[科普中國]-噪音

噪音是一類引起人煩躁、或音量過強(qiáng)而危害人體健康的聲音1。

從環(huán)境保護(hù)的角度講：凡是妨礙人們正常休息、學(xué)習(xí)和工作的聲音，以及對人們要聽的聲音產(chǎn)生干擾的聲音，都屬于噪音1。

從物理學(xué)的角度講：噪音是發(fā)聲體做無規(guī)則振動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音2。

定義物理學(xué)

噪音是發(fā)聲體做無規(guī)則振動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音2。

環(huán)境保護(hù)**凡是妨礙人們正常休息、學(xué)習(xí)和工作的聲音，以及對人們要聽的聲音產(chǎn)生干擾的聲音，都屬于噪音。**從這個(gè)意義上來說，噪音的來源很多，如街道上的汽車聲、安靜的圖書館里的說話聲、建筑工地的機(jī)器聲、以及鄰居電視機(jī)過大的聲音，都是噪音3。

從總體上講，噪音由物體的振動(dòng)產(chǎn)生3。

物理量單位①定義。衡量聲音音量變化的單位，符號(hào)為dB。它是兩個(gè)聲音的音量之比，用對數(shù)表示。計(jì)算公式：分貝=10log音量A/音量B4。

②特點(diǎn)。恰與入耳對音量變化的聽覺靈敏度相似，即人耳對音量小的變化感覺靈敏，而對音量很大的變化感覺不靈敏。例如聲壓增大兩倍，有6分貝的感覺，而聲壓增大1000倍，人耳只有40分貝的感覺。錄音師在錄音時(shí)可根據(jù)分貝表的指示，對聲音強(qiáng)弱進(jìn)行控制4。

產(chǎn)生方式振動(dòng)產(chǎn)生**轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械：**許多機(jī)械設(shè)備的本身或某一部份零件是旋轉(zhuǎn)式的，常因組裝的損耗或軸承的缺陷而產(chǎn)生異常的振動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生噪音5。

**沖擊：**當(dāng)物體發(fā)生沖擊時(shí)，大量的動(dòng)能在短時(shí)間內(nèi)要轉(zhuǎn)成振動(dòng)或噪音的能量，而且頻率分布的范圍非常的廣，例如沖床、壓床、鍛造設(shè)備等，都會(huì)產(chǎn)生此類噪音5。

**共振：**每個(gè)系統(tǒng)都有其自然頻率，如果激振的頻率范圍與自然頻率有所重疊，將會(huì)產(chǎn)生大振幅的振動(dòng)噪音，例如引擎、馬達(dá)等5。

**磨擦：**此類噪音由于接觸面與附著面間的滑移現(xiàn)象而產(chǎn)生聲響，常見的設(shè)備有切削、研磨等5。

電機(jī)：

流動(dòng)產(chǎn)生流動(dòng)所產(chǎn)生的氣動(dòng)噪音，亂流、噴射流、氣蝕、氣切、渦流等現(xiàn)象。當(dāng)空氣中以高速流經(jīng)導(dǎo)管或金屬表面時(shí)，一般空氣在導(dǎo)管中流動(dòng)碰到阻礙產(chǎn)生亂流或大而急速的壓力改變均會(huì)有噪音的產(chǎn)生6。

環(huán)境噪聲一般環(huán)境噪音大多來自隨機(jī)的噪音源，例如急馳而過的車輛、飛機(jī)的鳴笛、人們的喧鬧、以及周圍各式各樣的噪音來源6。

燃燒產(chǎn)生在燃燒過程中可能發(fā)生爆炸、排氣、以及燃燒時(shí)上升氣流影響周圍空氣的擾動(dòng)，這些現(xiàn)象均會(huì)伴隨噪音的產(chǎn)生。例如引擎、鍋爐、熔煉爐、渦輪機(jī)等這一類的燃燒設(shè)備均會(huì)產(chǎn)生這一類的噪音6。

其他原因產(chǎn)生在日常生活中，諸如室內(nèi)各項(xiàng)家庭用具均會(huì)發(fā)生聲音，如冷氣機(jī)、音響、抽油煙機(jī)、電視、空調(diào)設(shè)備，均為噪音源，另外；如學(xué)校、商場、公園、體育場等公共場所亦可視為噪音產(chǎn)生的場所7。

減弱方法1、在聲源處減弱噪音8。

2、在傳播途徑中減弱噪音8。

3、在人耳處減弱噪音8。

種類一、白噪聲

白噪聲在整個(gè)頻譜內(nèi)毎個(gè)頻點(diǎn)的能量為常數(shù)，且基本恒定，不管對信號(hào)進(jìn)行低通濾波器還是高通濾波器處理，均不能有效地濾除白噪聲，因?yàn)樗嬖谟谡麄€(gè)頻帶范圍內(nèi)。白噪聲是隨機(jī)的，它不具有相關(guān)性，故也沒有偏差，因此，白噪聲可以疊加到信號(hào)和算法中，或始終存在于模/數(shù)轉(zhuǎn)換器中，而不會(huì)造成長期誤碼。通過恰當(dāng)?shù)奶幚?，白噪聲還可以用來創(chuàng)造聲音，包括人的聲音和自然界的聲音，甚至還能合成其它噪聲9。

人類對白噪聲的了解已經(jīng)非常充分，并能熟練地從中提取很多有用的信息。白噪聲甚至具有醫(yī)療功能，有些醫(yī)學(xué)專家(主要是內(nèi)科醫(yī)生和牙醫(yī))還成功地在試驗(yàn)中將白噪聲應(yīng)用于輕度麻醉9。

一般來說，通過隨機(jī)數(shù)字發(fā)生器可以生成白噪聲，但實(shí)驗(yàn)表明要生成理想的白噪聲很難，其它噪聲的合成也與此類似9。

二、粉紅噪聲

在給定頻率范圍內(nèi)(不包含直流成分)隨著頻率的增加，其功率密度每倍頻程下降3分貝(密度與頻率成反比)每倍頻程的功率相同，但要產(chǎn)生每倍頻程3分貝的衰減非常困難，因此，沒有紋波的粉紅噪聲在現(xiàn)實(shí)中很難找到。粉紅噪聲對于測量音頻設(shè)備的頻率響應(yīng)和決定房間的擴(kuò)音應(yīng)用非常有用9。

三、紅噪聲

紅噪聲來自海洋學(xué)的概念。這是有關(guān)海洋環(huán)境的一種噪聲，由于它是有選擇地吸收較高的頻率，因此稱之為紅噪聲9。

四、橙噪聲

該類噪聲是準(zhǔn)靜態(tài)噪聲，在整個(gè)連續(xù)頻譜范圍內(nèi)，功率譜有限且零功率窄帶信號(hào)數(shù)量也有限。這些零功率的窄帶信號(hào)集中于任意相關(guān)音符系統(tǒng)的音符頻率中心上。由于消除了所有的合音，這些剩余頻譜就稱為“橙色”音符9。

五、藍(lán)噪聲

在有限頻率范圍內(nèi)，功率密度隨頻率的增加每倍頻程增長3分貝(密度與頻率呈正比)9。

六、紫噪聲

在有限頻率范圍內(nèi)，功率密度隨頻率的增加毎倍頻程增長6分貝(密度正比于頻率的平方值)10。

七、灰噪聲

該噪聲在給定頻率范圍內(nèi)，類似于心理聲學(xué)上的等響度曲線(如反向的A-加權(quán)曲線)因此在所有頻率點(diǎn)的噪聲電平都相同10。

八、棕噪聲

在不包含直流成分的有限頻率范圍內(nèi)，功率密度隨頻率的增加每倍頻程下降6分貝(密度與頻率的平方成反比)。該噪聲實(shí)際上是布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的噪聲，它也稱為隨機(jī)飄移噪聲或醉鬼噪聲10。

九、黑噪聲

又稱“靜止噪聲”。在20000赫以上的有限頻率范圍內(nèi)，功率密度為常數(shù)的噪聲，一定程度上它類似于超聲波白噪聲。這種黑噪聲就像“黑光”一樣，由于頻率太高而使人們無法感知，但它對你和你周圍的環(huán)境仍然有影響10。

分類及特點(diǎn)噪音污染按聲源的機(jī)械特點(diǎn)可分為：氣體擾動(dòng)產(chǎn)生的噪音、固體振動(dòng)產(chǎn)生的噪音、液體撞擊產(chǎn)生的噪聲以及電磁作用產(chǎn)生的電磁噪聲7。

噪聲按聲音的頻率可分為：1000Hz的高頻噪聲7。

噪音按時(shí)間變化的屬性可分為：穩(wěn)態(tài)噪音、非穩(wěn)態(tài)噪音、起伏噪音、間歇噪聲以及脈沖噪音等7。

交通噪聲交通運(yùn)輸工具行駛過程中產(chǎn)生的噪音屬于交通噪音。具有兩個(gè)特點(diǎn)：

1．存在十分廣泛。汽車噪音是城市噪音的主要來源；空中交通的迅速發(fā)展，提高了機(jī)場臨近區(qū)域的噪音水平7。

2．通常音量都很大。機(jī)場附近的噪音響度大約在75dB~95dB之間7。

職業(yè)噪音在工作場所中的噪音是第二個(gè)主要的來源。職業(yè)噪音的第一特點(diǎn)是都為寬帶噪音，特別是辦公室里的噪音，是由各種不同頻率的聲音組合而成的。另一個(gè)特點(diǎn)是具有廣泛性，并且音量都很大11。

建筑噪音環(huán)保署在1986年成立時(shí)，建筑噪音是主要的問題。當(dāng)時(shí)，市區(qū)建筑地盤的打樁機(jī)每天12小時(shí)運(yùn)作，每12位市民便有1位受到打樁噪音滋擾。政府于1989年實(shí)施《噪音管制條例》，其后逐漸加強(qiáng)管制建筑噪音。已建區(qū)的建筑工地每日只可進(jìn)行3至5小時(shí)打樁工程，而且必須采用低噪音打樁設(shè)備，其他嘈吵建筑工序則受管制。然而，日建筑噪音的問題仍未徹底解決。人們正探究問題癥結(jié)，并鼓勵(lì)建造業(yè)成員自律守法，改變他們把罰款納入經(jīng)營成本的錯(cuò)誤觀念11。

其他噪音飛機(jī)噪音由民航處負(fù)責(zé)管制。該處會(huì)監(jiān)測噪音水平及規(guī)定航空公司采納較寧靜的飛行常規(guī)，例如在飛機(jī)起飛時(shí)實(shí)施消減噪音的步驟。香港國際機(jī)場于1998年遷往赤角后，市區(qū)的飛機(jī)噪音滋擾已大幅減低。以往，啟德機(jī)場附近盡是稠密的住宅區(qū)，飛機(jī)升降的隆然巨響令38萬居民苦不堪言11。

工商業(yè)場所如食肆等的通風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)常產(chǎn)生擾人聲浪。這類噪音和鄰里噪音、防盜警鐘、新登記車輛噪音均受《噪音管制條例》監(jiān)管，后者的噪音水平必須達(dá)到歐洲及日本的標(biāo)準(zhǔn)11。

分級分貝有很多概念，一般是形容聲音大小的物理量。聽力損失以純音測聽500、1000、2000赫茲Hz的氣導(dǎo)平均聽力計(jì)算，正常人的聽力范圍在 20~20,000赫茲（Hz）之間。

世界衛(wèi)生組織耳聾26～40分貝：輕度聾12

41～55分貝：中度聾12

56～70分貝：中重度聾12

71～90分貝：重度聾12

音量等級（類比）190分貝 導(dǎo)致死亡13；

150分貝 火箭、導(dǎo)彈發(fā)射的聲音13；

140分貝 歐盟界定的導(dǎo)致聽力完全損害的最高臨界點(diǎn)13；

140分貝 噴氣式飛機(jī)起飛的聲音13；

139分貝 世界杯球迷的吶喊聲13；

130分貝 螺旋漿飛機(jī)起飛的聲音、搖滾音樂會(huì)的聲音13；

120分貝 在這種環(huán)境下呆超過一分鐘即會(huì)產(chǎn)生暫時(shí)性耳聾13；

120分貝 球磨機(jī)工作的聲音13；

110分貝 電鋸工作的聲音13；

105分貝 永久損害聽覺13；

100分貝 氣壓鉆機(jī)聲音、壓縮鐵錘捶打重物的聲音13；

100分貝 拖拉機(jī)開動(dòng)的聲音13；

90分貝 嘈雜酒吧環(huán)境聲音、電動(dòng)鋸鋸木頭的聲音13；

90分貝 嘈雜的辦公室、高速公路上的聲音13；

85分貝及以下 不會(huì)破壞耳蝸內(nèi)的毛細(xì)胞13；

80分貝 街道環(huán)境的聲音、一般車輛行駛的聲音13；

75分貝 人體耳朵舒適度上限13；

70分貝 大聲說話的聲音13；

60分貝 正常交談的聲音13；

50分貝 辦公室的聲音13；

40分貝 圖書館閱覽室的聲音13；

30分貝 臥室的聲音13；

20分貝 竊竊私語的聲音13；

10分貝 風(fēng)吹落葉的沙沙聲13；

0分貝 剛剛引起聽覺的聲音13。

普通人的聽覺宇宙音量 -254分貝絕對無聲

0 ~20 分貝 很靜、幾乎感覺不到；

20 ~40 分貝 安靜、猶如輕聲絮語；

40 ~60 分貝 一般、普通室內(nèi)談話；

60 ~70 分貝 吵鬧、有損神經(jīng)；

70 ~90 分貝 很吵、神經(jīng)細(xì)胞受到破壞。

90 ~100 分貝 吵鬧加劇、聽力受損；

100 ~120 分貝 難以忍受、呆一分鐘即暫時(shí)致聾；

120分貝以上 極度聾或全聾14。

噪音污染隨著近代工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境污染也隨著產(chǎn)生，噪音污染就是環(huán)境污染的一種，已經(jīng)成為對人類的一大危害。噪音污染與水污染、大氣污染被看成是世界范圍內(nèi)三個(gè)主要環(huán)境問題15。

噪音是發(fā)生體做無規(guī)則時(shí)發(fā)出的聲音16。

聲音由物體振動(dòng)引起，以波的形式在一定的介質(zhì)（如固體、液體、氣體）中進(jìn)行傳播。通常聽到的聲音為空氣聲。一般情況下，人耳可聽到的聲波頻率為20～20000Hz，稱為可聽聲；低于20Hz，稱為次聲波；高于20000Hz，稱為超聲波。所聽到聲音的音調(diào)的高低取決于聲波的頻率，高頻聲聽起來尖銳，而低頻聲給人的感覺較為沉悶。聲音的大小是由聲音的強(qiáng)弱決定的。從物理學(xué)的觀點(diǎn)來看，噪音是由各種不同頻率、不同強(qiáng)度的聲音雜亂、無規(guī)律的組合而成；樂音則是和諧的聲音16。

判斷一個(gè)聲音是否屬于噪音，僅從物理學(xué)角度判斷是不夠的，主觀上的因素往往起著決定性的作用。例如，美妙的音樂對正在欣賞音樂的人來說是樂音，但對于正在學(xué)習(xí)、休息或集中精力思考問題的人可能是一種噪音。即使同一種聲音，當(dāng)人處于不同狀態(tài)、不同心情時(shí)，對聲音也會(huì)產(chǎn)生不同的主觀判斷，此時(shí)聲音可能成為噪音或樂音。因此，從環(huán)境保護(hù)的角度來講，凡是干擾人們休息、學(xué)習(xí)和工作的聲音，即不需要的聲音，統(tǒng)稱為噪音。當(dāng)噪聲對人及周圍環(huán)境造成不良影響時(shí)，就形成噪音污染16。

健康影響一般噪聲高過50dB(A)，就對人類日常工作生活產(chǎn)生有害影響。具體危害如下：

聽力損傷

噪音是傷害耳朵感聲器官（耳蝸）的感覺發(fā)細(xì)胞（sensoryhaircells），一旦感覺發(fā)細(xì)胞受到傷害，則永遠(yuǎn)不會(huì)復(fù)原。感覺高頻率的感覺發(fā)細(xì)胞最容易受到噪音的傷害，因此一般人聽力已經(jīng)受噪音傷害了，如果沒有做聽力檢驗(yàn)卻往往不自覺，直到聽力喪失到無法與人溝通時(shí)，卻為時(shí)已晚。早期聽力的喪失以4000Hz最容易發(fā)生，且雙側(cè)對稱（4Kdip）。病患以無法聽到輕柔高頻率的聲音為主。除非突然暴露在非常強(qiáng)烈的聲音下如槍聲，爆竹聲等，聽力的喪失也是漸進(jìn)性的17。

視力損傷

研究表明，當(dāng)噪音為90分貝時(shí)，人們視網(wǎng)膜中視桿細(xì)胞區(qū)別光亮度的敏感性開始下降，識(shí)別弱光的反應(yīng)時(shí)間延長；達(dá)到95分貝時(shí)，瞳孔會(huì)擴(kuò)大；達(dá)到115分貝時(shí)，眼睛對光亮度的適應(yīng)性會(huì)降低20717。

此外，長期接觸噪音的人，最易發(fā)生眼疲勞、眼痛、視物不清和流淚等現(xiàn)象17。

睡眠影響有高達(dá)百分之二十八的人認(rèn)為噪音影響睡眠，但長久影響下是否對健康有傷害，尚待進(jìn)一步的探討17。

心理影響在高頻率的噪音下，一般人都有焦躁不安的癥狀，容易激動(dòng)的情形。有人研究發(fā)現(xiàn)噪音越高的工作場所，意外事件越多，生產(chǎn)力越低，此項(xiàng)結(jié)果仍有爭論17。

防治管理防治管理為了防止噪音，我國著名聲學(xué)家馬大猷教授曾總結(jié)和研究了國內(nèi)外現(xiàn)有各類噪音的危害和標(biāo)準(zhǔn)，提出了三條建議：

（1）為了保護(hù)人們的聽力和身體健康，噪音的允許值在 75~90 分貝18。

（2）保障交談和通訊聯(lián)絡(luò)，環(huán)境噪音的允許值在 25~50 分貝18。

（3）對于睡眠時(shí)間建議在 35~50 分18貝。

我國心理學(xué)界認(rèn)為，控制噪音環(huán)境，除了考慮人的因素之外，還須兼顧經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的可行性。充分的噪音控制，必須考慮噪音源、傳音途徑、受音者所組成的整個(gè)系統(tǒng)?？刂圃胍舻拇胧┛梢葬槍ι鲜鋈齻€(gè)部分或其中任何一個(gè)部分18。

噪音控制（1）降低聲源噪音，工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)可以選用低噪音的生產(chǎn)設(shè)備和改進(jìn)生產(chǎn)工藝，或者改變噪音源的運(yùn)動(dòng)方式（如用阻尼、隔振等措施降低固體發(fā)聲體的振動(dòng)）19。

（2）在傳音途徑上降低噪音，控制噪音的傳播，改變聲源已經(jīng)發(fā)出的噪音傳播途徑，如采用吸音、隔音、音屏障、隔振等措施，以及合理規(guī)劃城市和建筑布局等19。

（3）受音者或受音器官的噪音防護(hù)，在聲源和傳播途徑上無法采取措施，或采取的聲學(xué)措施仍不能達(dá)到預(yù)期效果時(shí)，就需要對受音者或受音器官采取防護(hù)措施，如長期職業(yè)性噪音暴露的工人可以戴隔音耳塞、耳罩或頭盔等護(hù)耳器19。

防治辦法（1）營造隔音林；

（2）將噪聲污染嚴(yán)重的企業(yè)搬離市區(qū)；

（3）源頭處預(yù)防，傳播過程消減20。

噪音控制在技術(shù)上雖然已經(jīng)成熟，但由于現(xiàn)代工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)規(guī)模很大，要采取噪音控制的企業(yè)和場所為數(shù)甚多，因此在防止噪音問題上，必須從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和效果等方面進(jìn)行綜合權(quán)衡。國內(nèi)已經(jīng)有這方面噪音治理先進(jìn)技術(shù)的企業(yè)及事業(yè)單位：如清華大學(xué)建筑物理實(shí)驗(yàn)室，司等在噪音治理與振動(dòng)控制行業(yè)領(lǐng)域做出比較突出貢獻(xiàn)。當(dāng)然，具體問題應(yīng)當(dāng)具體分析。在控制室外、設(shè)計(jì)室、車間或職工長期工作的地方，噪音的強(qiáng)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(shí)間、不同地點(diǎn)、不同性質(zhì)與不同持續(xù)時(shí)間的噪音，應(yīng)有一定的區(qū)別20。

噪音的利用噪聲和其他事物一樣，既有有害的一面，又有可被人類利用、造福人類的一面。許多科學(xué)家在噪聲利用方面做了大量研究工作：

①1991年，奧地利某研究所研究出一種消聲的水泥公路，這種混凝土的水泥公路有像泡沫材料一樣的氣孔和彈性，可把大量的振動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)椴牧蟽?nèi)部的熱能散發(fā)掉，從而使振動(dòng)和噪聲迅速衰減21。

②日本科學(xué)家采用一種新型的“音響設(shè)備”，將家庭生活中的各種流水聲如洗手、淘米等產(chǎn)生的噪聲變成悅耳的協(xié)奏曲。美國也研制出一種吸收大城市噪聲并將其轉(zhuǎn)變?yōu)榇笞匀弧皹仿暋钡暮铣善鳎茖W(xué)家還研制出電吹風(fēng)聲響的“白噪聲”并由此生產(chǎn)出“寶寶催眠器”，能使嬰幼兒自然酣睡21。

③噪聲是聲波，所以它也是一種能量。英國劍橋大學(xué)的專家們開始利用噪聲發(fā)電的嘗試。他們設(shè)計(jì)了一種鼓膜式聲波接受器。這種接收器與一個(gè)共鳴器連接在一起，放在噪聲污染區(qū)，就能將聲能轉(zhuǎn)為電能。美國研究人員發(fā)現(xiàn)，高能量的噪聲可以使塵粒相聚一體，產(chǎn)生較好的除塵效果21。

④在科學(xué)研究領(lǐng)域更為有意義的是利用噪聲透視海底的方法?？茖W(xué)家利用海洋里的噪聲，如破碎的浪花、魚類的游動(dòng)、下雨、過往船只的擾動(dòng)聲等進(jìn)行攝影，用聲音作為攝影的“光源”。1991年，美國科學(xué)家用這種奇妙的攝影功能，首先在太平洋海域作了成功的實(shí)驗(yàn)21。

⑤噪聲應(yīng)用于農(nóng)作物同樣獲得令人驚訝的成果?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，植物在受到聲音的刺激后，能吸收更多的二氧化碳和氧分，從而提高增長速度和產(chǎn)量。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，水稻、大豆、黃瓜等農(nóng)作物在噪聲的影響下都有不同程度的增產(chǎn)?；蛟S，在不久的將來，惱人的噪聲將變成優(yōu)美的新曲，造福人類21。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

陳波 - 副教授 - 中央財(cái)經(jīng)大學(xué)