5,物理污染监测技术
崔兆杰
2004,6
5,物理污染监测技术
? 噪声污染监测
? 振动污染监测
? 电磁污染监测
? 放射性污染监测
5.1 噪声污染监测技术
? 噪声危害,
? 环境噪声污染干扰人们的正常工作、生活和休
息，严重时甚至影响人们的身体健康，
? 如心血管系统疾病、神经系统疾病、内分泌系
统疾病等，噪声还可使人暂时性或永久性
? 失聪，即所谓的噪声性耳聋。噪声可使办公效
率降低，产品质量下降，房地产贬值，在
? 特定条件下，噪声甚至成为社会不稳定因素之
一
5.1.1 噪声污染机理及量度
? 从广义来说，凡是人们不愿听的声音以及
对人的休息、学习和工作有干扰的声音都
是噪声
? 狭义讲噪声是一些杂乱无章的无序声音。
如机械的摩擦声、交通车辆的噪杂声和公
共场所的喧闹声等，这种声音听起来不舒
服甚至使人感到厌烦
? 噪声的持点是波形复杂而无规律
5.1.1 噪声污染机理及量度
1,声压的分贝标度 —— 声压级
? 人耳对声音的感觉和声学仪器的测量，都
是对声压变化的反映。所以在实际测量中
就需要一种量度这种变化的简便标度
? 声压的分贝标度叫做声压级，用 Lp表示。
声压级的定义可用数学式表示,
5.1.1 噪声污染机理及量度
2,多声压级的合成
5.1.1 噪声污染机理及量度
? 查表法
5.1.2 噪声频谱及分析
? 声压级为纵坐标，
频率为横坐标绘
制成的噪声特性
曲线为噪声频谱
图
? 噪声频谱能形象
地反映出声音的
频率分仑和声级
大小的关系
5.1.3 噪声测量仪器
? 测量噪声的常用仪器有
? 声级计
? 频谱分析仪
? 自动记录仪
? 磁带录音机
5.1.3 噪声测量仪器
1,声级计
? 声级计是测量噪声的基本仪器
? 组成：传声器、放大器、计权网络和有效
值检波器
? 原理：声压大小经传声器后转换成电压讯
号，此讯号经前置放大器放大后，最后从
显示仪表上指示出声压级的分贝数值
? 根据设计精密度和测定范围的不同，声级
计分为普通型和精密测两种
5.1.3 噪声测量仪器
5.1.3 噪声测量仪器
① 传声器
? 传声器又称话筒，是将声压转变为电压
的换能元件
? 优质的传声器应满足如下要求：灵敏度
高、工作稳定；频率响应特性平直、位
相畸变小；受外界环境 (如温度、湿度、
振动、电磁波等 )影响小；动态范围大
? 根据换能原理和结构的不同，常用的传
声器分为电容式、压电式和动圈式三种
5.1.3 噪声测量仪器
5.1.3 噪声测量仪器
② 放大器
? 放大器是声级计和频谱分析仪内部放大
电讯号的电子线路
? 用于声级测量的放大器应满足下面几个条件：
? 要有足够大的增益而且稳定
? 频率响应特性要平直
? 在声频范围 (20一 20000Hz)内要有足够的
动态范围
? 放大器的固有噪声要低；耗电量小
5.1.3 噪声测量仪器
③ 计权网络
? 它是由电阻和电容组成的，具有特定频率响应
的滤波器，它能使欲测定的频带顺利地通过，
而把其它频率的波尽可能地除去
④ 有效值检波器
? 声级计中，由放大器输出的都是交流讯号，为
取得推动指示仪表的直流讯号，在声级计中还
没有检波器
⑤ 指示器
? 声级计的指示方式有两种，即电表指示和数字
显示，目前生产的声级计大部分采用电表指示
5.1.3 噪声测量仪器
2,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。但是频谱分析仪中，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 (决定于频程数 M)进行测量
3,自动记录仪
? 自动记录仪与声级计或频谱分析仪联合使用时，可以连续
测量、记录声级与频谱，并能将噪声随时间的变化情况记
录下来，所以它能给噪声测量和研究带来很大的方便
4,磁带录音机
? 用于录制噪声的录音机，与家用录音机不同，应具有：频
率响应特性平直、线性动态范围宽、信噪噪比大等特点。
同时不能有自动电平控制电路
5.1.4 噪声测量技术
1,城市环境噪声的测点选择
? 城市环境噪声的监测，大体可分为普查性监测、例行监测和交通噪声
的监测
? 在作噪声普查时，可将全市划分为 500m× 500m的网格，测点选在每
个网格的中心 (在城市地图上用作网格的办法决定 )，网格数目一般不少
于 100个，也可根据实际情况决定，但不宜过少。如果城市较小，网格
间距也可小一些，例如采用 250mx 250m划分网格。无论用什么距离
划分网格，若网格中心受建筑物、污沟和禁区等影响而不宜测量时，可
移至该点附近可进行测量的位置
? 进行长期性例行监测时，测点数目要少得多，但一般希望木少于 7个。 7
个点的位置可按下列区域布设：繁华市区一点；典型居民区一点；交通
干线两点；工厂区一点；混合区两点
? 在进行城市交通噪声的监测时，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，一般离马路边沿 20cm
5.1.4 噪声测量技术
2,工厂车间内的测点
? 车间内部的测点，要根据车间大小和声级波动情
况选择。若车间较小且车间内各处的 A声级的差
别不大时 (小于 3dB)，只在车间内选择 1— 3个测
点；若车间较大旦车间内各处 A声级的差别较大
时 (大于 3dB)，则要技声级大小将车间划分为着
干个区域，每个区域应包括工人经常活动和工作
的地方，任意两个区域的 A声级差应大于 3dB，
每个区域内设 1个测点
5.1.4 噪声测量技术
3,噪声源的测点
① 扰民噪声源的测点
? 选点时，把每个工厂看作一个噪声源，在一个
工厂边界线外 1m的周围路线上选择若干个测
点。如果两个或几个工厂相连成工业小区，则
可在小区周围路线外 1m处选择几个测点。每
个测点问的噪声平均声级相差幅度为 5dB
② 单台机械噪声源的测点
? 测量这类机械噪声的选点原则是：尽可能接近
发声的机器，使机器的直达声远大于背景噪声
和反射声
5.1.4 噪声测量技术
4,测量时间和气候条件的选择
? 测量时间分白天和夜间，白天测量可选在上午 8：
00一 12,00或下午 14,00— 18,00，夜间测
量应选在晚上 22,00对至凌晨 5,00时进行
? 对气候条件的选择，在没要求在有雨、有雷的特
殊条件下测量时，一般在无雨、无雪的天气进行，
以减除气候条件的影响，因风力大小等都直接影
响噪声测量结果
? 对车间和机械噪声源的测量。一般用不着选择测
定时间和气候条件，在车间进行正常生产作为噪
声源的机器开动后，随时可进行测量
5.1.4 噪声测量技术
5,噪声干扰因素的消除
① 反射声的消除
? 当测量现场附近的物体的尺寸大于声波的波长时，物体
就会对声波产生反射。为避免反射声对测量的影响，应
使这种物体远离声源及传声器或在选择测点时尽可能使
噪声源的直达声大于反射声 10dB以上，在这种情况下
反射声的叠加就可忽略不计
② 风力影响的消除
? 室外的测量工作，最好在无风大气进行。当风力小于 3
级时，也可以用防风罩罩住传声器进行测量。待测噪声
的强度不高而风力超过 3级时，则不宜进行测量
5.1.4 噪声测量技术
③ 颤动噪声的消除
? 倍频程声压级在 120dB以上的强噪声、可能引起测量器机壳
的振动，这种振动传导给传声器会引起颤噪声，为避免颐噪声
的干扰，可将测量仪器与噪声场隔离
④ 背景噪声的消除
? 背景噪声 (也称本底噪声 )是指被测噪声派停止发声时，在同一
位置上所测得环境噪声。在测量时，背景噪声也会叠加在被测
噪声之中，但影响程度有所不同。若被测噪声各频带的声压级
大于背景噪声声压级的 10dB时，背景噪声的影响可以忽赂不
计。若两者的差值小于 10dB时，则要按表 5— 5进行背景噪声
的修正，即从测得值中扣除背景值
5.1.4 噪声测量技术
6,测量数据的处理与表达
5.1.4 噪声测量技术
5.1.4 噪声测量技术
5.1.4 噪声测量技术
5.2 振动污染监测技术
5.2.1 振动污染机理及量度
? 所渭环境振动是指特定环境条件引起的所有振动，通常是
由远近许多振动源产生的振动组合
? 能使人感觉到的最小振动称为振动感觉阀
? 环境振动的主要特征,
? 频率低，其作用范围为 1— 80Hz，人体对 20Hz以下的振动
最为敏感
? 振动强度低，一般 10-3m/S2的微弱振动就可以被人们感知。
对于环境振动，只要人们感觉到，就会造成不良影响
? 振动方向分为垂直方向 (z方向 )和两个水平方向 (x,y方
向 )．人对垂直方向的振动最敏感
? 量度振动的物理量主要有频率、强度、振动方向和暴露时
间
5.2.2 振动测量仪器
? 环境振动的测量仪器称为振级计。振级计是指一
种符合有关国际标准的，专门用来测量振动对人
体影响的测振仪器。
? 环境公害振动测量设备一般由下列部分组成：传
感器 (拾振器 )。放大器、振幅或振级指示器 (记录
器 )、滤波器、频谱分析器
5.2.2 振动测量仪器
1,压电式加速度计
? 环境振动的量值表示有位移、速度、加速度、普
遍采用加速度值表示，因此，一般用于环境振动
的是压电式加速度计
? 特点：
? 具有宽的频响和测量范围
? 谐振频率高
? 体积小、重量轻
? 灵敏度高
? 坚固
5.2.2 振动测量仪器
2,公害测振仪
? 公害振动与机器振动相比，其显著特点是
振动强度小，频率低
? 目前，用于人体振动的公害测振仪 — 振级
计是根据 IS02631附录和 ISO／ D15349
来实现的
? 频率计权特性
? 时间计权特性
5.2.3 振动监测技术
? 振动的测量技术核心是如何用实地测量或模拟试
验的方法来观察、研究振动系统的振动特性，如
位移、速度或加速度的幅值、频率、相位、振动
方式的频谱等
? 振动测量可以用位移、速度或加速度表示
? 环境振动的测量一般测量 1— 8Hz范围内的振动，
要在 x,y,z三个方向分别测量
? 在振动测量中最广泛应用的是压电加速度计
? 优点：体积小，重量轻、频响宽、稳定性好、坚固
? 频率宽度,0.01Hz一 100kHz
5.2.3 振动监测技术
? 使用时注意：
1)加速度计的下限额率因低到几赫，甚至百分之儿赫，故后面
的放大，分析仪器必须满足低频要求
2)加速度计须妥帖，牢固地安装在被测物件上
3)要考虑加速度计本身质量的影响问题
4)调节声级计的下限截止频率
5)应配用不同序号的衰减器刻度盘
6)振动的绝对值的表盘刻度在声学量刻度的反面
7)计权网络开关置于线性，并加接低通滤波器，或用外接滤波
器来进行频率分析
8)避免环境中的强电磁场和温度剧变的影响
9)放置在混凝上、金刚板等坚硬面上时，不得晃动，表面易滑
时，使用橡皮泥粘牢；放置在如沥清面的坚硬地面时，轻轻
地放稳即可，要避开草地、田地等柔软的地表面，不得已时，
应先除草，并将土地充分踩实后放置
5.2.3 振动监测技术
对环境振动测量的数据分析整理及布点问题，注意：
? 修正本底振动影响
? 各种振动类型的读数方法 P
? 稳态振动：每个测点测量 — 次，取 5s内的平均值
? 冲击振动：以最大值 10个值的算术平均值作为振动级的
读数
? 随机振动：作为随机事件，读取按某时间间隔区分的瞬
时值，再从中推导出统计数值的方法
? 间歇振动：原则是不分上行和下行列车，对连续通过的
20辆列车读取该处每次通过列车的峰值振级
5.2.3 振动监测技术
? 环境振动测量布点：
? 室内振动：在室内居中位置选择一个测点，在一般情况下室
内较为窜旷的地方是否居中位置
? 室外振动：在受干扰的城郊居住区、机关、学校、医院等环
境，在室外距建筑物外墙 1m处选择测点．对于建筑稠密区
的测点，距外墙距离可缩短到 0.5m
? 工厂厂界振动．在工厂法定边界线上布置测点，若工厂有围
墙，则在围墙外 1m处布点
? 铁路振动：距铁路中心线 7,5m处选择测点、若要掌损铁路
振动传播规律和影响，则在 15m,30m处加布测点
? 交通干线振动：应在公路便道上距公路边缘 0.5m处 (距路 n
距离应大于 50m)选择测点、若掌握公路振动传播及影响，
则在距边缘 2.5m,5m,10m处加布测点
? 建筑施工振动：应在规定的工地边界上选择测点
5.2.3 振动监测技术
? 测量条件
①测量时间；白天是上午 8,00一 11,00；下午是 2：
00一 5,00
② 测点应避开松软地面，传感器必须牢靠地放置在坚实的
地向上
③振动测量应避开其它环境因素，如温度剧变、电磁场、
强风、地震等因素干扰
? 测量数据记录和整理
? 要填写环境振动测量记录表，并要画出, 测点分布示
意图,,在图上标出测点与主要振动源的相对方位相
距离，测点周围的环境条件
5.3 电磁污染监测技术
? 电磁辐射 (Electromagenetic Radiation)，就是
能量以电磁波的形式通过空间传播的现象
? 电磁辐射对机体的损伤主要是由于大量热能沉积引
起的生理功能紊乱和病理变化等生物效应而造成的
症状为记忆力衰退、失眠、多梦、脱发、乏力、头
昏、月经不调等
5.3.1 电磁辐射监测仪器
? 测量仪器根据测量目的分为非选频式宽带
辐射测量仪和选频式辐射测量仪
1,非选频式宽带辐射仪原理
? 偶极子和检波二极管组成探头
? 由三个正交的 2一 10cm长的偶极子天线，
端接肖特基检波二极管,RC滤波器组成
? 检波后的直流电流经高阻传输线或光缆送
入数据处理和显示电路
5.3.1 电磁辐射监测仪器
? 热电偶型探头
? 采取三条相互垂直的热电偶结点阵作电场测量探头，
提供了和热电偶元件切线方向场强平方成正比的直流
输出
? 磁场探头
? 由三个相互正交环天线和二极管,RC滤波元件、高阻
线组成，从而保证其全向性和频率响应
? 对电性能的要求：
? 各向同性误差＜土 1dB
? 系统频率响应不均匀度＜土 3dB
? 灵敏度,0.5V／ m
? 校准精度：土 0.5dB
5.3.1 电磁辐射监测仪器
2,选频式辐射仪原理
? 用于环境中低电乎电场强度、电磁兼容、电磁干扰测量
? 场强仪 (干扰场强仪 )
? 待测场的场强值,E(dBμV/m)＝ K(dB)十 Vγ(dBμV)十
L(dB)
? 频谱仪测量系统
? 这种测量系统工作原理和场强仪一致，只是用频谱仪作接收
机，此外频谱仪的 dBm读数须换算成 dBμv G对 50Ω系统，
场强值为,E(dBμV/m)＝ K(dB)十 A(ABm)十
107(dBμV)十 L(dB)
? 微波测试接收机
? 用微波接收机、接收天线也可以组成环境监测系统
5.3.2 电磁辐射污染源监测方法
1,监测的环境条件选择
? 应符合行业标准和仪器标准中规定的使用
条件。测量记录表应注明环境温度、相对
湿度。
? 可使用各向同性响应或有方向性电场探头
或磁场探头的宽带辐射测量仪。
? 测量仪器工作频带应满足待测场要求，仪
器应经计量标准定期鉴定
5.3.2 电磁辐射污染源监测方法
2,测量时间和位置的确定
? 在辐射体正常工作时间内进行测量，每个测点连续测 5次，
每次测量时间不应小于 15s，并读取稳定状态的最大值
? 若测量读数起伏较大时，应适当延长测量时间
? 测量位置取作业人员操作位置，距地面 0.5,1.7m三个部
位
3,数据处理及分析评价
? 求出每个测量部位平均场强值 (若有几次读数 )。
? 根据各操作位置的互值 (H,Pd)按国家标准, 电磁辐射防
护规定, (GB8702— 88)或其它部委制定的, 安全限值,
作出分析评价
5.3.3 一般环境电磁辐射监方法
1,监测点位的布设方法
① 典型辐射体环境测量布点
? 对典型辐射体，以辐射体为中心，按间隔 45℃
的八个方位为测量线，每条测量线上选取距场
源分别 50,50,100m等不同距离定点测量，
测量范围根据实际情况确定
② 一般环境测量布点
? 对整个城市电磁辐射测量时，根据城市测绘地
图，将全区划分为 lkm× 1km或 2km× 2km小
方格，取方格中心为测量位置
5.3.3 一般环境电磁辐射监方法
2,监测仪器的选定
① 非选频式辐射测量仪
? 具有各向同性响应或有方向性探头的宽带辐射
测量仪属于非选频式辐射测量仪，有有方向性
探头时，应调整探头方向以测出最大辐射电平
② 选频式辐射测量仪
? 各种专门用于 EMI测量的场强仪，干扰测试接收
机，以及用频谱仅、接收机、天线自行组成测
量系统经标准场校准后可用于此目的
5.3.3 一般环境电磁辐射监方法
3,监测条件的选择
? 测量高度：取离地面 1.7— 2m高度。也可根据不
同目的，选择测量高度。气候条件应符合行业标
准和仪器标准中规定的使用条件。测量记录表应
注明环境温度、相对湿度。
? 测量频率：取电场强度测量值＞ 50dBμV／ m的
频率作为测量频率
? 测量时间，基本测量时间为 5,00一 9,00,11：
00— 11,00,18,00一 23,00城市环境电磁
辐射的高蜂期。若 24小时昼夜测量，昼夜测量点
不应少于 10点，测量间隔时间为 1h，每次测旦
观察时间不应小于 15s，若指针摆动过大，应适
当延长观察时间
5.3.3 一般环境电磁辐射监方法
4,数据处理、制图评价
? 如果测量仪器读出的场强瞬时值的单位为分贝 (dBμv／ m)，
则先按下列公式换算成 v／ m为单位的场强
? 绘制污染图
? 绘制：频率 — 场强、时间 — 场强、时间 — 频率、测量位 —
总场强值等各组对应曲线。典型辐射体环境污染图、居民
区环境污染图等
5.4 放射性污染监测技术
5.4.1 放射性及核衰变机理
? 放射性是具有不稳定原子核元素的一种特
性，这种核子的自发转换和随之引起本身
物理和化学性质改变的现象，称为放射性
? 各种同位素的原子核分为两类：一类是能
够稳定存在的稳定原子核；另一类则属于
不稳定的同位素。此类核素能自发地放射
出。 α,β射线 (带电粒子 )和 γ射线 (不带电
粒子 )，这种现象称为, 核衰变,
5.4.1 放射性及核衰变机理
1,α衰变
? 放射性核亲自发地放射 α粒子而变成另一种新的核素．称
为 α衰变
2,β衰变
① β-衰变
? 放射性核亲自发地放射 β-粒子的过程称作 β-衰变。在 β-
哀变过程中，原子核中有一个中于转变为质子，同时放
出一个 β-粒子和中微子
② β+衰变
? β+衰变指放射性核素自发的放射 β+粒子的过程。 β+粒
子本质上就是正电子。它除电荷符号与 β-粒子不同外，
其性质基本相同。在 β+衰变过程中。原子核内一个质子
转变成一个电子，并放射出 β-粒子和中微子
5.4.1 放射性及核衰变机理
③ γ衰变
? 当子核从较高能级的激发态跃迁到较低能级的
激发态或基态时，所放射的电磁辐射就是 γ射线
④ 电子俘获
? 不稳定原子核俘获一个核外轨道电子的衰变称
为电子俘获
? 该过程使核中的一个质子转变成中于并放出一
个中微子，即子核的原子序数减少 1
5.4.2 放射性的度量单位
1,放射性活度 (A)
? 放射性活度 (强度 )反映某种放射性核京的数量值
? 该量值的大小与核衰变相关
? 活度指放射性物质在单位时间内所发生的核衰变的数目
? A=dA/dt
? 活度单位为贝可勒尔，简称贝可 (Bq)
2,吸收剂量 (D)
? 吸收剂量是反映物体对辐射能量的吸收状况,是指电离辐射
给予一个体积单元中物体的平均能量 de除以该体积单元中
物质的质量 dm所得商，即,D=de/dm
? 吸收剂量单位为戈瑞 (Gy)
5.4.2 放射性的度量单位
3,剂量当量 (H)
? 表征所吸收辐射能量对人体可能产生的危害情况。
H是指在人体组织内某一点上的剂量当量等于吸
收剂量与其它修正因素的乘积，其单位为希沃特
(Sv)。 1Sv＝ 1J／ Kg,关系式如下,H=DQN
4,照射量 (X)
? 是指在一个体积单元的空气中 (质量为 dm)，由
光子释放的所有电子负电子和正电子 )在空气中
全部被阻时，形成的离子总电荷的绝对值 (负电
子或正电子,X=dQ/dm
5.4.3 放射性的来源及进入人体的途径
1,天然放射性来源
① 宇宙射线
? 宇宙射线是一种从宇宙空间辐射到地球表面的射线，它
由初级宇宙射线和次级宇宙射线组成
② 天然放射性核素
? 宇宙射线产生的放射性核素
? 中等质量的天然放射性核素
? 重天然放射性核素
③ 天然本底辐射对人体造成的总剂量率
? 自然环境中本来存在着的宇宙射线和天然放射性物质，
统称为天然放射性本底，它是判定环境是否受到放射性
污染的基游
5.4.3 放射性的来源及进入人体的途径
2,人工放射性来源
① 核试验
? 核试验产生的放射性核素有核裂变产物和中子活化产物
② 核工业及其他
③ 人类在环境中受到的辐射总剂量
5.4.3 放射性的来源及进入人体的途径
3,放射性进入人体的途径
(1)呼吸道进入：由呼吸道吸入的放射性物质。
其吸收程度与气态物质的性质和状态有关。难
溶性气溶胶吸收较慢，可溶性较快。气溶胶粒
径越大，在肺部的沉积越少．气溶胶被肺泡膜
吸收后，可直接进入血液流向全身。
(2)消化道食入：食入的放射性物质由肠胃吸收
后，经肝脏随血液进入全身。
(3)皮肤或粘膜侵入：可溶性物质易被皮肤吸收，
由伤口侵人的污染物吸收率极高
5.4.4 放射性监测仪器
1,电离探测器
? 电离探测器是利用气体电离特性的探测器
2,闪烁探测器
? 基于激发特性的探测器
3,半导体探测器
4,照相乳胶曝光法
5.4.5 放射性监测
1,采样和监测频率
? 监测频率应依环境受污染的情况而定，常规监测可一年两
次或每季度一次。若监测排放源对环境污染情况时，则可
根据排放的变化情况、放射性核素的半衰期、环境介质稳定情况及统计学的要求而定
? 放射性样品的采集：
? 放射性气体的采集：
? 固体吸附法
? 液体吸收法
? 冷凝法
? 放射性气溶胶的采集
? 采集方法有过滤法、沉积法、粘着法、撞击法和向心法等
? 放射性水样的采集
? 放射性水样的布点、采样原则与水质污染监测基本相同
5.4.5 放射性监测
2,放射性气溶胶监测
(1)直接法：将经过拍气过滤法采集到的气溶胶
滤膜直接放在与面积同样大小的计数管窗口下
测量，或者将滤膜剪裁成与计数管窗口同样大
小的面积进行测量
(2)灰化法：将采集到的滤膜置于瓷柑蜗内。于
高温炉内 500℃ 灰化，测量灰分放射性强度
(3)有机溶剂提取法：采用丙酮或乙酸乙酯抽提，
然后使有机溶剂挥发。测量残渣放射性强度
5.4.5 放射性监测
3,放射性气体监测
? 空气中 3H的测量
? 放射性 131I的测量
? 大气中放射性 222Rn的测量
? 水中 226Ra的测定
崔兆杰
2004,6
5,物理污染监测技术
? 噪声污染监测
? 振动污染监测
? 电磁污染监测
? 放射性污染监测
5.1 噪声污染监测技术
? 噪声危害,
? 环境噪声污染干扰人们的正常工作、生活和休
息，严重时甚至影响人们的身体健康，
? 如心血管系统疾病、神经系统疾病、内分泌系
统疾病等，噪声还可使人暂时性或永久性
? 失聪，即所谓的噪声性耳聋。噪声可使办公效
率降低，产品质量下降，房地产贬值，在
? 特定条件下，噪声甚至成为社会不稳定因素之
一
5.1.1 噪声污染机理及量度
? 从广义来说，凡是人们不愿听的声音以及
对人的休息、学习和工作有干扰的声音都
是噪声
? 狭义讲噪声是一些杂乱无章的无序声音。
如机械的摩擦声、交通车辆的噪杂声和公
共场所的喧闹声等，这种声音听起来不舒
服甚至使人感到厌烦
? 噪声的持点是波形复杂而无规律
5.1.1 噪声污染机理及量度
1,声压的分贝标度 —— 声压级
? 人耳对声音的感觉和声学仪器的测量，都
是对声压变化的反映。所以在实际测量中
就需要一种量度这种变化的简便标度
? 声压的分贝标度叫做声压级，用 Lp表示。
声压级的定义可用数学式表示,
5.1.1 噪声污染机理及量度
2,多声压级的合成
5.1.1 噪声污染机理及量度
? 查表法
5.1.2 噪声频谱及分析
? 声压级为纵坐标，
频率为横坐标绘
制成的噪声特性
曲线为噪声频谱
图
? 噪声频谱能形象
地反映出声音的
频率分仑和声级
大小的关系
5.1.3 噪声测量仪器
? 测量噪声的常用仪器有
? 声级计
? 频谱分析仪
? 自动记录仪
? 磁带录音机
5.1.3 噪声测量仪器
1,声级计
? 声级计是测量噪声的基本仪器
? 组成：传声器、放大器、计权网络和有效
值检波器
? 原理：声压大小经传声器后转换成电压讯
号，此讯号经前置放大器放大后，最后从
显示仪表上指示出声压级的分贝数值
? 根据设计精密度和测定范围的不同，声级
计分为普通型和精密测两种
5.1.3 噪声测量仪器
5.1.3 噪声测量仪器
① 传声器
? 传声器又称话筒，是将声压转变为电压
的换能元件
? 优质的传声器应满足如下要求：灵敏度
高、工作稳定；频率响应特性平直、位
相畸变小；受外界环境 (如温度、湿度、
振动、电磁波等 )影响小；动态范围大
? 根据换能原理和结构的不同，常用的传
声器分为电容式、压电式和动圈式三种
5.1.3 噪声测量仪器
5.1.3 噪声测量仪器
② 放大器
? 放大器是声级计和频谱分析仪内部放大
电讯号的电子线路
? 用于声级测量的放大器应满足下面几个条件：
? 要有足够大的增益而且稳定
? 频率响应特性要平直
? 在声频范围 (20一 20000Hz)内要有足够的
动态范围
? 放大器的固有噪声要低；耗电量小
5.1.3 噪声测量仪器
③ 计权网络
? 它是由电阻和电容组成的，具有特定频率响应
的滤波器，它能使欲测定的频带顺利地通过，
而把其它频率的波尽可能地除去
④ 有效值检波器
? 声级计中，由放大器输出的都是交流讯号，为
取得推动指示仪表的直流讯号，在声级计中还
没有检波器
⑤ 指示器
? 声级计的指示方式有两种，即电表指示和数字
显示，目前生产的声级计大部分采用电表指示
5.1.3 噪声测量仪器
2,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。但是频谱分析仪中，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 (决定于频程数 M)进行测量
3,自动记录仪
? 自动记录仪与声级计或频谱分析仪联合使用时，可以连续
测量、记录声级与频谱，并能将噪声随时间的变化情况记
录下来，所以它能给噪声测量和研究带来很大的方便
4,磁带录音机
? 用于录制噪声的录音机，与家用录音机不同，应具有：频
率响应特性平直、线性动态范围宽、信噪噪比大等特点。
同时不能有自动电平控制电路
5.1.4 噪声测量技术
1,城市环境噪声的测点选择
? 城市环境噪声的监测，大体可分为普查性监测、例行监测和交通噪声
的监测
? 在作噪声普查时，可将全市划分为 500m× 500m的网格，测点选在每
个网格的中心 (在城市地图上用作网格的办法决定 )，网格数目一般不少
于 100个，也可根据实际情况决定，但不宜过少。如果城市较小，网格
间距也可小一些，例如采用 250mx 250m划分网格。无论用什么距离
划分网格，若网格中心受建筑物、污沟和禁区等影响而不宜测量时，可
移至该点附近可进行测量的位置
? 进行长期性例行监测时，测点数目要少得多，但一般希望木少于 7个。 7
个点的位置可按下列区域布设：繁华市区一点；典型居民区一点；交通
干线两点；工厂区一点；混合区两点
? 在进行城市交通噪声的监测时，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，一般离马路边沿 20cm
5.1.4 噪声测量技术
2,工厂车间内的测点
? 车间内部的测点，要根据车间大小和声级波动情
况选择。若车间较小且车间内各处的 A声级的差
别不大时 (小于 3dB)，只在车间内选择 1— 3个测
点；若车间较大旦车间内各处 A声级的差别较大
时 (大于 3dB)，则要技声级大小将车间划分为着
干个区域，每个区域应包括工人经常活动和工作
的地方，任意两个区域的 A声级差应大于 3dB，
每个区域内设 1个测点
5.1.4 噪声测量技术
3,噪声源的测点
① 扰民噪声源的测点
? 选点时，把每个工厂看作一个噪声源，在一个
工厂边界线外 1m的周围路线上选择若干个测
点。如果两个或几个工厂相连成工业小区，则
可在小区周围路线外 1m处选择几个测点。每
个测点问的噪声平均声级相差幅度为 5dB
② 单台机械噪声源的测点
? 测量这类机械噪声的选点原则是：尽可能接近
发声的机器，使机器的直达声远大于背景噪声
和反射声
5.1.4 噪声测量技术
4,测量时间和气候条件的选择
? 测量时间分白天和夜间，白天测量可选在上午 8：
00一 12,00或下午 14,00— 18,00，夜间测
量应选在晚上 22,00对至凌晨 5,00时进行
? 对气候条件的选择，在没要求在有雨、有雷的特
殊条件下测量时，一般在无雨、无雪的天气进行，
以减除气候条件的影响，因风力大小等都直接影
响噪声测量结果
? 对车间和机械噪声源的测量。一般用不着选择测
定时间和气候条件，在车间进行正常生产作为噪
声源的机器开动后，随时可进行测量
5.1.4 噪声测量技术
5,噪声干扰因素的消除
① 反射声的消除
? 当测量现场附近的物体的尺寸大于声波的波长时，物体
就会对声波产生反射。为避免反射声对测量的影响，应
使这种物体远离声源及传声器或在选择测点时尽可能使
噪声源的直达声大于反射声 10dB以上，在这种情况下
反射声的叠加就可忽略不计
② 风力影响的消除
? 室外的测量工作，最好在无风大气进行。当风力小于 3
级时，也可以用防风罩罩住传声器进行测量。待测噪声
的强度不高而风力超过 3级时，则不宜进行测量
5.1.4 噪声测量技术
③ 颤动噪声的消除
? 倍频程声压级在 120dB以上的强噪声、可能引起测量器机壳
的振动，这种振动传导给传声器会引起颤噪声，为避免颐噪声
的干扰，可将测量仪器与噪声场隔离
④ 背景噪声的消除
? 背景噪声 (也称本底噪声 )是指被测噪声派停止发声时，在同一
位置上所测得环境噪声。在测量时，背景噪声也会叠加在被测
噪声之中，但影响程度有所不同。若被测噪声各频带的声压级
大于背景噪声声压级的 10dB时，背景噪声的影响可以忽赂不
计。若两者的差值小于 10dB时，则要按表 5— 5进行背景噪声
的修正，即从测得值中扣除背景值
5.1.4 噪声测量技术
6,测量数据的处理与表达
5.1.4 噪声测量技术
5.1.4 噪声测量技术
5.1.4 噪声测量技术
5.2 振动污染监测技术
5.2.1 振动污染机理及量度
? 所渭环境振动是指特定环境条件引起的所有振动，通常是
由远近许多振动源产生的振动组合
? 能使人感觉到的最小振动称为振动感觉阀
? 环境振动的主要特征,
? 频率低，其作用范围为 1— 80Hz，人体对 20Hz以下的振动
最为敏感
? 振动强度低，一般 10-3m/S2的微弱振动就可以被人们感知。
对于环境振动，只要人们感觉到，就会造成不良影响
? 振动方向分为垂直方向 (z方向 )和两个水平方向 (x,y方
向 )．人对垂直方向的振动最敏感
? 量度振动的物理量主要有频率、强度、振动方向和暴露时
间
5.2.2 振动测量仪器
? 环境振动的测量仪器称为振级计。振级计是指一
种符合有关国际标准的，专门用来测量振动对人
体影响的测振仪器。
? 环境公害振动测量设备一般由下列部分组成：传
感器 (拾振器 )。放大器、振幅或振级指示器 (记录
器 )、滤波器、频谱分析器
5.2.2 振动测量仪器
1,压电式加速度计
? 环境振动的量值表示有位移、速度、加速度、普
遍采用加速度值表示，因此，一般用于环境振动
的是压电式加速度计
? 特点：
? 具有宽的频响和测量范围
? 谐振频率高
? 体积小、重量轻
? 灵敏度高
? 坚固
5.2.2 振动测量仪器
2,公害测振仪
? 公害振动与机器振动相比，其显著特点是
振动强度小，频率低
? 目前，用于人体振动的公害测振仪 — 振级
计是根据 IS02631附录和 ISO／ D15349
来实现的
? 频率计权特性
? 时间计权特性
5.2.3 振动监测技术
? 振动的测量技术核心是如何用实地测量或模拟试
验的方法来观察、研究振动系统的振动特性，如
位移、速度或加速度的幅值、频率、相位、振动
方式的频谱等
? 振动测量可以用位移、速度或加速度表示
? 环境振动的测量一般测量 1— 8Hz范围内的振动，
要在 x,y,z三个方向分别测量
? 在振动测量中最广泛应用的是压电加速度计
? 优点：体积小，重量轻、频响宽、稳定性好、坚固
? 频率宽度,0.01Hz一 100kHz
5.2.3 振动监测技术
? 使用时注意：
1)加速度计的下限额率因低到几赫，甚至百分之儿赫，故后面
的放大，分析仪器必须满足低频要求
2)加速度计须妥帖，牢固地安装在被测物件上
3)要考虑加速度计本身质量的影响问题
4)调节声级计的下限截止频率
5)应配用不同序号的衰减器刻度盘
6)振动的绝对值的表盘刻度在声学量刻度的反面
7)计权网络开关置于线性，并加接低通滤波器，或用外接滤波
器来进行频率分析
8)避免环境中的强电磁场和温度剧变的影响
9)放置在混凝上、金刚板等坚硬面上时，不得晃动，表面易滑
时，使用橡皮泥粘牢；放置在如沥清面的坚硬地面时，轻轻
地放稳即可，要避开草地、田地等柔软的地表面，不得已时，
应先除草，并将土地充分踩实后放置
5.2.3 振动监测技术
对环境振动测量的数据分析整理及布点问题，注意：
? 修正本底振动影响
? 各种振动类型的读数方法 P
? 稳态振动：每个测点测量 — 次，取 5s内的平均值
? 冲击振动：以最大值 10个值的算术平均值作为振动级的
读数
? 随机振动：作为随机事件，读取按某时间间隔区分的瞬
时值，再从中推导出统计数值的方法
? 间歇振动：原则是不分上行和下行列车，对连续通过的
20辆列车读取该处每次通过列车的峰值振级
5.2.3 振动监测技术
? 环境振动测量布点：
? 室内振动：在室内居中位置选择一个测点，在一般情况下室
内较为窜旷的地方是否居中位置
? 室外振动：在受干扰的城郊居住区、机关、学校、医院等环
境，在室外距建筑物外墙 1m处选择测点．对于建筑稠密区
的测点，距外墙距离可缩短到 0.5m
? 工厂厂界振动．在工厂法定边界线上布置测点，若工厂有围
墙，则在围墙外 1m处布点
? 铁路振动：距铁路中心线 7,5m处选择测点、若要掌损铁路
振动传播规律和影响，则在 15m,30m处加布测点
? 交通干线振动：应在公路便道上距公路边缘 0.5m处 (距路 n
距离应大于 50m)选择测点、若掌握公路振动传播及影响，
则在距边缘 2.5m,5m,10m处加布测点
? 建筑施工振动：应在规定的工地边界上选择测点
5.2.3 振动监测技术
? 测量条件
①测量时间；白天是上午 8,00一 11,00；下午是 2：
00一 5,00
② 测点应避开松软地面，传感器必须牢靠地放置在坚实的
地向上
③振动测量应避开其它环境因素，如温度剧变、电磁场、
强风、地震等因素干扰
? 测量数据记录和整理
? 要填写环境振动测量记录表，并要画出, 测点分布示
意图,,在图上标出测点与主要振动源的相对方位相
距离，测点周围的环境条件
5.3 电磁污染监测技术
? 电磁辐射 (Electromagenetic Radiation)，就是
能量以电磁波的形式通过空间传播的现象
? 电磁辐射对机体的损伤主要是由于大量热能沉积引
起的生理功能紊乱和病理变化等生物效应而造成的
症状为记忆力衰退、失眠、多梦、脱发、乏力、头
昏、月经不调等
5.3.1 电磁辐射监测仪器
? 测量仪器根据测量目的分为非选频式宽带
辐射测量仪和选频式辐射测量仪
1,非选频式宽带辐射仪原理
? 偶极子和检波二极管组成探头
? 由三个正交的 2一 10cm长的偶极子天线，
端接肖特基检波二极管,RC滤波器组成
? 检波后的直流电流经高阻传输线或光缆送
入数据处理和显示电路
5.3.1 电磁辐射监测仪器
? 热电偶型探头
? 采取三条相互垂直的热电偶结点阵作电场测量探头，
提供了和热电偶元件切线方向场强平方成正比的直流
输出
? 磁场探头
? 由三个相互正交环天线和二极管,RC滤波元件、高阻
线组成，从而保证其全向性和频率响应
? 对电性能的要求：
? 各向同性误差＜土 1dB
? 系统频率响应不均匀度＜土 3dB
? 灵敏度,0.5V／ m
? 校准精度：土 0.5dB
5.3.1 电磁辐射监测仪器
2,选频式辐射仪原理
? 用于环境中低电乎电场强度、电磁兼容、电磁干扰测量
? 场强仪 (干扰场强仪 )
? 待测场的场强值,E(dBμV/m)＝ K(dB)十 Vγ(dBμV)十
L(dB)
? 频谱仪测量系统
? 这种测量系统工作原理和场强仪一致，只是用频谱仪作接收
机，此外频谱仪的 dBm读数须换算成 dBμv G对 50Ω系统，
场强值为,E(dBμV/m)＝ K(dB)十 A(ABm)十
107(dBμV)十 L(dB)
? 微波测试接收机
? 用微波接收机、接收天线也可以组成环境监测系统
5.3.2 电磁辐射污染源监测方法
1,监测的环境条件选择
? 应符合行业标准和仪器标准中规定的使用
条件。测量记录表应注明环境温度、相对
湿度。
? 可使用各向同性响应或有方向性电场探头
或磁场探头的宽带辐射测量仪。
? 测量仪器工作频带应满足待测场要求，仪
器应经计量标准定期鉴定
5.3.2 电磁辐射污染源监测方法
2,测量时间和位置的确定
? 在辐射体正常工作时间内进行测量，每个测点连续测 5次，
每次测量时间不应小于 15s，并读取稳定状态的最大值
? 若测量读数起伏较大时，应适当延长测量时间
? 测量位置取作业人员操作位置，距地面 0.5,1.7m三个部
位
3,数据处理及分析评价
? 求出每个测量部位平均场强值 (若有几次读数 )。
? 根据各操作位置的互值 (H,Pd)按国家标准, 电磁辐射防
护规定, (GB8702— 88)或其它部委制定的, 安全限值,
作出分析评价
5.3.3 一般环境电磁辐射监方法
1,监测点位的布设方法
① 典型辐射体环境测量布点
? 对典型辐射体，以辐射体为中心，按间隔 45℃
的八个方位为测量线，每条测量线上选取距场
源分别 50,50,100m等不同距离定点测量，
测量范围根据实际情况确定
② 一般环境测量布点
? 对整个城市电磁辐射测量时，根据城市测绘地
图，将全区划分为 lkm× 1km或 2km× 2km小
方格，取方格中心为测量位置
5.3.3 一般环境电磁辐射监方法
2,监测仪器的选定
① 非选频式辐射测量仪
? 具有各向同性响应或有方向性探头的宽带辐射
测量仪属于非选频式辐射测量仪，有有方向性
探头时，应调整探头方向以测出最大辐射电平
② 选频式辐射测量仪
? 各种专门用于 EMI测量的场强仪，干扰测试接收
机，以及用频谱仅、接收机、天线自行组成测
量系统经标准场校准后可用于此目的
5.3.3 一般环境电磁辐射监方法
3,监测条件的选择
? 测量高度：取离地面 1.7— 2m高度。也可根据不
同目的，选择测量高度。气候条件应符合行业标
准和仪器标准中规定的使用条件。测量记录表应
注明环境温度、相对湿度。
? 测量频率：取电场强度测量值＞ 50dBμV／ m的
频率作为测量频率
? 测量时间，基本测量时间为 5,00一 9,00,11：
00— 11,00,18,00一 23,00城市环境电磁
辐射的高蜂期。若 24小时昼夜测量，昼夜测量点
不应少于 10点，测量间隔时间为 1h，每次测旦
观察时间不应小于 15s，若指针摆动过大，应适
当延长观察时间
5.3.3 一般环境电磁辐射监方法
4,数据处理、制图评价
? 如果测量仪器读出的场强瞬时值的单位为分贝 (dBμv／ m)，
则先按下列公式换算成 v／ m为单位的场强
? 绘制污染图
? 绘制：频率 — 场强、时间 — 场强、时间 — 频率、测量位 —
总场强值等各组对应曲线。典型辐射体环境污染图、居民
区环境污染图等
5.4 放射性污染监测技术
5.4.1 放射性及核衰变机理
? 放射性是具有不稳定原子核元素的一种特
性，这种核子的自发转换和随之引起本身
物理和化学性质改变的现象，称为放射性
? 各种同位素的原子核分为两类：一类是能
够稳定存在的稳定原子核；另一类则属于
不稳定的同位素。此类核素能自发地放射
出。 α,β射线 (带电粒子 )和 γ射线 (不带电
粒子 )，这种现象称为, 核衰变,
5.4.1 放射性及核衰变机理
1,α衰变
? 放射性核亲自发地放射 α粒子而变成另一种新的核素．称
为 α衰变
2,β衰变
① β-衰变
? 放射性核亲自发地放射 β-粒子的过程称作 β-衰变。在 β-
哀变过程中，原子核中有一个中于转变为质子，同时放
出一个 β-粒子和中微子
② β+衰变
? β+衰变指放射性核素自发的放射 β+粒子的过程。 β+粒
子本质上就是正电子。它除电荷符号与 β-粒子不同外，
其性质基本相同。在 β+衰变过程中。原子核内一个质子
转变成一个电子，并放射出 β-粒子和中微子
5.4.1 放射性及核衰变机理
③ γ衰变
? 当子核从较高能级的激发态跃迁到较低能级的
激发态或基态时，所放射的电磁辐射就是 γ射线
④ 电子俘获
? 不稳定原子核俘获一个核外轨道电子的衰变称
为电子俘获
? 该过程使核中的一个质子转变成中于并放出一
个中微子，即子核的原子序数减少 1
5.4.2 放射性的度量单位
1,放射性活度 (A)
? 放射性活度 (强度 )反映某种放射性核京的数量值
? 该量值的大小与核衰变相关
? 活度指放射性物质在单位时间内所发生的核衰变的数目
? A=dA/dt
? 活度单位为贝可勒尔，简称贝可 (Bq)
2,吸收剂量 (D)
? 吸收剂量是反映物体对辐射能量的吸收状况,是指电离辐射
给予一个体积单元中物体的平均能量 de除以该体积单元中
物质的质量 dm所得商，即,D=de/dm
? 吸收剂量单位为戈瑞 (Gy)
5.4.2 放射性的度量单位
3,剂量当量 (H)
? 表征所吸收辐射能量对人体可能产生的危害情况。
H是指在人体组织内某一点上的剂量当量等于吸
收剂量与其它修正因素的乘积，其单位为希沃特
(Sv)。 1Sv＝ 1J／ Kg,关系式如下,H=DQN
4,照射量 (X)
? 是指在一个体积单元的空气中 (质量为 dm)，由
光子释放的所有电子负电子和正电子 )在空气中
全部被阻时，形成的离子总电荷的绝对值 (负电
子或正电子,X=dQ/dm
5.4.3 放射性的来源及进入人体的途径
1,天然放射性来源
① 宇宙射线
? 宇宙射线是一种从宇宙空间辐射到地球表面的射线，它
由初级宇宙射线和次级宇宙射线组成
② 天然放射性核素
? 宇宙射线产生的放射性核素
? 中等质量的天然放射性核素
? 重天然放射性核素
③ 天然本底辐射对人体造成的总剂量率
? 自然环境中本来存在着的宇宙射线和天然放射性物质，
统称为天然放射性本底，它是判定环境是否受到放射性
污染的基游
5.4.3 放射性的来源及进入人体的途径
2,人工放射性来源
① 核试验
? 核试验产生的放射性核素有核裂变产物和中子活化产物
② 核工业及其他
③ 人类在环境中受到的辐射总剂量
5.4.3 放射性的来源及进入人体的途径
3,放射性进入人体的途径
(1)呼吸道进入：由呼吸道吸入的放射性物质。
其吸收程度与气态物质的性质和状态有关。难
溶性气溶胶吸收较慢，可溶性较快。气溶胶粒
径越大，在肺部的沉积越少．气溶胶被肺泡膜
吸收后，可直接进入血液流向全身。
(2)消化道食入：食入的放射性物质由肠胃吸收
后，经肝脏随血液进入全身。
(3)皮肤或粘膜侵入：可溶性物质易被皮肤吸收，
由伤口侵人的污染物吸收率极高
5.4.4 放射性监测仪器
1,电离探测器
? 电离探测器是利用气体电离特性的探测器
2,闪烁探测器
? 基于激发特性的探测器
3,半导体探测器
4,照相乳胶曝光法
5.4.5 放射性监测
1,采样和监测频率
? 监测频率应依环境受污染的情况而定，常规监测可一年两
次或每季度一次。若监测排放源对环境污染情况时，则可
根据排放的变化情况、放射性核素的半衰期、环境介质稳定情况及统计学的要求而定
? 放射性样品的采集：
? 放射性气体的采集：
? 固体吸附法
? 液体吸收法
? 冷凝法
? 放射性气溶胶的采集
? 采集方法有过滤法、沉积法、粘着法、撞击法和向心法等
? 放射性水样的采集
? 放射性水样的布点、采样原则与水质污染监测基本相同
5.4.5 放射性监测
2,放射性气溶胶监测
(1)直接法：将经过拍气过滤法采集到的气溶胶
滤膜直接放在与面积同样大小的计数管窗口下
测量，或者将滤膜剪裁成与计数管窗口同样大
小的面积进行测量
(2)灰化法：将采集到的滤膜置于瓷柑蜗内。于
高温炉内 500℃ 灰化，测量灰分放射性强度
(3)有机溶剂提取法：采用丙酮或乙酸乙酯抽提，
然后使有机溶剂挥发。测量残渣放射性强度
5.4.5 放射性监测
3,放射性气体监测
? 空气中 3H的测量
? 放射性 131I的测量
? 大气中放射性 222Rn的测量
? 水中 226Ra的测定
