勐海县城声环境功能区噪声污染状况调查

2020-07-13郑买富孙仕仙邓志华

安徽大学学报（自然科学版） 2020年4期

郑买富，刘丽，孙仕仙，邓志华

(1.西南林业大学生态与环境学院，云南昆明 650233；2.西南林业大学湿地学院，云南昆明 650233； 3.西南林业大学化学工程学院，云南昆明 650233)

伴随着城市建设、交通运输等过程所产生的环境噪声目前已成为危害居民健康的主要污染源之一.随着我国经济发展和城市化进展的加剧，环境噪声问题也越来越突出，投诉率居高不下，且呈逐渐增加趋势，目前噪声污染已成为继大气污染后的第二大公害[1].统计数据表明，2013—2017年间的噪声污染投诉率已经占环境污染总投诉率的43.5%[2].

城市声环境监测类型主要包括区域声环境监测、道路交通声环境监测和功能区声环境监测3种.区域噪声和道路交通噪声由于已有固定的监测和评价方法，开展的研究及成果比较多.相对而言，人们对功能区监测、评价以及污染来源分析等方面的研究较少.所谓的声环境功能区是指根据GB/T15190所划分的城市各类环境噪声适用区.声环境功能区各类别、属性、环境噪声限值等见表1[3].

表1 声环境功能区类别及噪声限值

注：铁路和城市轨道交通(地面)场站、公交枢纽、港口站场、高速公路服务区等具有一定规模的交通服务区域，划为4a类或4b类声环境功能区.

声环境功能区监测是评判一个地区声环境质量的关键性指标.通过对所关注点位昼间和夜间噪声的监测并分析其达标情况，以此了解城市各类功能区声环境质量状况.《环境噪声监测技术规范城市声环境常规监测》(HJ640-2012)明确规定，应按照城市规模确定声环境功能区监测点位数量.城市规模通常主要指城市的人口数量，按市区常住人口确定，功能区监测点位数量对应关系见表2[4].县域尺度一般均属于小城市，即监测点位应大于或等于7个.目前我国声功能区监测存在的主要问题是很多地区监测人员布置的监测点位太少而无法满足现有的管理要求[5].尤其是县级城市，大多没有开展声功能区监测.众所周知，县级城市与大中城市在城市规模、功能用地、城市结构等方面均存在显著差异.因此，对县级城市开展声功能区监测和评价非常重要.

表2 功能区监测点位数量

1 声功能区监测

1.1 点位布设及监测

声功能区布点是噪声监测及评价的基础.应采用对功能区宏观控制的原则，充分考虑各个功能区的环境特点及声源分布特性.监测点位应以敏感点为主，监测结果应贴近居民的主观感受[6].笔者选取著名旅游城市西双版纳州勐海县作为研究对象，在城市建成区内共布设了7个声功能区监测点位.布点详细信息见表3所示.此外，该研究综合分析大气、水质等监测方法，结合噪声的传播特性，创新性地对功能区断面进行监测，分别在每个功能区东、南、西、北4个方位，距功能区监测点位中心20，40，60，80，100 m处布设点位进行断面监测.因工业园区四周均是厂房，噪声源一致，不布设断面监测点位.在监测中，如遇障碍物，测点可适当偏移，声级计与地面平行，距地面高1.2 m，考虑到需要分析距离中心点位的不同距离、不同方位的噪声衰减情况及污染源，监测时传声器指向监测中心的反方向.由于监测人员及声级计有限，监测分点位依次进行，但同一个点位的不同断面同时进行监测.为了确保数据准确性，在雨天及周末不进行监测，且在监测时每5 s记录1个数据，连续记录20 min，最终求取平均值.噪声测量仪器在每次测量前后均应在现场用声校准器进行声校准，其前、后校准示值偏差不应大于0.5 dB，否则测量无效.

表3 勐海县城市区域声功能区监测布点详细信息

1.2 统计分析

对布设的7个功能区点位分别进行连续24 h的监测，为避免监测偶然性等因素造成的实验误差，进行2个季度的连续监测，监测时间为2018年9月和12月.统计分析采用Excel软件和SPSS软件进行.全县各类功能区噪声定期监测数据按式(1)和式(2)分别计算昼间(Ld)和夜间(Ln)平均等效声级[4].断面监测应用Arcgis软件进行分析.

(1)

(2)

其中：Ld为昼间等效声级(dB)；Ln为夜间等效声级(dB)；Li为昼间或夜间小时等效声级(dB).

2 结果分析与评价

2.1 污染状况分析

(1) 1类功能区

1类功能区的昼间和夜间监测结果分别如图1,2所示.

图1 1类功能区昼间噪声监测现状图

图2 1类功能区夜间噪声监测现状图

由图1及t检验可知:昼间，景竜村第三季度噪声均值为56.9 dB，高于1类功能区昼间噪声标准55 dB，但差异性不显著(p>0.05)，景竜村第四季度、检察院第三季度、第四季度噪声均值分别为62.1，57.7，58.7 dB，显著高于1类功能区昼间噪声标准(p<0.05).由图2及t检验可知:夜间，景竜村第三季度噪声均值为49.6 dB，高于1类功能区夜间噪声标准45 dB，但差异性不显著(p>0.05)，景竜村第四季度、检察院第三季度及第四季度噪声均值分别为53.3，53.9，54.6 dB，显著高于1类功能区夜间噪声标准(p<0.05).景竜村昼间第三季度和第四季度分别平均超标1.9，7.1 dB，夜间第三季度和第四季度分别平均超标4.6，8.3 dB.检察院昼间第三季度和第四季度分别平均超标2.7，3.7 dB，夜间第三季度和第四季度分别平均超标8.9，9.6 dB.综合可知，景竜村、检察院昼间、夜间声环境质量较差，达不到1类声功能区昼间和夜间噪声标准.

景竜村第三季度昼间噪声现状折射出典型的村庄生活方式，即7:00左右晨起，此时噪声值达到60.9 dB，随后噪声值降低，10:00—14:00,17:00—20:00分别是午饭、晚饭时间，噪声值出现2个山峰型；第四季度14:00,18:00出现噪声峰值，这主要由于上下班人流量、交通噪声增大所致.检察院第三季度噪声昼间现状在各个时段较为一致，无明显变化，主要是与机关单位办公性质有关，第四季度波动较大，无规律.景竜村夜间第三季度和第四季度噪声变化规律较为一致，23:00—0:00,5:00—6:00均有上升趋势，这主要是此时段有少数人类活动，狗吠声等引起，0:00—5:00噪声逐渐下降，这表示景竜村此时段逐渐进入安静状态.检察院夜间第三季度和第四季度噪声变化均出现先上升后下降再上升的趋势，并且在1:00—2:00出现噪声峰值，这主要是由于检察院毗邻沿河路和南海河，沿河路属于城市次干道，是连接主干路和乡道的重要道路，夜间交通噪声较为严重，南海河河流激荡声也会产生噪音.

(2) 2类功能区

2类功能区的昼间和夜间监测结果分别如图3,4所示.

图3 2类功能区昼间噪声监测现状图

图4 2类功能区夜间噪声监测现状图

由图3及t检验可知：昼间，鑫海花园第三季度及第四季度、志明汽修厂第三季度及第四季度噪声均值分别为55，56.8，55.5，51.8 dB，显著低于2类功能区昼间噪声标准60 dB(p<0.05).象山集贸市场第三季度、第四季度噪声均值分别为62.2，61.8 dB，高于2类功能区昼间噪声标准60 dB，但差异性不显著(p>0.05).由图4及t检验可知：夜间，鑫海花园第三季度、第四季度及象山集贸市场第四季度噪声均值分别为48.3，48.7，48.8 dB，低于2类功能区夜间噪声标准50 dB，但差异性不显著(p>0.05).象山集贸市场第三季度、志明汽修厂第三季度噪声均值分别为50.2，50.6 dB，高于2类功能区夜间噪声标准50 dB，但差异性不显著(p>0.05).志明汽修厂第四季度噪声均值为46 dB，显著低于2类功能区夜间噪声标准(p<0.05).2类声环境功能区的4个监测点位中，声环境质量均较好，仅个别点位环境噪声略高于噪声标准.象山集贸市场昼间第三季度和第四季度分别平均超标2.2，1.8 dB，夜间第三季度仅超标0.2 dB，志明汽修厂仅夜间第三季度超标0.6 dB，2类声环境功能区其余点位和时段均能达到噪声标准.综合可知，鑫海花园、志明汽修厂昼间能达到2类声功能区昼间噪声标准，象山集贸市场昼间声环境质量略高于2类声功能区昼间噪声标准.夜间均能达到2类声功能区夜间噪声标准.

鑫海花园昼间第三季度和第四季度声环境整体均较好，仅在第四季度12:00—13:00噪声超标严重，是因为此时段正处于下班高峰期，小区进出车流量较大.象山集贸市场昼间第三季度和第四季度7:00—19:00噪声均略高于60 dB，19:00以后，噪声有所下降，这是因为象山集贸市场是勐海县大型的购物中心，商品琳琅，叫卖声、交谈声不断，19:00以后，人流量才逐渐减少.志明汽修厂位于勐海县的老城中心，无敏感噪声源，故所测第三季度和第四季度昼间声环境质量均较好.鑫海花园第三季度和第四季度夜间声环境均较好，仅个别时段出现噪声超标情况，是由于交通噪声所致.象山集贸市场夜间在4:00以后噪声出现上升趋势，这是因为摊主摆摊时发出的噪音所致.志明汽修厂第三季度和第四季度夜间声环境均较好，仅个别时段出现噪声超标情况，主要是由于狗吠声所致.

(3) 3类功能区

3类功能区的昼间和夜间监测结果如图5所示.

图5 3类功能区昼间、夜间噪声监测现状图

由图5(左)及t检验可知：昼间，工业园区第三季度、第四季度噪声均值分别为53.9，53.7 dB，显著低于3类功能区昼间噪声标准65 dB(p<0.05).由图5(右)及t检验可知：夜间，工业园区第三季度、第四季度噪声均值分别为47.8，46.3 dB，显著低于3类功能区夜间噪声标准55 dB(p<0.05).综合可知，工业园区昼间和夜间均能达到3类声功能区昼间和夜间噪声标准.

工业园区以茶叶生产加工和汉麻加工为主，茶叶生产工艺流程一般为：杀青→揉捻→解块→烘二青→初干(滚三青)→辉干(滚干)[7]，其中涉及的机械设备主要包括杀青机、分筛机、烘干机、炒干机，其机械设备产生的噪声均较小.汉麻纤维的加工工艺为：通过机械脱胶、闪爆加工去除大部分果胶和木质素，再进行生物脱胶，最后采用液氨处理使纤维变性[8].整套加工工艺也无较大噪声污染.工业园区的各工业企业夜间基本都不进行生产，无机械设备运转产生的噪音，并且工厂职工很少有住宿在厂区内的，故声环境质量极好.

(4) 4类功能区

4类功能区的昼间和夜间监测结果如图6所示.

图6 4类功能区昼间、夜间噪声监测现状图

由图6(左)及t检验可知：昼间，客运站第三、四季度噪声均值分别为59.3，57.6 dB，显著低于4类功能区昼间噪声标准70 dB(p<0.05).由图6(右)及t检验可知：夜间，客运站第三、四季度噪声均值分别为45.3，45 dB，显著低于4类功能区夜间噪声标准55 dB(p<0.05).综合可知，客运站昼间和夜间均能达到4类声功能区昼间和夜间噪声标准.

勐海县客运站运营时间为8:00—19:00，平均每10 min发一辆车，噪声来源主要为汽车启动时发动机运转产生的噪音及旅客交谈声，但均能达到4类声功能区昼间噪声标准，并且19:00以后，噪声骤减.客运站夜间停止运营，并且客运站建筑为封闭庭院式，故声环境质量极好.

2.2 功能区噪声达标率

对功能区2个季度的7个监测点位昼间(6:00—10:00)16 h和夜间(10:00—次日6:00)8 h达标情况进行统计，结果如图7所示.

图7 功能区昼间、夜间噪声达标图

从功能区类别来看，1类功能区的噪声达标率最低，达标率最高的景竜村噪声达标率仅为37.5%.2类功能区达标率比1类区稍好，其中鑫海花园的噪声达标率为93.75%，志明汽修厂的噪声达标率达到100%.3类和4类功能区达标状况最好，均达到100%.从监测时间来看，昼间噪声达标率优于夜间.从监测点位来看，噪声超标点位主要是景竜村、检察院、象山集贸市场，这些点位分别属于村庄、文教办公区及集贸市场.

2.3 污染源来源分析

根据断面噪声监测结果，将测点经度、纬度、噪声值输入Arcgis中，并应用克里金法对噪声进行空间插值处理，生成噪声地图，断面噪声昼间、夜间地图如图8所示.

图8 断面昼间、夜间噪声地图

从图8(左)断面昼间噪声地图可以看出，昼间，景竜村噪声污染源主要来自西侧和北侧，西侧60 m处达到63.4 dB，北侧40 m处达到70.6 dB，原因是北侧毗邻景竜路，是城市主干道，受交通噪声影响严重，西侧功能用地复杂，生活噪声超标严重.此外，景竜村属于勐海县的特大城中村，虽然功能用地主要以居住为主，但是该地商贩众多，人流聚集，加之居民出行主要以噪音极大的摩托车为主和道路年久失修因素，导致噪声居高不下.检察院主要受东侧和南侧的道路交通噪声影响，南侧随距离增加出现噪声先上升后下降的趋势，这是因为道路南北两侧均是办公区域，噪声源主要来自交通噪声.此外，检察院东侧毗邻勐海县第一中学，学生集体朗读声、嬉戏声也会造成噪声污染.鑫海花园噪声污染主要来自西侧，并且随距离增加噪声逐渐增大，在100 m处达到70.6 dB，这是因为鑫海花园西侧为214国道，噪声受过往车流量影响.象山集贸市场监测范围噪声污染随距离增加噪声逐渐衰减，这是因为象山集贸市场位于噪声污染源的核心区.志明汽修厂声环境较好，各个方位断面均未出现噪声超标情况.客运站的东侧、西侧、北侧在60 m内噪声均较大，而南侧噪声较小，这是因为北侧是售票厅，东、西、北侧受旅客交谈噪声影响严重，南侧是停车场，噪声较小，东侧随距离增加噪声加大而西侧相反，这是因为东侧毗邻道路，西侧是安静的小区.

从图8(右)断面夜间噪声地图可以看出，夜间，景竜村噪声污染源主要来自西侧，是因为西侧有一个大型露天烧烤城，烧烤文化在勐海县极其浓烈，并且有超过1/3的食客会持续到夜间2:00—3:00，而划拳、喝酒更是当地吃烧烤的标配.烧烤城在早上又用于贩卖蔬菜，摊主都会提前摆摊，致使噪声在整个夜间均超过55 dB.检察院受东侧交通噪声影响较大，在60 m处最大，达到56.8 dB.东侧为茶厂路，是通往茶厂工业园区和各乡镇的主干道，夜间货车车流量增大，导致噪声增大.鑫海花园无明显噪声源，象山集贸市场噪声污染源主要来自东侧的交通噪声和西侧的烧烤营业噪声，均在80 m处噪声最大，分别达到58.7，60.2 dB.志明汽修厂位于老城片区，南侧是曼贺村，无明显噪声源.客运站声环境良好，无噪声污染发生.

2.4 布点合理性分析

从功能区及断面监测结果可以看出，1类功能区所监测点位存在噪声超标现象.究其原因，景竜村布点西侧有一个最大的噪声污染源，即露天烧烤城，且西侧紧临2类声环境功能区，功能用地复杂，所以此处无法代表景竜村的声环境现状，说明此点布设不太合理，在以后的监测中应该另选点位，并且应与区域噪声监测相结合的方式进行监测，相关行政主管部门也应加强环境监管，若后期每年例行监测仍超标或有较多噪声投诉案件，应考虑将其调整为2类功能区；检察院由于离道路太近，受到道路交通噪声干扰，此处已经无法满足相应的声功能区域，因此此处应该调整其相应的功能区类别，按照《城市区域环境噪声适用区划分技术规范》(GB/T 15190-2014)的区划原则及方法[9]，应将检察院调整为2类声环境功能区.2类和4类声环境功能区范围内布设的点位都较合理，能满足测定要求.3类声环境功能区监测结果显示声环境较好，这主要与勐海县工业园区的特殊性有关，因为勐海县是云南省第一产茶大县[10]，工业园区内茶厂初制所有上千家，而茶厂噪音很小，并且夜间不生产，员工也很少有留宿现象，使得工业园区夜间变成了一个“空城区”，布点反映了工业园区的整体声环境状况，布点合理.