噪聲
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噪聲（noise）即噪音。是一類引起人煩躁、或音量過強而危害人體健康的聲音。
噪聲通常是指那些難聽的，令人厭煩的聲音。噪音的波形是雜亂無章的。
從環(huán)境保護的角度看，凡是影響人們正常學習，工作和休息的聲音凡是人們在某些場合“不需要的聲音”，都統(tǒng)稱為噪聲。如機器的轟鳴聲，各種交通工具的馬達聲、鳴笛聲，人的嘈雜聲及各種突發(fā)的聲響等，均稱為噪聲。
從物理角度看，噪聲是發(fā)生體做無規(guī)則振動時發(fā)出的聲音。
噪聲污染屬于感覺公害，它與人們的主觀意愿有關，與人們的生活狀態(tài)有關，因而它具有與其他公害不同的特點。
噪音污染主要來源于交通運輸、車輛鳴笛、工業(yè)噪音、建筑施工、社會噪音如音樂廳、高音喇叭、早市和人的大聲說話等。
我們國家制定的《中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法》中把超過國家規(guī)定的環(huán)境噪聲排放標準，并干擾他人正常生活、工作和學習的現(xiàn)象稱為環(huán)境噪聲污染。聲音的分貝是聲壓級單位，記為dB。用于表示聲音的大小。《中華人民共和國城市區(qū)域噪聲標準》中則明確規(guī)定了城市五類區(qū)域的環(huán)境噪聲最高限值：
療養(yǎng)區(qū)、高級別墅區(qū)、高級賓館區(qū)，晝間50dB、夜間40dB；以居住、文教機關為主的區(qū)域，晝間55dB、夜間45dB；居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)，晝間60dB、夜間50dB；工業(yè)區(qū)，晝間65dB、夜間55dB；城市中的道路交通干線道路、內(nèi)河航道、鐵路主、次干線兩側區(qū)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(guī)定，住宅區(qū)的噪音，白天不能超過50分貝，夜間應低于45分貝，若超過這個標準，便會對人體產(chǎn)生危害。那么，室內(nèi)環(huán)境中的噪聲標準是多少呢？國家《城市區(qū)域環(huán)境噪聲測量方法》中第5條4款規(guī)定，在室內(nèi)進行噪聲測量時，室內(nèi)噪聲限值低于所在區(qū)域標準值10dB。
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噪聲分類
噪聲主要分為加性噪聲和乘性噪聲。
1)加性噪聲疊加在語音信號波形上，用下式表示：
加性噪聲表示：
其中x(i)表示含噪語音信號，s(i) 表示語音信號，n(i) 表示噪聲信號。
2)乘積性噪聲又稱為卷積噪聲，乘積性噪聲可以通過同態(tài)變換成為加性噪聲。
在對噪聲進行討論時，一般取加性噪聲進行處理與研究。
城市環(huán)境噪聲的來源
現(xiàn)代城市中環(huán)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(fā)出的噪聲。這些噪聲的噪聲源是流動的，干擾范圍大。
②工業(yè)噪聲:主要指工業(yè)生產(chǎn)勞動中產(chǎn)生的噪聲。主要來自機器和高速運轉設備。
③建筑施工噪聲:主要指建筑施工現(xiàn)場產(chǎn)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(chǎn)生大量噪聲。
④社會生活噪聲:主要指人們在商業(yè)交易、體育比賽、游行集會、娛樂場所等各種社會活動中產(chǎn)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、縫紉機噪聲為50--80分貝，電風扇的噪聲為30～65分貝，空調(diào)機、電視機為70分貝。
噪聲控制基本途徑
在我國，有關標準規(guī)定，住宅區(qū)噪聲，白天不能超過55分貝，夜間應低于45分貝。世界上一些城市頒布了對交通運輸所產(chǎn)生噪聲的限制。為了防止噪音，我國著名聲學家馬大猷教授曾總結和研究了國內(nèi)外現(xiàn)有各類噪音的危害和標準，提出了三條建議：
①為了保護人們的聽力和身體健康，噪音的允許值在 75~90 分貝。
②保障交談和通訊聯(lián)絡，環(huán)境噪音的允許值在 45~60 分貝。
③對于睡眠時間建議在 35~50 分貝。
我國心理學界認為，控制噪音環(huán)境，除了考慮人的因素之外，還須兼顧經(jīng)濟和技術上的可行性。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系統(tǒng)。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(nèi)容包括：
①控制噪聲源。降低聲源噪音，工業(yè)、交通運輸業(yè)可以選用低噪音的生產(chǎn)設備和改進生產(chǎn)工藝，或者改變噪音源的運動方式（如用阻尼、隔振等措施降低固體發(fā)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(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。
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采取措施，或采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采取防護措施，如長期職業(yè)性噪音暴露的工人可以戴耳塞 、耳罩或頭盔等護耳器。
噪音控制在技術上雖然現(xiàn)在已經(jīng)成熟，但由于現(xiàn)代工業(yè)、交通運輸業(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、經(jīng)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(zhì)與不同持續(xù)時間的噪音，應有一定的區(qū)別。
噪聲對人的危害
隨著工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、城市建筑的發(fā)展，以及人口密度的增加，家庭設施（音響、空調(diào)、電視機等）的增多，環(huán)境噪聲日益嚴重，它已成為污染人類社會環(huán)境的一大公害。噪聲具有局部性、暫時性和多發(fā)性的特點。噪聲不僅會影響聽力，而且還對人的心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，所以有人稱噪聲為“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）干擾休息和睡眠、影響工作效率
①干擾休息和睡眠。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(tài)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(jīng)衰弱癥，表現(xiàn)為失眠、耳鳴、疲勞。人進入睡眠之后，即使是40－50分貝較輕的噪聲干擾，也會從熟睡狀態(tài)變成半熟睡狀態(tài)。人在熟睡狀態(tài)時，大腦活動是緩慢而有規(guī)律的，能夠得到充分的休息；而半熟睡狀態(tài)時，大腦仍處于緊張、活躍的階段，這就會使人得不到充分的休息和體力的恢復。
②使工作效率降低。研究發(fā)現(xiàn)，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。
我們都有這樣的經(jīng)驗，從飛機里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(xiàn)象叫做聽覺疲勞，是人體聽覺器官對外界環(huán)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(zhì)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(jù)測定，超過115 分貝的噪聲還會造成耳聾。據(jù)臨床醫(yī)學統(tǒng)計，若在80分貝以上噪音環(huán)境中生活，造成耳聾者可達50％。醫(yī)學專家研究認為，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(fā)育尚未成熟，各組織器官十分嬌嫩和脆弱，不論是體內(nèi)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(jù)統(tǒng)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(jīng)證明，家庭室內(nèi)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 ％。
③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(shù)人的眼球對光亮度的適應都有不同程度的減弱。所以長時間處于噪聲環(huán)境中的人很容易發(fā)生眼疲勞、眼痛、眼花和視物流淚等眼損傷現(xiàn)象。同時，噪聲還會使色覺、視野發(fā)生異常。調(diào)查發(fā)現(xiàn)噪聲對紅、藍、白三色視野縮小80％。
（三）對人體的生理影響
噪聲是一種惡性刺激物，長期作用于人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，可使大腦皮層的興奮和抑制失調(diào)，條件反射異常，出現(xiàn)頭暈、頭痛、耳鳴、多夢、失眠、心慌、記憶力減退、注意力不集中等癥狀，嚴重者可產(chǎn)生精神錯亂。這種癥狀，藥物治療療效很差，但當脫離噪聲環(huán)境時，癥狀就會明顯好轉。噪聲可引起植物神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂，表現(xiàn)在血壓升高或降低，心率改變，心臟病加劇。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(nèi)分泌機能也會產(chǎn)生影響，如：導致女性性機能紊亂，月經(jīng)失調(diào)，流產(chǎn)率增加等。噪聲對兒童的智力發(fā)育也有不利影響，據(jù)調(diào)查，3歲前兒童生活在75分貝的噪聲環(huán)境里，他們的心腦功能發(fā)育都會受到不同程度的損害，在噪聲環(huán)境下生活的兒童，智力發(fā)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、建筑物有損害，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，噪聲會加速心臟衰老，增加心肌梗塞發(fā)病率。醫(yī)學專家經(jīng)人體和動物實驗證明，長期接觸噪聲可使體內(nèi)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(fā)病率增加30％左右，特別是夜間噪音會使發(fā)病率更高。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，生活在高速公路旁的居民，心肌梗塞率增加了30％左右。調(diào)查1101名紡織女工，高血壓發(fā)病率為 7.2％，其中接觸強度達100 分貝噪聲者，高血壓發(fā)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(jīng)不調(diào)、流產(chǎn)及早產(chǎn)等，如導致女性性機能紊亂，月經(jīng)失調(diào)，流產(chǎn)率增加等。專家們曾在哈爾濱、北京和長春等7 個地區(qū)經(jīng)過為期3 年的系統(tǒng)調(diào)查，結果發(fā)現(xiàn)噪聲不僅能使女工患噪聲聾，且對女工的月經(jīng)和生育均有不良影響。另外可導致孕婦流產(chǎn)、早產(chǎn)，甚至可致畸胎。國外曾對某個地區(qū)的孕婦普遍發(fā)生流產(chǎn)和早產(chǎn)作了調(diào)查，結果發(fā)現(xiàn)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(chǎn)生的巨大噪聲。
③噪聲還可以引起如神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂、精神障礙、內(nèi)分泌紊亂甚至事故率升高。高噪聲的工作環(huán)境，可使人出現(xiàn)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，曾有過因為受不了火車噪聲的刺激而精神錯亂，最后自殺的例子。
噪聲的利用
噪聲一向為人們所厭惡。但是，隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，人們也能利用噪聲造福人類。
（1）利用噪聲除草
科學家發(fā)現(xiàn)，不同的植物對不同的噪聲敏感程度不一樣。根據(jù)這個道理，人們制造出噪聲除草器。這種噪聲除草器發(fā)出的噪聲能使雜草的種子提前萌發(fā)，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(fā)電
噪聲是一種能量的污染，比如噪聲達到160 dB的噴氣式飛機，其聲功率約為10000 W；噪聲達140 dB的大型鼓風機，其聲功率約為100 W。“聚沙可成塔”，這自然引起新能源開發(fā)者的興趣。科學家發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)，當聲波遇到屏障時，聲能會轉化為電能，英國的學者就是根據(jù)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于聲電轉換器時，就能發(fā)出電來.看來，利用環(huán)境噪聲發(fā)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，目前世界上正在開發(fā)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1 m的圓筒里疊放著幾片起傳熱作用的玻璃纖維板，筒內(nèi)充滿氦氣或其他氣體。筒的一端封死，另一端用有彈性的隔膜密閉，隔膜上的一根導線與磁鐵式音圈連接，形成一個傳聲器，聲波作用于隔膜，引起來回振動，進而改變筒內(nèi)氣體的壓力。由于氣體壓縮時變熱，膨脹時冷卻，這樣制冷就開始了，不難設想，今后的住宅、廠房等建筑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，為住宅、廠房等建筑物降溫消暑。
（4）利用噪聲除塵
美國科研人員研制出一種功率為2 kW的除塵報警器，它能發(fā)出頻率2000 Hz、聲強為160 dB的噪聲，這種裝置可以用于煙囪除塵，控制高溫、高壓、高腐蝕環(huán)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(jīng)系統(tǒng)，使人暫時昏迷，該彈可用于對付恐怖分子，特別是劫機犯等。
（6）利用噪聲診病
美妙、悅耳的音樂能治病，這已為大家所熟知。但噪聲怎么能用于診病呢？最近，科學家制成一種激光聽力診斷裝置，它由光源、噪聲發(fā)生器和電腦測試器三部分組成。使用時，它先由微型噪聲發(fā)生器產(chǎn)生微弱短促的噪聲，振動耳膜，然后微型電腦就會根據(jù)回聲，把耳膜功能的數(shù)據(jù)顯示出來，供醫(yī)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灶。
（7）利用噪聲有源消聲
通常所采用的三種降噪措施，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。為了積極主動地消除噪聲，人們發(fā)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。關鍵就在于如何得到那抵消噪聲的聲音。實際采用的辦法是：從噪聲源本身著手，設法通過電子線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”。
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