國內(nèi)外環(huán)境噪聲監(jiān)測方法比較及啟示

汪 贇，魏峻山，李憲同，白 煜，溫香彩

中國環(huán)境監(jiān)測總站，國家環(huán)境保護(hù)環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012

環(huán)境噪聲是城市中常見的環(huán)境污染,伴隨著城市建設(shè)、交通建設(shè)而產(chǎn)生，危害到居民健康，因而受到各個(gè)國家的重視。世界衛(wèi)生組織(WHO)在2011年發(fā)布的一項(xiàng)環(huán)境噪聲對西歐國家健康壽命影響的調(diào)查報(bào)告顯示，環(huán)境噪聲對城市居民的主要危害有心血管疾病、兒童認(rèn)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(dá)到100～160萬年[1]。歐洲在2014年發(fā)布的環(huán)境噪聲報(bào)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(huán)境噪聲污染問題同樣突出，2016年全國各類聲功能區(qū)夜間監(jiān)測點(diǎn)次總達(dá)標(biāo)率僅為74%，交通干線兩側(cè)區(qū)域夜間監(jiān)測點(diǎn)次達(dá)標(biāo)率僅為50.5%。環(huán)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(huán)境投訴總量的43.9%[3]。根據(jù)中國統(tǒng)計(jì)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(huán)境噪聲壓力進(jìn)一步加大。因此，監(jiān)測聲環(huán)境質(zhì)量，準(zhǔn)確掌握城市聲環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及變化趨勢，保障居民寧靜的生活環(huán)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(qū)的環(huán)境噪聲監(jiān)測與評價(jià)方法，分析了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了中國環(huán)境噪聲監(jiān)測下一步發(fā)展建議。

1 中國環(huán)境噪聲監(jiān)測與評價(jià)方法

中國每年開展覆蓋全國的普查性聲環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測工作，監(jiān)測方式以手工監(jiān)測為主，部分點(diǎn)位采用自動(dòng)監(jiān)測。中國的聲環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測有3項(xiàng)監(jiān)測內(nèi)容：

1)城市區(qū)域聲環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測，采用網(wǎng)格式抽樣布點(diǎn)，所有點(diǎn)位的噪聲值算術(shù)平均后代表該城市建成區(qū)范圍內(nèi)聲環(huán)境質(zhì)量總體水平。區(qū)域聲環(huán)境質(zhì)量晝間監(jiān)測頻率為每年1次，夜間監(jiān)測頻率為每5年1次。2016年共有322個(gè)地級及以上城市開展了晝間區(qū)域聲環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測，共監(jiān)測55 449個(gè)點(diǎn)位，覆蓋城市區(qū)域面積為27 671 km2。

2)道路交通噪聲監(jiān)測，用一個(gè)點(diǎn)位代表一條或幾條相近道路，采用路長加權(quán)平均法計(jì)算所有監(jiān)測道路的平均等效聲級，反映該城市道路交通噪聲的源強(qiáng)值。道路交通噪聲晝間監(jiān)測頻率為每年1次，夜間監(jiān)測頻率為每5年1次。2016年共有320個(gè)地級及以上城市開展了晝間道路交通聲環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測，共監(jiān)測20 981個(gè)點(diǎn)位，覆蓋道路長度為35 216 km。

3)功能區(qū)聲環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測，采用代表點(diǎn)位法，點(diǎn)位噪聲值應(yīng)能代表該類功能區(qū)平均水平，按監(jiān)測點(diǎn)次統(tǒng)計(jì)達(dá)標(biāo)率，反映各類聲環(huán)境功能區(qū)晝間和夜間達(dá)標(biāo)情況。功能區(qū)聲環(huán)境質(zhì)量每季度監(jiān)測一次。2016年全國共有309個(gè)地級及以上城市開展了功能區(qū)聲環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測，共有2 689個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位[2]。

中國的聲環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價(jià)結(jié)果每年由《中國環(huán)境狀況公報(bào)》《中國噪聲污染防治報(bào)告》《全國城市聲環(huán)境質(zhì)量報(bào)告》等報(bào)告書發(fā)布，反映了該年度各城市聲環(huán)境質(zhì)量總體均值，用于城市考核和排名，督促聲環(huán)境質(zhì)量整體改善。

2 國外環(huán)境噪聲監(jiān)測與評價(jià)方法

2.1 日本

日本與中國相同,每年在全國范圍開展聲環(huán)境質(zhì)量普查監(jiān)測。監(jiān)測內(nèi)容有2項(xiàng)，分別是一般區(qū)域的監(jiān)測和道路交通兩側(cè)區(qū)域的監(jiān)測，根據(jù)噪聲分布特性采用了2種監(jiān)測方法：

1)一般區(qū)域噪聲監(jiān)測。其監(jiān)測方法[4]與中國功能區(qū)聲環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測方法基本一致，即采用代表點(diǎn)位法，統(tǒng)計(jì)各監(jiān)測點(diǎn)次達(dá)標(biāo)率。2013年共有3 174個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位，總達(dá)標(biāo)率為85.9%[5]。

2)道路交通兩側(cè)區(qū)域噪聲監(jiān)測。日本監(jiān)測道路交通噪聲源強(qiáng)值和道路兩側(cè)50 m區(qū)域內(nèi)住宅處所受噪聲影響。道路交通噪聲源強(qiáng)值選取代表點(diǎn)位現(xiàn)場監(jiān)測，住宅處噪聲值根據(jù)聲學(xué)傳播規(guī)律用源強(qiáng)值、與道路距離、建筑物密度等推算而得[6-7]，節(jié)省了大量的現(xiàn)場測量工作，極大提升了普查效率。2012年日本共監(jiān)測道路41 050 km，道路兩側(cè)住宅有6 645千戶。晝間或夜間噪聲超標(biāo)的路段共占12%，晝間或夜間噪聲超標(biāo)的住宅占7%[8]。

日本環(huán)境省每年發(fā)布噪聲監(jiān)測報(bào)告,并在網(wǎng)頁上用點(diǎn)位圖的形式公布道路交通噪聲監(jiān)測中每個(gè)點(diǎn)位的監(jiān)測結(jié)果及超標(biāo)路段等信息。其噪聲評價(jià)結(jié)果不僅能反映城市或全國平均水平，還能明確超標(biāo)路段和超標(biāo)住宅位置，為環(huán)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(xiàn)場測量的方法。噪聲地圖是基于噪聲預(yù)測模型，通過噪聲相關(guān)因素(如道路車流量、機(jī)場起降航次等數(shù)據(jù)信息)計(jì)算得到一定區(qū)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(yù)測模型，2012年提出了預(yù)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(yù)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(huán)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(qū)域噪聲評估的通用方法, 在預(yù)測評估中重點(diǎn)考慮道路交通、鐵路交通、機(jī)場、工業(yè)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(xiàn)狀、歷史狀況或預(yù)測狀況，評估某特定區(qū)域內(nèi)暴露于某噪聲值的住宅、學(xué)校、醫(yī)院數(shù)量，某一區(qū)域內(nèi)暴露于某噪聲值的居民數(shù)量。

歐盟環(huán)境總司(EEA)發(fā)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(gè)大型城市人口密集地帶的噪聲情況，標(biāo)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(yīng)的住宅和人口估算值(可進(jìn)一步提供采取了室內(nèi)隔聲措施的人數(shù))，并發(fā)布噪聲報(bào)告書。各成員國應(yīng)用噪聲地圖評估結(jié)果指導(dǎo)制定下一步行動(dòng)計(jì)劃，在噪聲污染已對人體健康有害的區(qū)域預(yù)防和削減環(huán)境噪聲，并維護(hù)聲環(huán)境質(zhì)量較好的區(qū)域。

2.3 美國

根據(jù)美國《噪聲控制法》，聯(lián)邦的首要職責(zé)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(huán)境允許噪聲水平進(jìn)行控制的權(quán)利。美國環(huán)保署(USEPA)在1970—1982年間設(shè)立了噪聲消減和控制辦公室(ONAC)，協(xié)調(diào)航空局等部門對州際公路運(yùn)輸、鐵路、飛機(jī)與機(jī)場等制定了多項(xiàng)噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)。但在1982年，美國國會取消了ONAC的政府資金，導(dǎo)致USEPA也終止了大部分聯(lián)邦噪聲工作，而將首要噪聲管理職責(zé)轉(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)(如船舶噪聲等)；對噪聲源的使用實(shí)施管理(如限制工作時(shí)間等)；為了管理需要和保護(hù)公眾健康，有些州建立了聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

美國的噪聲常規(guī)監(jiān)測較少。機(jī)場會定期提交飛機(jī)噪聲評價(jià)報(bào)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(jìn)行噪聲監(jiān)測評價(jià)；一般不做一個(gè)城市或一個(gè)地區(qū)的常規(guī)聲環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測評價(jià)[12]。

2.4 澳大利亞

在澳大利亞，聯(lián)邦政府在環(huán)境噪聲方面的管理權(quán)責(zé)僅限于聯(lián)邦政府管轄的領(lǐng)地、領(lǐng)海內(nèi)(領(lǐng)地包括分布在各州的國家公園及聯(lián)邦植物園、軍事基地、聯(lián)邦保留地等)及全國26個(gè)主要機(jī)場的噪聲污染。

州政府在環(huán)境噪聲方面的管理權(quán)責(zé)涵蓋該州疆域內(nèi)除聯(lián)邦領(lǐng)地外的所有范圍。各州制定該州的環(huán)境噪聲法規(guī)和管理體系，并在該州疆域內(nèi)實(shí)行。以西澳大利亞為例，由《環(huán)境噪聲法》給出噪聲限值，分為距噪聲敏感建筑物15 m以內(nèi)范圍、距噪聲敏感建筑物15 m以外范圍、商業(yè)用地和工業(yè)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(yè)噪聲、道路及鐵路噪聲、飛機(jī)及機(jī)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(jiān)測和審批等)。西澳大利亞州環(huán)保部門沒有開展常規(guī)的環(huán)境噪聲質(zhì)量預(yù)測和監(jiān)測，但開展過居民對環(huán)境噪聲滿意度和重要性的調(diào)查[13]。

因此，澳大利亞總體是采用對主要噪聲源監(jiān)測和審批的方式實(shí)現(xiàn)環(huán)境噪聲管理，保護(hù)住宅、醫(yī)院、學(xué)校等噪聲敏感建筑及區(qū)域的聲環(huán)境質(zhì)量。

3 比較不同監(jiān)測與評價(jià)方法優(yōu)缺點(diǎn)

監(jiān)測與評價(jià)環(huán)境噪聲的目的為①服務(wù)于噪聲管理，準(zhǔn)確評估環(huán)境噪聲污染程度，為制定噪聲污染防治政策、城市規(guī)劃和噪聲治理重大決策等提供有力的技術(shù)支持；②服務(wù)于公眾，發(fā)布聲環(huán)境質(zhì)量狀況，保障公眾寧靜的生活環(huán)境。聲環(huán)境監(jiān)測與評價(jià)結(jié)果應(yīng)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(huán)境質(zhì)量監(jiān)測法，歐盟采用噪聲地圖預(yù)測法，美國和澳大利亞主要采用噪聲源監(jiān)測法。比較這3種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，見表1。

表1 環(huán)境噪聲監(jiān)測與評價(jià)方法比較Table 1 Comparison of the environmental noise monitoring and evaluation methods

對比不同國家或地區(qū)環(huán)境噪聲監(jiān)測與評價(jià)方法，在是否監(jiān)測評價(jià)聲環(huán)境質(zhì)量和是否采用現(xiàn)場監(jiān)測方法這2個(gè)方面有較大的區(qū)別，也有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。在中國，環(huán)境質(zhì)量是環(huán)境管理的一個(gè)重要指標(biāo)，《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》規(guī)定：“地方各級人民政府應(yīng)當(dāng)對本行政區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量負(fù)責(zé)”，中國《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》中把“提高環(huán)境質(zhì)量”作為當(dāng)前的核心工作，因此有必要開展聲環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測，掌握一個(gè)區(qū)域或一個(gè)城市的環(huán)境噪聲污染程度，為環(huán)境噪聲管理提供支持。而根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測法和噪聲地圖法的對比，噪聲地圖法缺乏對超標(biāo)排放、違規(guī)排放及建筑施工等聲源的管控，基于中國環(huán)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(biāo)排放、違規(guī)排放還廣泛存在的現(xiàn)狀，現(xiàn)場監(jiān)測與預(yù)測更有意義。

4 對中國聲環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測建議

通過對比發(fā)現(xiàn)，繼續(xù)開展聲環(huán)境質(zhì)量普查性現(xiàn)場監(jiān)測適合中國環(huán)境噪聲監(jiān)測與管理現(xiàn)狀。但現(xiàn)行的聲環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測方法已暴露出很多問題：如每個(gè)點(diǎn)位只測量10～20 min，單次監(jiān)測結(jié)果有較大偶然性；只能粗略地評價(jià)城市總體平均噪聲值(如2016年北京區(qū)域聲環(huán)境質(zhì)量為54.3 dB)，信息量太少，不能滿足管理和公眾的需求。監(jiān)測評價(jià)方法、質(zhì)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(zhǔn)確、客觀地反映城市聲環(huán)境質(zhì)量，非常不利于中國聲環(huán)境質(zhì)量改善。下一步應(yīng)在堅(jiān)持聲環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測方法的基礎(chǔ)上，借鑒其他國家環(huán)境噪聲監(jiān)測與評價(jià)方法的先進(jìn)之處，對中國現(xiàn)行監(jiān)測方法進(jìn)行優(yōu)化和完善。

4.1 深入分析噪聲產(chǎn)生與傳播機(jī)理，優(yōu)化監(jiān)測與評價(jià)方法

日本和歐洲等國家或地區(qū)對于環(huán)境噪聲的產(chǎn)生機(jī)制、傳播規(guī)律進(jìn)行了深入的研究，并應(yīng)用這些規(guī)律把單點(diǎn)的噪聲值推廣到周邊區(qū)域，由點(diǎn)及面，分析環(huán)境噪聲對人群和住宅的影響。對于監(jiān)測時(shí)間、監(jiān)測地點(diǎn)的代表性，環(huán)境噪聲對健康的影響等方面也開展了大量研究。中國的環(huán)境噪聲監(jiān)測方法以統(tǒng)計(jì)平均為基礎(chǔ)，監(jiān)測數(shù)據(jù)只能代表特定時(shí)間地點(diǎn)達(dá)標(biāo)情況和總體平均水平，缺乏對噪聲特性和聲學(xué)規(guī)律的理解和應(yīng)用，缺少對成因和影響的分析。建立環(huán)境噪聲與車流量、人口等更多因素的聯(lián)系，用預(yù)測代替部分監(jiān)測工作是環(huán)境噪聲評價(jià)的發(fā)展方向，應(yīng)從這個(gè)角度優(yōu)化監(jiān)測與評價(jià)方法，使監(jiān)測結(jié)果更深入、更有代表性。

4.2 革新監(jiān)測技術(shù)手段，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量

開展現(xiàn)場監(jiān)測的難點(diǎn)是數(shù)據(jù)質(zhì)控。中國目前對噪聲監(jiān)測儀器的精度提出了要求，可以控制，但對監(jiān)測時(shí)間、監(jiān)測地點(diǎn)、監(jiān)測記錄等監(jiān)測過程方面的質(zhì)控存在難度，這幾個(gè)關(guān)鍵因素的缺位使數(shù)據(jù)難以溯源。噪聲自動(dòng)監(jiān)測雖然可以實(shí)時(shí)測量，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，但缺點(diǎn)是點(diǎn)位不夠靈活，成本較高，并不能完全代替手持式設(shè)備。針對數(shù)據(jù)質(zhì)控的需求，近年許多手持式聲級計(jì)增加了在監(jiān)測過程中直接向服務(wù)器上傳噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)、位置信息、現(xiàn)場照片、校準(zhǔn)記錄及自動(dòng)校時(shí)等功能，結(jié)合信息化手段可以建立聲環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)管理平臺，加強(qiáng)監(jiān)管。但這些技術(shù)在中國還沒有應(yīng)用。數(shù)據(jù)質(zhì)量是監(jiān)測與評價(jià)的基礎(chǔ)，應(yīng)對聲環(huán)境監(jiān)測工作適用的儀器提出更嚴(yán)格的要求。

4.3 增加對重點(diǎn)噪聲源監(jiān)測，全面評價(jià)聲環(huán)境

聲環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測并不能代替對噪聲源的監(jiān)測。在中國，環(huán)境噪聲投訴率居高不下已經(jīng)成為一個(gè)社會問題。為了讓監(jiān)測結(jié)果更直接有效地指導(dǎo)環(huán)境噪聲污染源管理，可對環(huán)境噪聲重點(diǎn)污染源(如道路、鐵路、機(jī)場、建筑工地、工業(yè)園區(qū)等)有針對性的開展專項(xiàng)監(jiān)測，或要求重點(diǎn)噪聲源開展自行監(jiān)測，以期更好地掌握城市聲環(huán)境質(zhì)量與污染源狀況，全面評價(jià)聲環(huán)境。

5 結(jié)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(qū)環(huán)境噪聲監(jiān)測與評價(jià)方法的比較，論述了聲環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測法、噪聲地圖預(yù)測法和噪聲源監(jiān)測法的優(yōu)缺點(diǎn)，并結(jié)合中國管理需求，提出了中國現(xiàn)階段更適合采用聲環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)場監(jiān)測法的觀點(diǎn)。通過比較得出：中國環(huán)境噪聲監(jiān)測工作中對聲學(xué)規(guī)律的研究和運(yùn)用、監(jiān)測技術(shù)能力等與國外先進(jìn)水平有較大差距，應(yīng)加強(qiáng)對噪聲特性理解與應(yīng)用的研究，革新監(jiān)測技術(shù)手段，補(bǔ)充重點(diǎn)噪聲源監(jiān)測，使中國的環(huán)境噪聲監(jiān)測水平有所提升。