工業企業廠界噪聲監測中背景噪聲測量和噪聲測量值修正的探討

鄧玉玲

（深圳市粵環科檢測技術有限公司廣東深圳518000）

工業企業廠界噪聲監測中背景噪聲測量和噪聲測量值修正的探討

鄧玉玲

（深圳市粵環科檢測技術有限公司廣東深圳518000）

對工業企業廠界背景噪聲測量的必要性進行了論述，同時給出了背景噪聲測量的一般方法和原則。通過分析噪聲測量值修正的原理，對我國現行噪聲監測技術規范中噪聲測量值修正存在的誤差進行了探討研究。

廠界噪聲；背景噪聲；修正

1　前言

隨著我國經濟的高速發展，人們在享受日益提高的物質生活的同時，對周邊的環境質量要求也不斷提高，環境污染問題也越來越受到人們關注。各類環境污染問題中噪聲污染對人們的影響最直接。噪聲不僅干擾人們的工作和學習，還影響人們的休息和睡眠。長時間處于噪聲環境中，人的情緒和心理也會受到影響，高強度的噪聲甚至會給人們的健康造成損害。

近年來，因噪聲污染導致的環境信訪、投訴案件急劇增加，其中工業生產噪聲擾民現象較為常見。環境保護主管部門判斷一個工業企業的噪聲排放是否造成環境污染，需要環境監測單位來進行廠界噪聲測量，判斷測量結果是否符合國家規定的噪聲排放要求，并以此作為行政執法依據。由于環境監測單位在實際測量過程中，容易受到測量對象以外的其它環境噪聲的影響，所以通常還需要測量背景噪聲，并依據噪聲測量值與背景噪聲值之間的聲學關系，對噪聲測量結果進行修正。下面結合現行噪聲監測技術規范和實際工作經驗，對工業企業背景噪聲測量和噪聲測量值修正相關問題進行探討研究。

2　背景噪聲測量

背景噪聲是指被測量噪聲源以外的聲源發出的環境噪聲的總和[1]。對于一個產生噪聲的工業企業來說，整個廠區可以當作是被測量的噪聲源，則背景噪聲就是廠界外所有環境噪聲的總和。

2.1測量目的

廠界噪聲測量值是被測噪聲源產生的噪聲和背景噪聲在測量點處的能量疊加值。只有通過測量背景噪聲，合理扣除背景噪聲的影響，才能更真實、客觀地反應出被測噪聲源的噪聲排放水平。

2.2測量前提

廠界噪聲測量時應盡量減小背景噪聲的影響，應選在背景噪聲較低、較穩定時測量，若測量值達標，則無需再進行背景噪聲測量。若按照上述條件進行測量還是無法達標，則需進行背景噪聲測量。

2.3測量方法

GB 12348-2008《工業企業廠界環境噪聲排放標準》中對背景噪聲測量環境作了明確要求，即測量環境應不受被測噪聲源影響且其他聲環境與測量被測噪聲源時保持一致。為滿足這一要求，最有效、最直接的方法就是在被測噪聲源停止排放時監測背景噪聲。但是在實際測量工作中，有些被測噪聲源無法停止排放，不能夠直接測量背景噪聲。目前，背景噪聲測量一般采用直接測量法和間接測量法[2]。

2.3.1直接測量法

若被測噪聲源能夠在短時間內停止排放，則應在測量噪聲源之前或之后，盡快停止噪聲源并測量背景噪聲，背景噪聲測點應與噪聲源測點位置相同。若被測噪聲源雖然不能夠在短時間內停止排放，但是每天有固定的停止和開啟時段，也可以采用直接測量法測量背景噪聲。背景噪聲選擇在被測噪聲源停止的時段內進行，噪聲源測量應選在接近背景噪聲測量之前或之后進行。

測量儀器、儀器校準要求、測量條件和測量點位應符合GB 12348-2008中相關要求。當背景噪聲屬于穩態噪聲，聲級起伏不大于3dB(A)時，測量1min等效聲級。當背景噪聲屬于非穩態噪聲，聲級起伏大于3dB(A)時，無法進行背景噪聲測量，現行噪聲測量技術規范中均未給出有效的解決辦法。

測量過程應時刻關注測量背景噪聲與測量噪聲源時聲環境有無變化，若發生變化，則測量結果無效，應另行選擇與測量噪聲源時聲環境一致的時間測量背景噪聲。

2.3.2間接測量法

若被測噪聲源不能夠停止排放，無法在噪聲源監測點直接測量背景噪聲，可以找一個與測量噪聲源時測量位置不同，不受被測噪聲源影響，且其他聲環境條件與測量被測噪聲源處一致的噪聲測量點作為背景噪聲對照點。通過對選定背景噪聲對照點的測量，間接得出噪聲源監測點的背景噪聲。測量儀器、儀器校準要求、測量條件、測量點位和測量時間參照直接測量法。

在實際測量過程中，因為背景噪聲對照點要避開被測噪聲源影響，所以背景噪聲對照點一般距離噪聲源較遠。為了確保在對測量過程中背景噪聲對照點和被測噪聲源處的聲環境一致，在測量噪聲源和背景噪聲對照點噪聲時，應詳細記錄周邊聲源情況、測點布設、氣象條件及其它影響因素，并對記錄信息進行比較。若發現可能導致兩處聲環境出現差異的因素出現，則測量結果無效，應另選時段重新測量。

該方法對測量人員專業素質要求較高，實際操作過程中受諸多因素影響，準確性往往低于直接測量法，HJ 706-2014《環境噪聲監測技術規范噪聲測量值修正》中明確了該方法只適用于背景噪聲與噪聲測量值相差4.0dB以上時可采用，相差4.0dB以內時不得采用。

3　噪聲測量值修正

3.1標準和技術規范

3.1.1 GB 12349-1990

我國最早提出背景噪聲測量和測量值修正要求的是1990年發布的GB 12349-1990《工業企業廠界噪聲測量方法》。該標準中要求背景噪聲的聲級值應比待測噪聲的聲級值低10dB(A)以上，若測量值與背景值差值小于10dB(A)，測量值按表1進行修正。

表1　測量結果修正表

GB 12349-1990實施后，雖然在一定程度上解決了很多實際問題，但是該標準在準確性和適用范圍上存在以下一些不足：（1）只提出了背景噪聲這一術語，卻沒有給出定義，更沒有給出背景噪聲的具體測量方法；（2）規定的修正值跟通過理論計算出來的修正值存在一定偏差；（3）修正表中的差值是整數，但一般噪聲測量儀器測出的聲級值都可以讀到小數點后一位數，而該標準卻沒有明確測量值如何取整；（4）沒有明確當差值小于3dB(A)時該如何修正。

3.1.2 GB 12349-2008

2008年，GB 12348-2008《工業企業廠界環境噪聲排放標準》發布，替代GB 12349-1990。與GB 12349-1990中背景噪聲測量和測量值修正部分相比，該標準主要作了以下修訂：（1）增加了背景噪聲定義，并對背景噪聲的測量環境和測量時段作了明確規定；（2）修正了測量結果修正表，如表2所示；（3）明確了將噪聲測量值與背景噪聲值的差值取整后再進行修正。

表2　測量結果修正表

GB 12348-2008主要是對GB 12349-1990中的一些不足進行了補充和修訂，基本上能滿足廠界噪聲測量要求，但是實際測量過程中仍然會遇到噪聲測量值與背景噪聲值的差值小于3dB (A)的情形，沒有辦法進行修正。另外，該標準要求將噪聲測量值與背景噪聲值的差值取整后再進行修正，但是卻沒有明確如何取整，這給噪聲測量人員在修正過程帶來很大困擾，同時這也是一個存在爭議的地方。不同的監測單位、不同的監測人員對差值取整的方法和認識也不統一，有按照“四舍五入”的原則進行取整，也有按照“四舍六入五成雙”的原則進行取整，甚至還有認為取整就是刪除小數部分只保留整數。

3.1.3 HJ 706-2014

2014年，HJ 706-2014《環境噪聲監測技術規范噪聲測量值修正》發布。該規范統一規定了背景噪聲測量方法和噪聲測量值修正方法，在噪聲測量值修正部分首次規定了噪聲測量值與背景噪聲值的差值小于3dB時的修正方法，還明確了數值修約規則應按照GB/T 8170-2008《數值修約規則與極限數值的表示和判定》規定執行。

當噪聲測量值與背景噪聲值的差值大于10dB時，噪聲測量值不做修正；當差值范圍在3～10dB時，按表3進行修正，當差值小于3dB時，按表4進行修正。表3和表4中△L1為噪聲測量值與背景噪聲值的差值，△L2為噪聲測量值與被測噪聲源排放限值的差值。計算△L1和△L2，須按照GB/T 8170-2008中規定修約到個數位，按照表3和表4要求進行修正后得到的噪聲排放值，也應修約到個數位。

表3　3dB≤△L1≤10dB時噪聲測量值修正表

表4　△L1＜3dB時噪聲測量值修正表

從表3和表4中可以看出，3dB≤△L1≤10dB時，噪聲測量值修正方法跟GB 12348-2008保持一致；△L1＜3dB時，還要計算△L2才能進行修正。當△L2≤4dB時，修正結果定性為＜排放限值，評價達標；當△L2≥5dB時，修正方法不適用，也無法評價是否達標，應創造條件重新測量。

3.2修正原理

由于聲壓級是對數量度，因此在求幾個聲源的共同效果時，不能簡單地將各自產生的聲壓級數值進行相加，而是需要進行能量疊加[3]。對于n個點聲源在某點的總聲壓級LP計算公式為：

在廠界噪聲監測過程中，若將廠界噪聲測量值以LP表示，噪聲源排放值以LP1表示，背景噪聲測量值以LP2表示，則有：

根據公式（2）可以推導出：

公式（3）是噪聲源排放值LP1的理論計算公式，根據該公式計算得到的LP1已扣除了背景噪聲貢獻。

假設有LP1=LP-△L修，則可以把△L修看作是對噪聲測量值的理論修正。若將噪聲測量值與背景噪聲值的差值以△L差表示，即△L差=LP-LP2，根據公式（2）可以推導出△L差與△L修之間的數學關系：

當差值△L差為已知時，根據公式（4）可計算出理論修正值△L修，計算結果如表5所示。現場測量時，先計算出差值△L差，然后通過查閱表5，得到對應的修正值△L修，再將噪聲測量值LP減去修正值△L修，即可求出噪聲源排放值LP1。

表5　噪聲測量值理論修正表

以△L差為橫坐標，△L修為縱坐標，繪制函數圖像，如圖1所示。從圖中可以看出，差值范圍在0dB～3dB時，曲線斜率變化較快；差值范圍在3dB～10dB時，曲線斜率變化開始變緩；差值大于10dB時，曲線斜率變化最慢，修正值無限接近0dB。

圖1　△L差—△L修曲線圖

為了提高測量效率，進一步簡化修正程序，HJ 706-2014規定，差值大于10dB時時，測量值不做修正；差值范圍在3dB～10dB時，測量值按表3進行修正；差值小于3dB時，測量值按表4進行修正。表3和表4中的數值已按照“四舍六入五成雙”的原則修約到個數位。

下面對HJ 706-2014中測量值修正方法的原理進行探討和分析。（1）差值大于10dB時，理論修正值范圍為0～0.4dB，HJ 706-2014中修正值取0dB，對測量結果不做修正，修正值誤差不超過0.4dB。（2）差值范圍在6～10dB時，理論修正值范圍為0.4～1.4dB，HJ 706-2014中修正值取1dB，修正值誤差不超過0.6dB。（3）差值范圍在4dB～5dB時，理論修正值范圍為1.5dB～2.6dB，HJ 706-2014中修正值取2dB，修正值誤差不超過0.6dB。（4）差值為3dB時，理論修正值范圍為2.7dB～3.5dB，HJ 706-2014中修正值取3dB，修正值誤差不超過0.5dB。（5）差值小于3dB時，理論修正值范圍為3.6～16.4dB。由圖1可知，差值范圍在0dB～3dB時修正值隨差值變化較快。差值變化0.1dB，修正值變化最大可達2.9dB。噪聲源噪聲和背景噪聲測量本身就存在誤差，此時如果按照表5去對測量結果進行修正，會造成測量結果誤差進一步放大。為了避免出現以上這種情形，HJ 706-2014中提出了另一種修正方法。這是一種定性判斷方法，不直接對測量值進行修正，而是間接對測量結果進行定性判斷。當測量值與排放限值的差值≤4dB時，定性為＜排放限值，評價達標，定性判斷誤差不超過0.9dB；當測量值與排放限值的差值≥5dB時，無法評價。

4　噪聲測量值修正誤差分析

噪聲測量值修正是從噪聲測量值中扣除背景噪聲的影響，得到被測噪聲源的排放值。不可避免的是，在測量和修正過程都會產生誤差。

4.1測量誤差

4.1.1方法誤差

背景噪聲測量方法本身在設計上就存在誤差，真實的背景噪聲在現實中是無法測量到的。采用直接測量法測量的背景噪聲和噪聲源噪聲不是同時存在的，采用間接測量法測量的背景噪聲與噪聲源噪聲并不存在于同一個測量點。由于背景噪聲和噪聲源噪聲的“不同時”或“不同地”，所以不管是直接測量法還是間接測量法，測量的背景值也只是接近于真實背景值，而不是真正意義上背景值。

4.1.2儀器誤差

儀器誤差主要是由于噪聲測量儀器不夠精確引起的誤差。聲級計檢定規程要求，在聲級計的任何頻率計權或頻率響應范圍內的任何頻率的所有級量程上，級線性誤差在加上測量所引起的擴展不確定度后，對1級聲級計不超過±1.1dB，2級聲級計不超過± 1.4dB[4]。由此可見，噪聲測量儀器允許誤差范圍并不小，實際測量過程中因儀器造成的誤差是不能忽視的。

4.1.3操作誤差

操作誤差主要是測量人員在測量過程因為操作不夠正確引起的誤差。例如，噪聲測量儀器放置不規范也會給測量結果帶來誤差。

4.1.4主觀誤差

主觀誤差主要是由于測量人員自身的一些主觀因素造成的。例如，在選擇噪聲測量點和背景噪聲對照點時，即使嚴格按照測量規范要求，不同測量人員選擇的測量點位往往也不在同一位置，這樣得到的測量數據經常會出現偏差。

4.1.5隨機誤差

此類誤差一般都是由于一些難以控制且無法避免的偶然因素造成的。例如，測量過程中風速、溫度、濕度等環境條件發生微小變化時也會給測量結果造成誤差。

由于造成測量過程出現誤差的因素很多，且存在不可控因素，故很難確定測量誤差范圍。

4.2修正方法誤差

采用HJ 706-2014中的規定的修正方法對測量值進行修正也會產生誤差。

以某工廠廠界噪聲測量為例，測量因子為等效連續A聲級（Leq），并按照HJ 706-2014中相關要求對噪聲測量值進行了修正，監測結果見表6所示。

表6　某工廠廠界噪聲監測結果

監測結果分析：1#測點噪聲測量值＜排放限值，可不進行背景噪聲測量，直接評價；2#、3#和4#測點△L1在3～10dB(A)之內，按照表3進行修正，無需計算△L2，修正后評價；5#測點△L1＜3dB(A)，△L2≤4dB(A)，按照表4進行修正，修正結果定性為＜排放限值；6#測點△L1＞10dB(A)，測量值不做修正，修約后直接評價。

將經過測量值修正后的排放值同按照公式（3）計算的理論排放值進行比較，分析修正方法引起的誤差對測量結果的影響。（1）1#測點沒有進行背景值測量，不對測量值進行修正，不存在修正誤差。（2）2#測點測量結果修正后排放值為60dB(A)，達標。計算的理論排放值為60.8dB(A)，超標。誤差分析：△L1修約和排放值修約均使測量結果變小，最終使測量結果性質發生改變，由超標變成達標。（3）3#測點測量結果修正后排放值為61dB(A)，超標。計算的理論排放值為60.0dB(A)，達標。誤差分析：△L1修約和排放值修約均使測量結果變大，最終使測量結果性質發生改變，由達標變成超標。（4）4#測點測量結果修正后排放值為62dB(A)，超標。計算的理論排放值為62.2dB(A)，超標。誤差分析：△L1修約使測量結果變大，排放值修約均使測量結果變小，修正后的測量結果與理論計算值相差不大，測量結果性質也未發生改變。（5）5#測點測量結果修正后定性為＜排放限值，達標。計算的理論排放值為60.7dB(A)，超標。誤差分析：△L1修約使測量值與背景值的差值變小，△L2修約使測量值與排放限值的差值變小，進一步符合表4修正條件，最終使測量結果性質發生改變，由超標變成達標。（6）6#測點測量結果修正后排放值為63dB(A)，超標。計算的理論排放值為62.2dB(A)，超標。誤差分析：△L1修約和排放值修約均使測量結果變大，但測量結果性質未發生改變。

以上可以看出，有時候理論計算結果和修正結果會出現評價結論相互矛盾的現象。這種現象如果出現在噪聲仲裁監測活動中，可能會引起爭議，很難使人信服。修正方法產生的誤差主要是由數值修約引起的，包括△L1、△L2以及排放值修約。其中△L1、△L2修約產生的誤差范圍已在測量值修正原理部分進行過探討和分析，排放值按照“四舍六入五成雙”修約造成測量結果產生的誤差不超過0.5dB。不同修約過程中引起的誤差可能會疊加作用于測量結果，下面對HJ 706-2014中的修正方法誤差進行分析。（1）△L1＞10dB時，修正方法誤差不超過0.9dB。（2）6dB≤△L1≤10dB時，修正方法誤差不超過1.1dB。（3）4dB≤△L1≤5dB時，修正方法誤差不超過1.1dB。（4）△L1=3dB時，修正方法誤差不超過1.0dB。（5）△L1＜3dB且△L2≤4dB時，修正方法誤差不超過0.9dB；△L1＜3dB且△L2≥4dB時，由于測量結果無法評價，故不考慮誤差影響。

5　結語

通過以上分析和討論，對背景噪聲測量及噪聲測量值修正探討結論如下。（1）廠界噪聲測量時應選在背景噪聲較低、較穩定時測量，盡量減少背景噪聲影響。（2）噪聲測量誤差無法避免，但是可以通過一些質量控制措施和手段減小測量過程中誤差的影響。如要求測量人員在培訓合格后上崗，測量前合理選擇測量儀器，測量過程中合理選擇測量點位和測量時段，嚴格按照測量技術規范要求，正確運用測量方法等。（3）HJ 706-2014中的規定的修正方法是理論與經驗判斷相結合后產生的，修正值取值較合理，基本上能滿足日常噪聲測量需要。雖然該方法仍存在一定誤差，甚至在某些特殊情況下會出現修正結果與理論修正結果不一致的現象，但是這種現象出現的概率極小。（4）由于噪聲測量修正方法存在誤差，在仲裁監測中，當修正后的排放結果剛好達標或超標時，為避免引起爭議，應另行選擇測量時段重新進行測量。也可以在征求所有利益相關方一致同意后，將測量人員分成兩個測量組進行噪聲測量，只有當兩組最終測量結果相近且評價結論一致時，才可將測量結果作為仲裁依據。

[1]GB 12348-2008,工業企業廠界環境噪聲排放標準[S]．

[2]HJ 706-2014,環境噪聲監測技術規范噪聲測量值修正[S]．

[3]洪宗輝,潘仲麟.環境噪聲控制工程[M].北京：高等教育出版社, 2002．

[4]JJG 188-2002聲級計檢定規程[S]．

[4]GB/T 8170-2008數值修約規則與極限數值的表示和判定[S]．

[5]GB 12349-1990工業企業廠界噪聲測量方法[S]．

鄧玉玲（1988—），男，漢族，湖南衡陽人，本科，助理工程師，主要從事環境監測研究工作。