晰度降低，并且常常伴有视力减退、眼花、瞳孔扩大等视觉器官的损伤。

2.声音的物理特性和量度

（1）声功率、声强和声压

1）声功率（W）。声功率是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。在噪声监测中，声功率是指声源总声功率。单位为W。

2）声强（I）。声强是指单位时间内，声波通过垂直于声波传播方向单位面积的声能量。单位为W/m²。

3）声压（P）。声压是空气受声波干扰而产生的压力增值。单位为Pa。声压与声强的关系为

I=P²/ρc （12-51）

式中 ρ——空气密度；

c——声速。

（2）分贝、声功率级、声强级和声压级

1）分贝。人们日常生活中听到的声音，若以声压值表示，由于变化范围非常大，可以达六个数量级以上，同时由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线形的，而是成对数比例关系。所以采用分贝来表达声学量值。所谓分贝是指两个相同的物理量（例如A₁和A₀）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。即

分贝符号为“dB”，它是无量纲的。式中A₀是基准量（或参考量），A₁是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，此对数值称为被量度量的“级”。

2）声功率级

式中 L_w——声功率级（dB）；

W——声功率（W）；

W₀——基准声功率，为10^-12W。

（3）声强级

式中 L_I——声强级（dB）；

I——声强（W/m²）；

I₀——基准声强，为10^-12W/m²。

（4）声压级

式中 L_P——声压级（dB）；

P——声压（Pa）；

P₀——基准声压，为2×10^-5Pa，该值是对1000Hz声音人耳刚能听到的最低声压。

（5）噪声的叠加和相减

1）噪声的叠加。声能量是可以代数相加的，设两个声源的声功率分别为W₁和W₂，则总声功率W_总=W₁+W₂。而两个声源在某点的声强为I₁和I₂时，叠加后的总声强：I_总=I₁+I₂。但声压不能直接相加。

总声压级

式中 L_P——总声压级（dB）；

L_P1——声源1的声压级（dB）；

L_P2——声源2的声压级（dB）。

2）噪声的相减。噪声测量中经常碰到如何扣除背景噪声问题，这就是噪声相减问题。通常是指噪声源的声级比背景噪声高，但由于后者的存在使测量读数增高，需要减去背景噪声。方法是：以L_P>L_P1，按图12-11查得ΔL_P，则L_P2=L_P-ΔL_P。

3.声音的主观评价及评价参数

（1）响度和响度级

1）响度（N）。响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念，它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。响度的单位为宋，1宋的定义为声压级为40dB，频率为1000Hz，且来自听者正前方的平面波形的强度。若一个声音听起来比1宋的声音大n倍，即该声音的响度为n宋。

图12-11 背景噪声修正曲线

2）响度级（L_N）。响度级是建立在两个声音主观比较基础上的。定义1000Hz纯音声压级的分贝值为响度级的数值，作为基准音。响度级用L_N表示，单位是方。如果某噪声听起来与声压级为120dB，频率为1000Hz的纯音一样响，则该噪声的响度级就是120方。

3）响度与响度级的关系。根据大量的试验得到，响度级每改变10方，响度加倍或减半。它们的数学关系式为N=2^[（LN-40）^/10]或L_N=40+33lgN。响度级的合成不能直接相加，而响度可以相加。

（2）A计权声级 为了能用仪器反映人的主观响度感觉评价量，研究人员在声级计中设计了一种特殊滤波器，叫计权网络。通过计权网络测得的声压级，已不再是客观物理量的声压级，而叫计权声压级或计权声级，简称声级。通用的有A、B、C、D四种计权声级，测出的值为A声级、B声级、C声级和D声级。

1）A计权声级：是模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性。利用A声级（L_A）用来作为噪声度量标准，能较好地反映出人对噪声吵闹的主观感觉。因此，A声级几乎成为一切噪声评价的基本值。对稳定噪声可以直接用A声级评价。

2）B计权声级：是模拟55～85dB的中等强度噪声的频率特性。(www.xing528.com)

3）C计权声级：是模拟高强度噪声的频率特性。

4）D计权声级：是对于噪声参量的模拟，专用于飞机噪声的测量。

（3）声级评价 非稳定噪声指对于不连续、起伏的噪声。例如，交通噪声随车流量和种类而变化。人们采用等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级来评价非稳定噪声。

1）等效连续声级。A计权声级能够较好地反映人耳对稳态噪声的强度与频率的主观感觉，但对非稳定噪声A计权声级就不合适了。因此提出了一个用噪声能量按时间平均方法来评价噪声对人影响的问题，即等效连续声级，符号为L_eq。它是用一个相同时间内声能与之相等的连续稳定的A声级来表示该段时间内的噪声的大小。即

式中 L_A——某时刻t的瞬时A声级（dB）；

T——规定的测量时间（s）。

2）噪声污染级。实践表明，涨落的噪声所引起人的烦恼程度比等能量的稳态噪声要大，并且与噪声暴露的变化率和平均强度有关。经试验证明，在等效连续声级的基础上加上一项表示噪声变化幅度的量，即噪声污染级，更能反映实际污染程度。用这种评价航空或道路的交通噪声比较恰当。噪声污染级（L_NP）公式为

L_NP=L_eq+Kσ （12-58）

式中 K——常数，对交通和飞机噪声取值2.56；

σ——噪声测量的标准偏差。

3）昼夜等效声级。用来表达社会噪声昼夜间的变化情况，昼夜等效声级（L_dn）公式为

式中 L_d——白天的等效声级，时间从6∶00～22∶00，共16h；

L_n——夜间的等效声级，时间从22∶00～第二天的6∶00，共8h。为表明夜间噪声对人的烦扰更大，计算夜间等效声级这一项时应加上10dB。

（4）噪声的频谱分析 纯音频率单一，而一般声音则由不同频率、不同强度的许多纯音组合而成。以声压级为纵坐标、频率为横坐标绘制成的噪声特性曲线称为噪声频谱图，如图12-12所示。研究噪声的频谱分析很重要，它能深入了解噪声声源的特性，帮助寻找主要的噪声污染源，并为噪声控制提供依据。

噪声频谱能形象地反映出声音的频率分布和声级大小的关系。人耳不仅对声压微小变化的识别能力较差，同样对声频的微小变化也难于识别。因此，在噪声监测中将动态范围内大的连续声谱（20～20000Hz）划分为若干个部分，每个部分称为频带。f₀、f₁、f₂分别是指中心频率、最低频率、最高频率。

4.噪声的测量

（1）噪声测量仪器 噪声测量仪器的测量内容有噪声的强度，主要是声场中的声压，至于声强、声功率的直接测量较麻烦，故较少直接测量；其次是测量噪声的特征，即声压的各种频率组成成分。测量仪器有声级计，还有频谱分析仪、自动记录仪、录音机和实时分析仪等。

图12-12 某鼓风机的噪声频谱

1）声级计。声级计也称噪声计，它是用来测量噪声的最基本的仪器。

①声级计的工作原理。工作原理是：声压大小经传声器后转换成电压信号，此信号经前置放大器放大后，最后从显示仪上指示出声压级的分贝数值。

②种类。根据该精度，声级计可分为两大类：一类是普通声级计，它对传声器要求不太高，其动态范围和频响平直范围较狭窄，一般不与带通滤波器相连用；另一类是精度声级计，其传声器要求频响宽、灵敏度高，稳定性好，且能与各种带通滤波器配合使用，放大器输出可直接和电平记录器、录音机相连接，可将噪声信号显示或储存起来。图12-13所示为一种普通声级计的外形图。

图12-13 PSJ-2声级计外形图

2）其他噪声测量仪器

①频谱分析仪。频谱分析仪是测量噪声频谱的仪器，它的基本组成大致与声级计相似，只是设置了完整的计权网络（滤波器）。借助于滤波器的作用，可以将声频范围内的频率分成不同的频带进行测量。

②自动记录仪。在现场测量中，常把声级频谱仪与自动记录仪连用，可迅速、准确、详细的分析噪声源的特性。当自动记录仪与频谱分析仪或声级计联用时，可连续测量、记录声级与频谱，并能将噪声随时间的变化记录下来。

③录音机。为获得噪声的全部情况，可先用磁带录音机将噪声录制下来，然后在实验室中进行测定。

④实时分析仪。实时分析仪是一种数字式谱线显示仪，能把测量范围内的输入信号在极短时间内同时反应在一系列信号通道示屏上，通常用于较高要求的研究、测量。

（2）噪声监测 城市环境噪声监测包括：城市区域环境噪声监测、城市交通噪声监测、城市环境噪声长期监测和城市环境中扰民噪声源的调查测试等。

1）城市区域环境噪声监测

测量仪器：精密声级计或普通声级计。

布点：将要普查测量的城市分成等距离网格，测量点设在每个网格中心，网格数不应少于100个。

测量：测量时一般应选在无雨、无雪时（特殊情况除外），声级计应加风罩以避免风噪声干扰，同时也可保持传声器清洁。风速为5.5m/s以上时停止测量。

测量时间：分为白天（6∶00～22∶00）和夜间（22∶00～6∶00）两部分。随地区和季节不同，上述时间可稍作更改。

测点选择：测点选在受影响者的居住或工作建筑物外1m，传声器高于地面1.2m以上的噪声影响敏感处。

数据处理：由于环境噪声是随时间而起伏的非稳态噪声，因此测量数据一般用统计噪声级或等效连续A声级表示，即把测定数据代入有关公式，计算L₁₀、L₅₀、L₉₀、L_eq的算术平均值（L）和最大值及标准偏差（σ），确定城市区域环境噪声污染情况。

评价方法：

①数据平均法：将全部网点测得的连续等效A声级做算术平均运算，所得到的算术平均值就代表某一区域或全市的总噪声水平。

②图示法：即用区域噪声污染图表示。为了便于绘图，将全市各测点的测量结果以5dB为一等级，划分为若干等级（如56～60、61～65、66～70、…，分别为一个等级），然后用不同的颜色或阴影线表示每一等级，绘制在城市区域的网格上，用于表示城市区域的噪声污染分布。

2）城市交通噪声监测

布点：在每两个交通路口之间的交通线上选择一个测点，测点设在马路边的人行道上，离马路20cm，这样的点可代表两个路口之间的该段道路的交通噪声。

测量：测量时应选在无雨、无雪的天气进行。

测量时间：同城市区域环境噪声要求一样，一般在白天正常工作时间内进行测量。每隔5s记一个瞬时A声级（慢响应），连续记录200个数据。测量的同时记录车流量（辆/h）。

数据处理：测量结果一般用统计噪声级和等效连续A声级来表示。如果城市交通噪声测量值基本符合正态分布，则可直接用近似公式计算等效连续A声级和标准偏差值。即

L_eq≈L₅₀+d²/60d=L₁₀-L₉₀ （12-60）

评价方法有以下几种：

①数据平均法：全市测量结果应得出全市交通干线的L₁₀、L₅₀、L₉₀、L_eq平均值L和最大值、标准偏差，以作为城市间比较。

式中 l——全市交通干线的总长度（km）；

l_k——第k段干线的长度（km）；

L_k——第k段干线测得的等效声级L_eq或统计声级L₁₀（dB）。

②图示法：即用噪声污染图表示。当用噪声污染图表示时，评价量为L_eq或L₁₀，按5dB一等级，以不同颜色或不同阴影线划出每段马路的噪声值，即得到全市交通噪声污染分布图。

3）工业企业噪声监测。测点选择的原则是：若车间内各处A声级波动小于3dB，则只需在车间选择1～3个测点；若车间内各处声级波动大于3dB，则应按声级大小，将车间分成若干区域，任意两区域的声级应大于或等于3dB，而每个区域内的声级波动必须小于3dB，每个区域取1～3个测点。

如为稳态噪声则测量A声级，记为dB（A）；如为非稳态噪声，将80～115dB（A）的噪声级范围按5dB（A）为一段，共划分为8段，并用各段的中心声级及统计各段声级相应的暴露试剂表示，如中心声级80dB（A），表示78～82dB（A）的声级范围。对低于78dB（A）和高于117dB（A）的噪声级不计。用下式计算等效连续声级

式中 n（n=1，2，3，…，8）——各段声级的序号，具体见表12-16；

T_n——表示在n段下的暴露时间（min）；

T——总暴露时间，若以一个工作日8h计算，则有T=480min。

表12-16 中心声级对应段数

测量时要注意减少环境因素对测量结果的影响，如应注意避免或减少气流、电磁场、温度和湿度等因素对测量结果的影响。

4）工业企业厂界噪声监测。测量应在工业企业边界线1m处进行。据初测结果，声级每涨落3dB布一个测点。如与居民住宅毗邻时，应取该室内中心点的测量数据为准，此时标准值应比室外标准值低10dB（A）。如边界设有围墙、房屋等建筑物时，应避免建筑物的屏障作用对测量的影响。

计数特性选择A声级，动态特性选择慢响应。稳态噪声，取一次测量结果。非稳态噪声的声级涨落在3～10dB范围，每隔5s连续读取100个数据；声级涨落在10dB以上，连续读取200个数据，求取各测点等效声级值。

测量时间：应在工业企业的正常生产内进行。必要时，适当增加测量次数。