结构噪声中低频噪声污染的环境监测

曹家新

(福建省沙县环境监测站，福建沙县 365500)

早在上世纪90年代初，低频噪声就已经开始悄悄地影响人们的生活。小区高楼内的电梯、中央空调 (冷却塔)冷冻机、在居民区内经营的娱乐场所产生的重低金属音响和那些被移入居民楼内的变压器、水泵等都成了制造低频噪音的“罪魁祸首”。这些低频噪声通过结构传播影响人们正常的工作和生活。近年来，随着经济建设的不断发展和人们环境意识的不断提高，结构噪声中的低频噪声污染纠纷案件不断递增，已成为新的环境投诉热点。大量的研究表明，低频噪声对人的睡眠、工作、情绪和行为都将产生不利的影响［1，2］。在一些存在低频噪声的场合，即使等效A声级达标，也可能使受干扰者感觉受影响，而引起环境投诉。如何有效地开展低频噪声的环境监测，己成为一个急需解决的问题。

1 低频噪声的特性

低频噪声是指频率在500Hz(倍频程)以下的声音。目前，常见的对住宅小区构成影响的低频噪音源主要有6大类:电梯、变压器、高楼中的水泵、中央空调 (包括冷却塔)、交通噪声及娱乐场所产生的超重低音等。

低频噪声与高频噪声不同，高频噪声随着距离越远或遭遇障碍物，能迅速衰减。如高频噪声的点声源，每10m距离就能下降6dB(A)。而低频噪声却递减得很慢，声波又较长，能轻易穿越障碍物，长距离奔袭和穿墙透壁直人人耳。长期受到低频噪音袭扰，容易造成神经衰弱、失眠、头痛等各种神经官能症。

低频噪声按传播途径可分为3种:结构传声、空气传声和驻波［3］。结构传声是指在建筑物中的声源，经过建筑结构传播来的机械振动引起的噪声。空气传声是声源的振动引起周围空气质点的振动，并以疏密相间的纵波形式向四周传播的噪声。而驻波对人体的危害最为严重，它是在低频噪声的传播过程中，经过多次的反射形成的。

2 低频噪声对人们的影响实例

噪声污染不仅与噪声的大小有关，还与噪声的频率有关。随着城市的发展，“低频噪音”污染越来越走近城市人。

案例一:家住某小区的张小姐一年前买了一套商品房，入住后，张小姐一家人才发现房里的一些怪现象，耳边经常出现“嗡嗡嗡”的声音，特别是夜深人静的时候，这种怪声令人辗转反侧，难以入睡，令人不堪忍受。张小姐曾向多方投诉，有关部门也曾上门检测，结果显示，周小姐家里的噪音白天只有40多分贝，晚上只有30多分贝，属于环境安静的“一类区”。别人还以为是张小姐无中生有，存心找麻烦。最后，张小姐来到了某市环境监测中心站，经检测发现，长期干扰张小姐的元凶是其家楼下的变压器房所产生的“低频噪音”。

案例二:无独有偶，住在某楼盘的高层一户居民经常会听到“隆隆隆”的声音，不胜其扰的居民最后找到专家查探，原来这是数百米外某立交桥的车流造成的低频噪音。

案例三:家住某路王姓住户住在一家超市楼上，却夜夜难眠，如同饱受酷刑。原来他受到不明声音袭扰，经过专家检测，是他家楼下超市大型冷柜机工作时所产生的低频噪音，透过对面大楼墙壁反射到他家里。

3 目前对低频噪声管理的相关法律依据

现行的环境噪声质量标准是2008年颁布执行的，但其中对低频噪声监测没有相对明确的流程与监测步骤参考，给实际操作带来了许多问题。长期以来，国内声环境质量的标准及其监测方式，对于城市噪音测评主要还是局限于对高频噪音 (分贝)的监测。一般情况下，高频噪音达到60分贝以上就被认为高噪音。然而不少部门在检测过程中，却往往忽略了低频噪音的存在。其实，低频噪音与高频噪音不同，高频噪音随着距离越远或遭遇障碍物，能迅速衰减，如高频噪音的点声源，每10m距离就能下降6分贝;马路上的线性声源每10m也能下降3分贝。而低频噪音却递减得很慢，因此能够长距离奔袭和穿壁透壁直入人耳。2008年以前，由于在处理低频噪音时缺乏必要的政策和法律依据，因此，经常有市民被低频噪音折磨而投诉无门。

2008年10月1日起实施的GB22337-2008《社会生活环境噪声排放标准》［4］和 GB12348-2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》［5］，首次将低频噪音对人们的影响纳入了法律的管理范畴。这二个标准都规定了结构传播固定设备室内噪声排放限值 (倍频带声压级)见表1。

表1 结构传播固定设备室内噪声排放限值 (倍频带声压级)Tab.1 The limits of indoor noise discharge for structure-transmission fixtures(Octave band sound pressure levels)(分贝)

从这两个标准中的定义来看，结构传播固定设备室内噪声源包括3个方面，即工业企业厂界环境噪声所包括的工业生产活动中使用固定设备等产生的及社会生活环境噪声所包括的营业性文化娱乐场所和商业经营活动中使用的设备、设施所产生的3方面噪声源。具体的设备有水泵、风机、锅炉、空调系统、冷却塔、冰箱、音响设备、电梯、电机、变压器等。王毅等人认为，城市轨道交通地铁列车运行时对隧道周边敏感建筑物的“二次噪声”影响也可参照此标准评价［6］。

4 结构噪声中低频噪声环境监测的前期准备

4.1 确定噪声敏感建筑物所处的噪声功能区类别

按照区域的使用功能特点和环境质量要求声环境功能区分为0、1、2、3、4五类。依据噪声敏感建筑物所处位置的声环境功能区划，要选择正确的环境噪声等效声级和倍频带声压级排放限值，以便监测评价使用。

4.2 确定影响噪声敏感建筑物的噪声源

影响噪声敏感建筑物的噪声源往往不是单一的，有固定噪声源、移动噪声源;有稳态噪声、非稳态噪声;有突发噪声等多方面。我们必须根据声源的不同制定不同的监测方案。

如:对于受固定稳态的噪声影响的测量1min的等效声级Leq;

受固定非稳态的噪声影响的测量整个正常工作时间或代表性时段的等效声级Leq;

受交通噪声影响的，测量20 min的等效声级Leq;

受突发噪声影响的，测量发生时段内的最大声级Lmax等等。

4.3 确定影响噪声敏感建筑物的主要噪声源的位置

影响噪声敏感建筑物的主要噪声源分为在噪声敏感建筑物内和在噪声敏感建筑物外两种情况。

5 结构噪声中低频噪声污染纠纷的环境监测

5.1 噪声源在噪声敏感建筑物内

GB22337-2008《社会生活环境噪声排放标准》和GB12348-2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》都对通过结构传播的低频噪声的测量提出了明确的要求。即噪声源在噪声敏感建筑物内时，即噪声主要通过结构传播时，监测点位应在门窗关闭状况下距离任一反射面至少0.5m以上、距地面1.2m、距外窗1m以上处进行室内噪声测量。被测房问内的其他可能干扰测量的声源，电脑、空调、电视、稳压器、机械钟、换气扇等均应关闭。监测室内噪声等效声级Leq的同时进行倍频带声压级的监测。

选取测点，并在记录纸上画出测点布置图，选取测点时应注意到室内驻波的存在，一个室内应至少选3个测点。

整理测量结果，填写测量记录，进行测量结果评价。等效A声级及5个倍频带声级有一个超标就算超标。

5.2 噪声源在噪声敏感建筑物外

但是，GB22337-2008和 GB12348-2008却未对非通过结构传播的低频噪声的测量进行要求。而在现实情况下，因此种情况发生的污染纠纷也不在少数。噪声源在噪声敏感建筑物外，即主要通过空气传播时，监测点位一般应设在噪声敏感建筑物窗外1m、距地面1.2m处。当噪声源边界与噪声敏感建筑物距离小于1m时，或其他原因致使无法在噪声敏感建筑物室外测量时，应在噪声敏感建筑物室内测量，应在门窗全开状况下，距离地面和其他反射面至少0.5m、距地面1.2m、距窗约1.5m处进行室内噪声测量，并采用比该噪声敏感建筑物所在声环境功能区对应环境噪声限制低10分贝的值作为评价依据。

5.3 确定噪声敏感建筑物的噪声本底值

在噪声监测中环境噪声的本底值监测是一项非常重要的工作。在一般的环境噪声监测中，背景噪声测量和修正要求是:测量环境不受被测声源影响且其他声环境与测量被测声源时保持一致。测量时段与被测声源测量的时间长度相同。注意气象条件对测量结果的影响，注意不同仪器之间的测量不确定度影响。噪声测量值与背景噪声值相差大于10分贝时，噪声测量值不做修正。噪声测量值与背景噪声值相差在3分贝～10分贝之间时，噪声测量值与背景噪声值的差值取整后，按标准中的相关规定进行修正。噪声测量值与背景噪声值相差小于3分贝时，应采取措施降低背景噪声后重新测试。

但在 GB22337-2008标准中，从 31.5Hz到500Hz的倍频程频谱分析结果是否要扣本底并没有明确指出。在实际工作中，仍然必须考虑扣除背景噪声的影响。

(1)当A声级和各频段的倍频程声压级测量值均达标，可不必进行背景噪声测量和修正;当测量值超标，应尽量选择背景声源环境变化比较稳定的情况下测量背景噪声。

(2)如果可疑声源能够停止排放，背景值测量应选择在同一位置，测量时间选择与测量值测量时间间隔较短时测量。当背景噪声比较稳定，起伏小于3分贝时，测量1分钟等效声级;当背景噪声不稳定起伏较大时，应测量较长时间 (5～10分钟)等效声级，并以此作为背景噪声;如果可疑声源间断性开停，可以选择在停机的时段内测量背景噪声。

(3)当上述条件难以满足时，可选择与测量值的测量位置不同，声环境与测量值的位置声环境相似的位置 (背景参考点)测量背景噪声。如可以选择与其邻近，没有受到噪声源污染或没有感觉到噪声影响的房间测量背景噪声。

在某些情况下，存在背景噪声无法测量的情况，如受交通影响大的情况，应在测量时必须统计车流量，如果在声源测量和背景测量监测时，车流情况基本一致，即可认为测量环境一致［7］。

5.4 非营业性活动社会生活低频噪声的测量

GB22337-2008《社会生活环境噪声排放标准》仅适用于对营业性文化娱乐场所、商业经营活动中使用的向环境排放噪声的设备、设施的管理、评价与控制，但对非营业性活动社会生活噪声的测量与评价并不适合。根据我国现有环保领域的噪声监测方法及标准还没有提及此类情况的监测。如果一定要对此类情况进行监测，只能采用GB3096-2008《声环境质量标准》对敏感点的区域环境噪声进行测量，但这是一个环境标准，不是排放标准，监测数据可以作为参考，但却不可作为执法依据［8］。

6 噪声敏感建筑物低频噪声的监测具体实例

6.1 某水泵房环境低频噪声信访监测

家住某地一楼的张先生半年来，一直深受其地下室水泵房低频噪声的影响，故将房地产公司起诉到当地的人民法院，法院为了得到相关的证据，委托某环境监测站对水泵房及张先生家进行低频噪声监测。环境监测站在接到法院委托后立即到现场进行监测，并将数据进行分析，得出评价结果，并提出相应的建议。

监测仪器:AWA6228型多功能噪声分析仪，AWA6221校准器;监测仪器使用前经过计量部门检定。

本案例属噪声源在噪声敏感建筑物内，因此，监测点位应在门窗关闭状况下进行室内噪声测量。首先，关闭楼上住户室内的所有潜在的产生噪声的设备。包括电视、冰箱、电脑、日光灯等。其次，确定监测点位。在张先生家西南卧室A、东南卧室B、北卧室C3个房间、D餐厅、E客厅各监测一个点位，另测水泵房水泵设备声源，共6个点位(测点示意图如图1)，监测时段，分昼夜两个时段进行监测，分别测取相应的实测等效声级、倍频带声压级及背景值，结果见表2(本文仅列举夜间数据进行分析)

图1 某水泵房环境低频噪声信访监测点位图Fig.1 Environmental low-frequency noise monitoring point of a pump plant

表2 夜间水泵房楼上居民房间噪声倍频程谱分析Tab.2 Night noise octave spectrum analysis of the resident room above pump plant (分贝)

从表2可以看出，在用常规分析方法测试居民区室内的噪声时，测出的Leq等效声级都能达标，但是对居民区的室内噪声进行倍频程分析发现，在500Hz频率范围内，大多有超标的情况出现，特别是夜晚超标比较严重。且夜间噪声峰值大多集中在中心频率250Hz的频段上。因水泵房在张先生家西南卧室 (A)垂直下面，因此此房间受低频噪声影响最大，在倍频程中心频率250Hz、500Hz频段上，均已超标，且超标比较严重。

由表2还可以看出，当水泵设备关闭时，测量各个点位各个频段所对应的背景值，西南卧室(A)和餐厅 (D)在31.5Hz中心频率上均出现了背景噪声测量值大于倍频程实测值的现象。西南卧室 (A)在31.5Hz中心频率上倍频程实测值为35.9分贝，背景值为39.2分贝，餐厅 (D)在31.5Hz中心频率上倍频程实测值为37.4分贝，背景值为39.6分贝。出现这种背景值大于实测值或接近实测值的主要原因是外界环境噪声的影响大于或接近于水泵设备噪声的影响。因此，当我们进行噪声测量时，①为了能更准确地反映声源所产生的影响，应尽量选择外界环境噪声影响较小的情况下进行测量;②由于干扰声源影响声场分布不均匀，因此测量低频噪声时，在室内应多设几个测点，进行多次测量，这样能更准确地测出噪声情况;③低频噪声设备灵敏度较高，在测量时，为了数据的准确性，应尽量在较短的时间内读数，一般测量低频噪声的背景值采用瞬时测量值，而不用1分钟测量值。

6.2 某变压器房环境低频噪声信访监测

如图2，某变压器房位于2类小区某栋居民楼前的地面，距离约6m，由于该变压器房没有设置有效的噪声防治措施，该居民反映有持续不断的变压器散热系统发出的“嗡嗡声”影响了其正常的休息。经过布点监测，在变压器房外1m和居民楼前1m分别测得噪声值为45.7分贝和43.2分贝，如果单纯地依据声环境质量标准2类小区夜间标准限值为50分贝，则判定此变压器房的噪声并不超标。但是，在投诉者卧室内设点开窗监测其倍频带声压级得到的监测值如表3所示，却显示个别倍频带声压级有超标。

图2 某变压器房环境噪声信访监测点位图Fig.2 Environmental low-frequency noise monitoring point of a transformer factory

表3 某居民房夜间噪声倍频程谱分析Tab.3 Night noise octave spectrum analysis of a residential room (分贝)

由表3可以看出，2楼卧室其监测值在中心频率125 Hz、250 Hz时，声压级都超过了固体传声的室内噪声倍频带声压级。由此建议对于此类空气传声的低频噪声污染，参照固体传声的室内噪声倍频带声压级标准来执行并且要保证A声级和低频频谱各声段声级同时达标。而且在卧室内设点要保证无其它噪声源干扰的情况下开窗监测其倍频带声压级［9］，以更好地反映噪声污染的真实情况。

7 几个注意的问题

在任何低频噪声投诉的评价工作中，对于低频噪声声压级测量值低于标准限值的地点，不能简单地推断没有低频噪声问题。这种情况下，应检查以下几点:

(1)比较投诉噪声的测量结果与声源的运行状态对应关系，确认测量期间投诉者是否感觉有影响。测量期间投诉者感觉难受位置不能断定，应询问投诉者感觉难受的时间和地点并安排再评估。如果测量数据没有低频噪声的证据，但投诉者断定有难受的感觉，应考虑其他因素;

(2)补充测量次声频谱和中高频噪声频谱，测量不同频段的噪声。确定投诉的噪声频谱分布区间，即使投诉的是低频噪声，引起噪声投诉的原因可能是低于20Hz或高于500Hz频段的噪声。另外，测量人员应要求声学专家的协作。

特别需要指出:在低频噪声评估时考虑个体差异是至关重要的。应了解每一个投诉者对低频噪声的敏感性。监测人员可以要求相关专家的协作，测试每一位投诉者对低频噪声的敏感性。

8 结语

随着社会的不断进步和发展，拥有一个健康、安静、祥和的住宅环境是每一个人的向往和追求。强化对低频噪声的监测工作，是有效解决低频噪声污染纠纷的基础与前提。目前，国标GB22337-2008和GB12348-2008在指导低频噪声监测方面还存在着不足之处，只有针对性地对相应问题采取相应的方法和对策，才能有效保证低频噪声监测的准确性、科学性和有效性，从而为环境管理和环境科研提供科学的依据。

［1］ 朱艺婷，翟国庆，高婷婷，等.低频环境噪声对思维判断能力的干扰影响［J］.环境科学，2008，29(4):1143-1147.

［2］ 陈美丽，何兰波.低频噪声对人体健康的影响［J］.新医学导刊，2008，8(10):55-56.

［3］ 孟苏北.城市住宅区低频噪声对人类健康的危害［J］.中国医药导报，2007，4(35):17-19.

［4］ GB22337-2008，社会生活环境噪声排放标准［S］.

［5］ GB12348-2008，工业企业厂界环境噪声排放标准［S］.

［6］ 王 毅，徐 辉.学习三个新环境噪声标准的体会［J］.中国环境监测，2010，26(1):42-45.

［7］ 李 军，浅谈噪声敏感建筑物的低频噪声监测［J］.科技信息，2011，(23):387-404.

［8］ 郑 俊，张 军.浅析社会生活环境噪声排放标准在社会生活噪声纠纷监测中的应用［J］.中国环境监测，2010，26(3):51-52.

［9］ 毕 勇，低频噪声监测过程中有关问题探讨［J］.环境科学导刊，2012，31(3):102-103.