噪聲

噪聲tp://a0.att.hudong.com/65/63/01300000167882121556639095065_s.gif">噪聲
中文名稱:噪聲
英文名稱:noise
定義1:幹擾人們休息、學習和工作的聲音,可引起人的心理和生理變化。所屬學科:地理學(一級學科);環境地理學(二級學科)
定義2:不同頻率、不同強度無規則地組合在一起的聲音。如電噪聲、機械噪聲,可引伸爲任何不希望有的幹擾。所屬學科:機械工程(一級學科);振動與衝擊(二級學科);機械振動(三級學科)
概述
噪聲tp://a2.att.hudong.com/83/64/01300000167882121556645274117_s.jpg">一般人們用分貝(dB)來量噪聲的強度,用信號噪聲比(S/N)來衡量噪聲對有用信號的影響程度。

噪聲的可能來源有飛機、汽車、工廠、建築工地、日常生活等等。
噪聲可以影響人的身心健康。長時間處於85分貝以上的噪聲可以影響人的聽力,響於120分貝的噪聲可以使人耳聾。除此之外噪聲還可以提高人體內皮質醇的分泌,可以導致高血壓、心髒病和胃潰瘍。

噪聲是環境污染之一,其它污染還有空氣污染、水質污染等。

中國制定的《中華人民共和國環境噪聲污染防治法》中把超過國家規定的環境噪聲排放標準,並幹擾他人正常生活、工作和學習的現象稱爲環境噪聲污染。聲音的分貝是聲壓級單位,記爲db。用於表示聲音的大小。《中華人民共和國城市區域噪聲標準》中則明確規定了城市五類區域的環境噪聲最高限值:
療養區、高級別墅區、高級賓館區,晝間50db、夜間40db;以居住、文教機關爲主的區域,晝間55db、夜間45db;居住、商業、工業混雜區,晝間60db、夜間50db;工業區,晝間65db、夜間55db;城市中的道路交通幹线道路、內河航道、鐵路主、次幹线兩側區域,晝間70db、夜間55db,(夜間指22點到次日晨6點)。

按照國家標準規定,住宅區的噪音,白天不能超過50分貝,夜間應低於45分貝,若超過這個標準,便會對人體產生危害。那么,室內環境中的噪聲標準是多少呢?國家《城市區域環境噪聲測量方法》中第5條4款規定,在室內進行噪聲測量時,室內噪聲限值低於所在區域標準值10db。

城市環境噪聲的來源
現代城市中環境噪聲有四種主要來源:

① 交通噪聲:主要指的是機動車輛、飛機、火車和輪船等交通工具在運行時發出的噪聲。這些噪聲的噪聲源是流動的,幹擾範圍大。

工業噪聲:主要指工業生產勞動中產生的噪聲。主要來自機器和高速運轉設備。

② 建築施工噪聲:主要指建築施工現場產生的噪聲。在施工中要大量使用各種動力機械,要進行挖掘、打洞、攪拌,要頻繁地運輸材料和構件,從而產生大量噪聲。

④社會生活噪聲:主要指人們在商業交易、體育比賽、遊行集會、娛樂場所等各種社會活動中產生的喧鬧聲,以及收錄機、電視機、洗衣機等各種家電的嘈雜聲,這類噪聲一般在80分貝以下。如洗衣機、縫紉機噪聲爲50--80分貝,電風扇的噪聲爲30~65分貝,空調機、電視機爲70分貝。

噪聲控制基本途徑
噪聲tp://a0.att.hudong.com/75/64/01300000167882121556640541503_s.jpg">爲了防止噪音,我國著名聲學家馬大猷教授曾總結和研究了國內外現有各類噪音的危害和標準,提出了三條建議:

① 爲了保護人們的聽力和身體健康,噪音的允許值在75~90分貝。
保障交談和通訊聯絡,環境噪音的允許值在45~60分貝。
② 對於睡眠時間建議在35~50分貝。

中國心理學界認爲,控制噪音環境,除了考慮人的因素之外,還須兼顧經濟技術上的可行性。充分的噪音控制,必須考慮噪聲源、傳音途徑、受音者所組成的整個系統。控制噪音的措施可以針對上述三個部分或其中任何一個部分。噪音控制的內容包括:

① 控制噪聲源。降低聲源噪音,工業、交通運輸業可以選用低噪音的生產設備和改進生產工藝,或者改變噪聲源的運動方式(如用阻尼、隔振等措施降低固體發聲體的振動)。
② 阻斷噪聲傳播。在傳音途徑上降低噪音,控制噪音的傳播,改變聲源已經發出的噪音傳播途徑,如採用吸音、隔音、音屏障、隔振等措施,以及合理規劃城市和建築布局等。
③在人耳處減弱噪聲。受音者或受音器官的噪音防護,在聲源和傳播途徑上無法採取措施,或採取的聲學措施仍不能達到預期效果時,就需要對受音者或受音器官採取防護措施,如長期職業性噪音暴露的工人可以戴耳塞、耳罩或頭盔等護耳器。

噪音控制技術上雖然現在已經成熟,但由於現代工業、交通運輸業規模很大,要採取噪音控制企業和場所爲數甚多,因此在防止噪音問題上,必須從技術經濟和效果等方面進行綜合權衡。當然,具體問題應當具體分析。在控制室外、設計室、車間或職工長期工作的地方,噪音的強度要低;庫房或少有人去車間或空曠地方,噪音稍高一些也是可以的。總之,對待不同時間、不同地點、不同性質與不同持續時間的噪音,應有一定的區別。

噪聲對人的危害
噪聲tp://a0.att.hudong.com/16/65/01300000167882121556650832722_s.jpg">臨近公路難以擺脫噪聲污染
隨着工業生產、交通運輸、城市建築的發展,以及人口密度的增加,家庭設施(音響、空調、電視機等)的增多,環境噪聲日益嚴重,它已成爲污染人類社會環境的一大公害。噪聲具有局部性、暫時性和多發性的特點。噪聲不僅會影響聽力,而且還對人的心血管系統、神經系統、內分泌系統產生不利影響,所以有人稱噪聲爲“致人死命的慢性毒藥”。噪聲給人帶來生理上和心理上的危害主要有以下幾方面:

(一)幹擾休息和睡眠、影響工作效率
①幹擾休息和睡眠。休息和睡眠是人們消除疲勞、恢復體力和維持健康的必要條件。但噪聲使人不得安寧,難以休息和入睡。當人輾轉不能入睡時,便會心態緊張,呼吸急促,脈搏跳動加劇,大腦興奮不止,第二天就會感到疲倦,或四肢無力。從而影響到工作和學習,久而久之,就會得神經衰弱症,表現爲失眠、耳鳴、疲勞。人進入睡眠之後,即使是40-50分貝較輕的噪聲幹擾,也會從熟睡狀態變成半熟睡狀態。人在熟睡狀態時,大腦活動是緩慢而有規律的,能夠得到充分的休息;而半熟睡狀態時,大腦仍處於緊張、活躍的階段,這就會使人得不到充分的休息和體力的恢復。

③ 使工作效率降低。研究發現,噪聲超過85分貝,會使人感到心煩意亂,人們會感覺到吵鬧,因而無法專心地工作,結果會導致工作效率降低。

(二)損傷聽覺、視覺器官
我們都有這樣的經驗,從飛機裏下來或從鍛壓車間出來,耳朵總是嗡嗡作響,甚至聽不清對方說話的聲音,過一會兒才會恢復。這種現象叫做聽覺疲勞,是人體聽覺器官對外界環境的一種保護性反應。如果人長時間遭受強烈噪聲作用,聽力就會減弱,進而導致聽覺器官的器質性損傷,造成聽力下降。

① 強的噪聲可以引起耳部的不適,如耳鳴、耳痛、聽力損傷。據測定,超過115分貝的噪聲還會造成耳聾。據臨牀醫學統計,若在80分貝以上噪音環境中生活,造成耳聾者可達50%。醫學專家研究認爲,家庭噪音是造成兒童聾啞的病因之一。噪聲對兒童身心健康危害更大。因兒童發育尚未成熟,各組織器官十分嬌嫩和脆弱,不論是體內的胎兒還是剛出世的孩子,噪聲均可損傷聽覺器官,使聽力減退或喪失。據統計,當今世界上有7000多萬耳聾者,其中相當部分是由噪聲所致。專家研究已經證明,家庭室內噪音是造成兒童聾啞的主要原因,若在85分貝以上噪聲中生活,耳聾者可達5%。

② 噪聲對視力的損害。人們只知道噪聲影響聽力,其實噪聲還影響視力。試驗表明:當噪聲強度達到90分貝時,人的視覺細胞敏感性下降,識別弱光反應時間延長;噪聲達到95分貝時,有40%的人瞳孔放大,視模糊;而噪聲達到115貝時,多數人的眼球對光亮度的適應都有不同程度的減弱。所以長時間處於噪聲環境中的人很容易發生眼疲勞、眼痛、眼花和視物流淚等眼損傷現象。同時,噪聲還會使色覺、視野發生異常。調查發現噪聲對紅、藍、白三色視野縮小80%。

(三)對人體的生理影響
噪聲tp://a3.att.hudong.com/35/65/01300000167882121556655345910_s.jpg">噪聲是一種惡性刺激物,長期作用於人的中樞神經系統,可使大腦皮層的興奮和抑制失調,條件反射異常,出現頭暈、頭痛、耳鳴、多夢、失眠、。心慌、記憶力減退、注意力不集中等症狀,嚴重者可產生精神錯亂。這種症狀,藥物治療療效很差,但當脫離噪聲環境時,症狀就會明顯好轉。噪聲可引起植物神經系統功能紊亂,表現在血壓升高或降低,心率改變,心髒病加劇。噪聲會使人唾液、胃液分泌減少,胃酸降低,胃蠕動減弱,食欲不振,引起胃潰瘍。噪聲對人的內分泌機能也會產生影響,如:導致女性性機能紊亂,月經失調,流產率增加等。

噪聲對兒童的智力發育也有不利影響,據調查,3歲前兒童生活在75分貝的噪聲環境裏,他們的心腦功能發育都會受到不同程度的損害,在噪聲環境下生活的兒童,智力發育水平要比安靜條件下的兒童低20%。噪聲對人的心理影響主要是使人煩惱、激動、易怒,甚至失去理智。此外,噪聲還對動物、建築物有損害,在噪聲下的植物也生長不好,有的甚至死亡。

① 損害心血管。噪聲是心血管疾病的危險因子,噪聲會加速心髒衰老,增加心肌梗塞發病率。醫學專家經人體和動物實驗證明,長期接觸噪聲可使體內腎上腺分泌增加,從而使血壓上升,在平均70分貝的噪聲中長期生活的人,可使其心肌梗塞發病率增加30%左右,特別是夜間噪音會使發病率更高。調查發現,生活在高速公路旁的居民,心肌梗塞率增加了30%左右。調查1101名紡織女工,高血壓發病率爲7.2%,其中接觸強度達100分貝噪聲者,高血壓發病率達15.2%。

② 對女性生理機能的損害。女性受噪聲的威脅,還可以有月經不調、流產及早產等,如導致女性性機能紊亂,月經失調,流產率增加等。專家們曾在哈爾濱、北京和長春等7個地區經過爲期3年的系統調查,結果發現噪聲不僅能使女工患噪聲聾,且對女工的月經和生育均有不良影響。另外可導致孕婦流產、早產,甚至可致畸胎。國外曾對某個地區的孕婦普遍發生流產和早產作了調查,結果發現她們居住在一個飛機場的周圍,禍首正是那飛起降落的飛機所產生的巨大噪聲。

③噪聲還可以引起如神經系統功能紊亂、精神障礙、內分泌紊亂甚至事故率升高。高噪聲的工作環境,可使人出現頭暈、頭痛、失眠、多夢、全身乏力、記憶力減退以及恐懼、易怒、自卑甚至精神錯亂。在日本,曾有過因爲受不了火車噪聲的刺激而精神錯亂,最後自殺的例子。

噪聲的利用
噪聲tp://a4.att.hudong.com/73/66/01300000167882121556663649321_s.gif">噪聲一向爲人們所厭惡。但是,隨着現代科學技術的發展,人們也能利用噪聲造福人類。

(1)利用噪聲除草
科學家發現,不同的植物對不同的噪聲敏感程度不一樣。根據這個道理,人們制造出噪聲除草器。這種噪聲除草器發出的噪聲能使雜草的種子提前萌發,這樣就可以在作物生長之前用藥物除掉雜草,用“欲擒故縱”的妙策,保證作物的順利生長。

(2)利用噪聲發電
噪聲是一種能量的污染,比如噪聲達到160db的噴氣式飛機,其聲功率約爲10000w;噪聲達140db的大型鼓風機,其聲功率約爲100w。“聚沙可成塔”,這自然引起新能源开發者的興趣。科學家發現人造鈮酸鋰具有在高頻高溫下將聲能轉變成電能的特殊功能。科學家還發現,當聲波遇到屏障時,聲能會轉化爲電能,英國的學者就是根據這一原理,設計制造了鼓膜式聲波接收器,將接收器與能夠增大聲能、集聚能量的共鳴器連接,當從共鳴器來的聲能作用於聲電轉換器時,就能發出電來.看來,利用環境噪聲發電已指日可待。

(3)利用噪聲來制冷
大家都知道,電冰箱能制冷,但令人鼓舞的是,目前世界上正在开發一種新的制冷技術,即利用微弱的聲振動來制冷的新技術,第一臺樣機已在美國試制成功。在一個結構異常簡單,直徑不足1m的圓筒裏疊放着幾片起傳熱作用的玻璃纖維板,筒內充滿氦氣或其它氣體。筒的一端封死,另一端用有彈性的隔膜密閉,隔膜上的一根導线與磁鐵式音圈連接,形成一個微傳聲器,聲波作用於隔膜,引起來回振動,進而改變筒內氣體的壓力。由於氣體壓縮時變熱,膨脹時冷卻,這樣制冷就开始了,不難設想,今後的住宅、廠房等建築物如能加以考慮這些因素,即可一舉降伏噪聲這一無形的禍害,爲住宅、廠房等建築物降溫消暑。

(4)利用噪聲除塵
美國科研人員研制出一種功率爲2kw的除塵報警器,它能發出頻率2000hz、聲強爲160db的噪聲,這種裝置可以用於煙囪除塵,控制高溫、高壓、高腐蝕環境中的塵粒和大氣污染。

(5)利用噪聲克敵
利用噪音還可以制服頑敵,目前已研制出一種“噪音彈”,能在爆炸間釋放出大量噪音波,麻痹人的中樞神經系統,使人暫時昏迷,該彈可用於對付恐怖分子,特別是劫機犯等。
 
(6)利用噪聲診病
美妙、悅耳的音樂能治病,這已爲大家所熟知。但噪聲怎么能用於診病呢?最近,科學家制成一種激光聽力診斷裝置,它由光源、噪聲發生器和電腦測試器三部分組成。使用時,它先由微型噪聲發生器產生微弱短促的噪聲,振動耳膜,然後微型電腦就會根據回聲,把耳膜功能的數據顯示出來,供醫生診斷。它測試迅速,不會損傷耳膜,沒有痛感,特別適合兒童使用。此外,還可以用噪聲測溫法來探測人體的病竈。

(7)利用噪聲有源消聲
通常所採用的三種降噪措施,即在聲源處降噪、在傳播過程中降噪及在人耳處降噪,都是消極被動的。爲了積極主動地消除噪聲,人們發明了“有源消聲”這一技術。它的原理是:所有的聲音都由一定的頻譜組成,如果可以找到一種聲音,其頻譜與所要消除的噪聲完全一樣,只是相位剛好相反(相差180°),就可以將這噪聲完全抵消掉。關鍵就在於如何得到那抵消噪聲的聲音。實際採用的辦法是:從噪聲源本身着手,設法通過電子线路將原噪聲的相位倒過來。由此看來,有源消聲這一技術實際上是“以毒攻毒”。

電路的噪聲
噪聲tp://a2.att.hudong.com/44/66/01300000167882121556666560806_s.jpg">對於電子线路中所標稱的噪聲,可以概括地認爲,它是對目的信號以外的所有信號的一個總稱。最初人們把造成收音機這類音響設備所發出噪聲的那些電子信號,稱爲噪聲。但是,一些非目的的電子信號對電子线路造成的後果並非都和聲音有關,因而,後來人們逐步擴大了噪聲概念。例如,把造成視屏幕有白班呀條紋的那些電子信號也稱爲噪聲。可能以說,電路中除目的的信號以外的一切信號,不管它對電路是否造成影響,都可稱爲噪聲。例如,電源電壓中的紋波或自激振蕩,可對電路造成不良影響,使音響裝置發出交流聲或導致電路誤動作,但有時也許並不導致上述後果。對於這種紋波或振蕩,都應稱爲電路的一種噪聲。

又有某一頻率的無线電波信號,對需要接收這種信號的接收機來講,它是正常的目的信號,而對另一接收機它就是一種非目的信號,即是噪聲。在電子學中常使用幹擾這個術語,有時會與噪聲的概念相混淆,其實,是有區別的。噪聲是一種電子信號,而幹擾是指的某種效應,是由於噪聲原因對電路造成的一種不良反應。而電路中存在着噪聲,卻不一定就有幹擾。在數字電路中。往往可以用示波器觀察到在正常的脈衝信號上混有一些小的尖峯脈衝是所不期望的,而是一種噪聲。但由於電路特性關系,這些小尖峯脈衝還不致於使數字電路的邏輯受到影響而發生混亂,所以可以認爲是沒有幹擾。

當一個噪聲電壓大到足以使電路受到幹擾時,該噪聲電壓就稱爲幹擾電壓。而一個電路或一個器件,當它還能保持正常工作時所加的最大噪聲電壓,稱爲該電路或器件的抗幹擾容限或抗擾度。一般說來,噪聲很難消除,但可以設法降低噪聲的強度或提高電路的抗擾度,以使噪聲不致於形成幹擾。
噪聲問題的特殊性:
第一,噪聲問題的區分難度很大,因爲即使是同樣的聲音,有時覺得需要,有時卻覺得討厭,這在很大程度上依賴於主觀判斷,例如:心情舒暢時所欣賞的音樂在心情煩躁時有可能被視爲噪聲;
第二,噪聲與其它公害相比,如水和大氣污染等,具有局部性和多發性的特點;
第三,噪聲的產生與傳播現象僅僅是空氣中的一種物理變化,沒有另外的物質  參與,也沒有參與物質需要處理。
我國環境噪聲允許範圍
人的活動                                           

   最高值      

理想值      

 體力勞動(保護聽力)

90dB 

70 dB 

 腦力勞動(保證語言清晰度)

 60dB 

 40dB 

 睡眠

 50dB 

 30dB 

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