國內外環境噪聲監測方法比較及啟示

汪 贇，魏峻山，李憲同，白 煜，溫香彩

中國環境監測總站，國家環境保護環境監測質量控制重點實驗室，北京 100012

環境噪聲是城市中常見的環境污染,伴隨著城市建設、交通建設而產生，危害到居民健康，因而受到各個國家的重視。世界衛生組織(WHO)在2011年發布的一項環境噪聲對西歐國家健康壽命影響的調查報告顯示，環境噪聲對城市居民的主要危害有心血管疾病、兒童認知損失、煩惱、睡眠障礙和耳鳴，估算西歐整體傷殘損失壽命年達到100～160萬年[1]。歐洲在2014年發布的環境噪聲報告估算歐洲暴露在晝晚夜等效聲級(Lden)55 dB以上的人口超過1.25億，暴露在65 dB以上的人口超過3 700萬[2]。中國環境噪聲污染問題同樣突出，2016年全國各類聲功能區夜間監測點次總達標率僅為74%，交通干線兩側區域夜間監測點次達標率僅為50.5%。環境噪聲投訴率居高不下，2016年全國噪聲投訴52.2萬件，占到環境投訴總量的43.9%[3]。根據中國統計年鑒，2015年中國城市道路長度增加了12 645 km，軌道交通長度增加了379 km，民用汽車擁有量增加了1 686.34萬輛，城市環境噪聲壓力進一步加大。因此，監測聲環境質量，準確掌握城市聲環境質量現狀及變化趨勢，保障居民寧靜的生活環境非常重要。筆者對比了中國、日本、歐盟、美國、澳大利亞等國家或地區的環境噪聲監測與評價方法，分析了各種方法的優缺點，提出了中國環境噪聲監測下一步發展建議。

1 中國環境噪聲監測與評價方法

中國每年開展覆蓋全國的普查性聲環境質量監測工作，監測方式以手工監測為主，部分點位采用自動監測。中國的聲環境質量監測有3項監測內容：

1)城市區域聲環境質量監測，采用網格式抽樣布點，所有點位的噪聲值算術平均后代表該城市建成區范圍內聲環境質量總體水平。區域聲環境質量晝間監測頻率為每年1次，夜間監測頻率為每5年1次。2016年共有322個地級及以上城市開展了晝間區域聲環境質量監測，共監測55 449個點位，覆蓋城市區域面積為27 671 km2。

2)道路交通噪聲監測，用一個點位代表一條或幾條相近道路，采用路長加權平均法計算所有監測道路的平均等效聲級，反映該城市道路交通噪聲的源強值。道路交通噪聲晝間監測頻率為每年1次，夜間監測頻率為每5年1次。2016年共有320個地級及以上城市開展了晝間道路交通聲環境質量監測，共監測20 981個點位，覆蓋道路長度為35 216 km。

3)功能區聲環境質量監測，采用代表點位法，點位噪聲值應能代表該類功能區平均水平，按監測點次統計達標率，反映各類聲環境功能區晝間和夜間達標情況。功能區聲環境質量每季度監測一次。2016年全國共有309個地級及以上城市開展了功能區聲環境質量監測，共有2 689個監測點位[2]。

中國的聲環境質量監測與評價結果每年由《中國環境狀況公報》《中國噪聲污染防治報告》《全國城市聲環境質量報告》等報告書發布，反映了該年度各城市聲環境質量總體均值，用于城市考核和排名，督促聲環境質量整體改善。

2 國外環境噪聲監測與評價方法

2.1 日本

日本與中國相同,每年在全國范圍開展聲環境質量普查監測。監測內容有2項，分別是一般區域的監測和道路交通兩側區域的監測，根據噪聲分布特性采用了2種監測方法：

1)一般區域噪聲監測。其監測方法[4]與中國功能區聲環境質量監測方法基本一致，即采用代表點位法，統計各監測點次達標率。2013年共有3 174個監測點位，總達標率為85.9%[5]。

2)道路交通兩側區域噪聲監測。日本監測道路交通噪聲源強值和道路兩側50 m區域內住宅處所受噪聲影響。道路交通噪聲源強值選取代表點位現場監測，住宅處噪聲值根據聲學傳播規律用源強值、與道路距離、建筑物密度等推算而得[6-7]，節省了大量的現場測量工作，極大提升了普查效率。2012年日本共監測道路41 050 km，道路兩側住宅有6 645千戶。晝間或夜間噪聲超標的路段共占12%，晝間或夜間噪聲超標的住宅占7%[8]。

日本環境省每年發布噪聲監測報告,并在網頁上用點位圖的形式公布道路交通噪聲監測中每個點位的監測結果及超標路段等信息。其噪聲評價結果不僅能反映城市或全國平均水平，還能明確超標路段和超標住宅位置，為環境噪聲污染防治管理提供支持。

2.2 歐盟

歐盟通常采用噪聲地圖評估噪聲影響，而不是采用現場測量的方法。噪聲地圖是基于噪聲預測模型，通過噪聲相關因素(如道路車流量、機場起降航次等數據信息)計算得到一定區域的噪聲分布情況。歐盟有近150名噪聲專家致力于建立歐盟通用預測模型，2012年提出了預測模型CNOSSOS-EU[9]并還在完善中。歐洲各國也各自建立了該國的預測模型(如英國的CRTN-88[10]，法國的 NMPB-2008,德國的RSL90等)。

歐盟2002年公布環境噪聲指令(Directive2002/49/EC-the Environmental Noise Directive)[11]，確立了噪聲地圖作為歐盟各國大區域噪聲評估的通用方法, 在預測評估中重點考慮道路交通、鐵路交通、機場、工業源及港口排放的噪聲，采用Lden評估噪聲煩惱度，Lnight評估睡眠障礙，展示噪聲現狀、歷史狀況或預測狀況，評估某特定區域內暴露于某噪聲值的住宅、學校、醫院數量，某一區域內暴露于某噪聲值的居民數量。

歐盟環境總司(EEA)發布了歐盟噪聲地圖信息匯總平臺(Noise Observation and Information Service for Europe)，提供了102個大型城市人口密集地帶的噪聲情況，標示出Lden為60、65、70、75 dB等值線，高于55、65、75 dB的總面積，以及對應的住宅和人口估算值(可進一步提供采取了室內隔聲措施的人數)，并發布噪聲報告書。各成員國應用噪聲地圖評估結果指導制定下一步行動計劃，在噪聲污染已對人體健康有害的區域預防和削減環境噪聲，并維護聲環境質量較好的區域。

2.3 美國

根據美國《噪聲控制法》，聯邦的首要職責是噪聲源排放控制，州和其他行政部門保留對噪聲源的使用和對環境允許噪聲水平進行控制的權利。美國環保署(USEPA)在1970—1982年間設立了噪聲消減和控制辦公室(ONAC)，協調航空局等部門對州際公路運輸、鐵路、飛機與機場等制定了多項噪聲控制標準。但在1982年，美國國會取消了ONAC的政府資金，導致USEPA也終止了大部分聯邦噪聲工作，而將首要噪聲管理職責轉移到州和地方政府。

美國的州和地方政府可對主要噪聲源之外的其他噪聲源制定排放標準(如船舶噪聲等)；對噪聲源的使用實施管理(如限制工作時間等)；為了管理需要和保護公眾健康，有些州建立了聲環境質量標準。

美國的噪聲常規監測較少。機場會定期提交飛機噪聲評價報告；高速公路建成后，一般情況下只要道路沒有變化(拓寬或改道)，都不再重新進行噪聲監測評價；一般不做一個城市或一個地區的常規聲環境質量監測評價[12]。

2.4 澳大利亞

在澳大利亞，聯邦政府在環境噪聲方面的管理權責僅限于聯邦政府管轄的領地、領海內(領地包括分布在各州的國家公園及聯邦植物園、軍事基地、聯邦保留地等)及全國26個主要機場的噪聲污染。

州政府在環境噪聲方面的管理權責涵蓋該州疆域內除聯邦領地外的所有范圍。各州制定該州的環境噪聲法規和管理體系，并在該州疆域內實行。以西澳大利亞為例，由《環境噪聲法》給出噪聲限值，分為距噪聲敏感建筑物15 m以內范圍、距噪聲敏感建筑物15 m以外范圍、商業用地和工業用地共4類不同用地有不同限值。噪聲管理主要是針對各類噪聲源開展(包括對工業噪聲、道路及鐵路噪聲、飛機及機場噪聲、鄰里間噪聲糾紛、建筑施工、大型音樂及體育集會場地噪聲的監測和審批等)。西澳大利亞州環保部門沒有開展常規的環境噪聲質量預測和監測，但開展過居民對環境噪聲滿意度和重要性的調查[13]。

因此，澳大利亞總體是采用對主要噪聲源監測和審批的方式實現環境噪聲管理，保護住宅、醫院、學校等噪聲敏感建筑及區域的聲環境質量。

3 比較不同監測與評價方法優缺點

監測與評價環境噪聲的目的為①服務于噪聲管理，準確評估環境噪聲污染程度，為制定噪聲污染防治政策、城市規劃和噪聲治理重大決策等提供有力的技術支持；②服務于公眾，發布聲環境質量狀況，保障公眾寧靜的生活環境。聲環境監測與評價結果應能便捷、有效的為管理決策和公眾所用。綜上，中國和日本采用的是聲環境質量監測法，歐盟采用噪聲地圖預測法，美國和澳大利亞主要采用噪聲源監測法。比較這3種方法的優缺點，見表1。

表1 環境噪聲監測與評價方法比較Table 1 Comparison of the environmental noise monitoring and evaluation methods

對比不同國家或地區環境噪聲監測與評價方法，在是否監測評價聲環境質量和是否采用現場監測方法這2個方面有較大的區別，也有各自的優缺點。在中國，環境質量是環境管理的一個重要指標，《中華人民共和國環境保護法》規定：“地方各級人民政府應當對本行政區域的環境質量負責”，中國《“十三五”生態環境保護規劃》中把“提高環境質量”作為當前的核心工作，因此有必要開展聲環境質量監測，掌握一個區域或一個城市的環境噪聲污染程度，為環境噪聲管理提供支持。而根據現場監測法和噪聲地圖法的對比，噪聲地圖法缺乏對超標排放、違規排放及建筑施工等聲源的管控，基于中國環境噪聲投訴(特別是建筑施工和社會生活噪聲投訴)較高，超標排放、違規排放還廣泛存在的現狀，現場監測與預測更有意義。

4 對中國聲環境質量監測建議

通過對比發現，繼續開展聲環境質量普查性現場監測適合中國環境噪聲監測與管理現狀。但現行的聲環境質量監測方法已暴露出很多問題：如每個點位只測量10～20 min，單次監測結果有較大偶然性；只能粗略地評價城市總體平均噪聲值(如2016年北京區域聲環境質量為54.3 dB)，信息量太少，不能滿足管理和公眾的需求。監測評價方法、質控手段、信息化水平都還停留在過去科技水平有限的條件下，不能準確、客觀地反映城市聲環境質量，非常不利于中國聲環境質量改善。下一步應在堅持聲環境質量監測方法的基礎上，借鑒其他國家環境噪聲監測與評價方法的先進之處，對中國現行監測方法進行優化和完善。

4.1 深入分析噪聲產生與傳播機理，優化監測與評價方法

日本和歐洲等國家或地區對于環境噪聲的產生機制、傳播規律進行了深入的研究，并應用這些規律把單點的噪聲值推廣到周邊區域，由點及面，分析環境噪聲對人群和住宅的影響。對于監測時間、監測地點的代表性，環境噪聲對健康的影響等方面也開展了大量研究。中國的環境噪聲監測方法以統計平均為基礎，監測數據只能代表特定時間地點達標情況和總體平均水平，缺乏對噪聲特性和聲學規律的理解和應用，缺少對成因和影響的分析。建立環境噪聲與車流量、人口等更多因素的聯系，用預測代替部分監測工作是環境噪聲評價的發展方向，應從這個角度優化監測與評價方法，使監測結果更深入、更有代表性。

4.2 革新監測技術手段，保證數據質量

開展現場監測的難點是數據質控。中國目前對噪聲監測儀器的精度提出了要求，可以控制，但對監測時間、監測地點、監測記錄等監測過程方面的質控存在難度，這幾個關鍵因素的缺位使數據難以溯源。噪聲自動監測雖然可以實時測量，保證數據質量，但缺點是點位不夠靈活，成本較高，并不能完全代替手持式設備。針對數據質控的需求，近年許多手持式聲級計增加了在監測過程中直接向服務器上傳噪聲監測數據、位置信息、現場照片、校準記錄及自動校時等功能，結合信息化手段可以建立聲環境監測數據管理平臺，加強監管。但這些技術在中國還沒有應用。數據質量是監測與評價的基礎，應對聲環境監測工作適用的儀器提出更嚴格的要求。

4.3 增加對重點噪聲源監測，全面評價聲環境

聲環境質量監測并不能代替對噪聲源的監測。在中國，環境噪聲投訴率居高不下已經成為一個社會問題。為了讓監測結果更直接有效地指導環境噪聲污染源管理，可對環境噪聲重點污染源(如道路、鐵路、機場、建筑工地、工業園區等)有針對性的開展專項監測，或要求重點噪聲源開展自行監測，以期更好地掌握城市聲環境質量與污染源狀況，全面評價聲環境。

5 結語

研究通過對中國、日本、歐盟、美國和澳大利亞等國家或地區環境噪聲監測與評價方法的比較，論述了聲環境質量監測法、噪聲地圖預測法和噪聲源監測法的優缺點，并結合中國管理需求，提出了中國現階段更適合采用聲環境質量現場監測法的觀點。通過比較得出：中國環境噪聲監測工作中對聲學規律的研究和運用、監測技術能力等與國外先進水平有較大差距，應加強對噪聲特性理解與應用的研究，革新監測技術手段，補充重點噪聲源監測，使中國的環境噪聲監測水平有所提升。