高校校園噪聲監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)
——以上海大學(xué)寶山校區(qū)為例

徐雪麗， 曹麗娜， 董纖凌， 石 相， 李 陽(yáng)， 韋松良， 李 政， 李函燁，董紹東， 牛應(yīng)虎， 李遠(yuǎn)航， 董 鵬， 白宇星， 張曉嵐， 郝 瑩，朱晨光， 陳學(xué)萍

(上海大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院， 上海 200444)

聲音是一種物理現(xiàn)象， 通過(guò)不同的方式和途徑傳遞著信息， 在人類生活中起著非常重要的作用.但當(dāng)人類不需要某種聲音時(shí)， 這種聲音就成為噪聲.環(huán)境噪聲污染是指所產(chǎn)生的環(huán)境噪聲超過(guò)國(guó)家規(guī)定的環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)， 并干擾他人正常生活、工作和學(xué)習(xí)的現(xiàn)象[1].從物理學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看， 噪聲是由許多不同頻率和強(qiáng)度的聲波無(wú)規(guī)則地、雜亂無(wú)章地組合而成.噪聲可能由偶然的自然現(xiàn)象產(chǎn)生， 但更多地是由人類活動(dòng)產(chǎn)生的.噪聲按人類生活方式可分為交通噪聲、工業(yè)噪聲、建筑施工噪聲、社會(huì)生活噪聲[2].噪聲產(chǎn)生的危害包括: ①造成聽力損傷[3-4];②干擾睡眠[4-5]; ③引起人體生理疾病[6]; ④影響人的心理健康[7]; ⑤影響胎兒和兒童的智力發(fā)育; ⑥干擾語(yǔ)言交談; ⑦危害儀器設(shè)備和建筑結(jié)構(gòu)等.因此， 噪聲污染自20 世紀(jì)70 年代以來(lái)就被稱為城市環(huán)境問(wèn)題的四大公害之一[8]， 是21 世紀(jì)環(huán)境污染控制的主要對(duì)象[9].

高校作為未來(lái)型人才的重要培養(yǎng)基地， 是學(xué)生和教職工學(xué)習(xí)、生活、工作和科研的主要場(chǎng)所， 周圍聲環(huán)境的良好與否直接關(guān)系到學(xué)生和教職工的身心健康[10].隨著人們生活水平的提高， 學(xué)生和教職工所使用的交通工具也在發(fā)生變化， 機(jī)動(dòng)車數(shù)量逐漸增多.隨著高校開放程度的提高， 社會(huì)車輛進(jìn)入校園的頻次和種類也在增加.此外， 圍高校商業(yè)圈的發(fā)展也正逐漸影響著校園環(huán)境.綜上可知， 校園噪聲有增無(wú)減， 并逐漸增大了對(duì)學(xué)生和教職工的影響， 所以對(duì)于校園噪聲應(yīng)給予高度的重視[11-13].

1 研究方法

1.1 學(xué)校概況

上海大學(xué)寶山校區(qū)坐落于上海市寶山區(qū)大場(chǎng)鎮(zhèn)， 校園占地面積近200 萬(wàn)m2， 校舍建筑面積約132 萬(wàn)m2， 運(yùn)動(dòng)場(chǎng)面積約14 萬(wàn)m2， 場(chǎng)館合計(jì)面積約9.7 萬(wàn)m2， 各類在校生近5.7 萬(wàn)人.上海大學(xué)寶山校區(qū)主校區(qū)的南北兩條邊界分別與上大路、錦秋路毗鄰， 緊鄰西校門的是以聚豐園路為主干道的宏基生活廣場(chǎng)， 東校區(qū)最東邊的邊界是桃浦河， 東校區(qū)與主校區(qū)之間相隔一條南陳路(見圖1).

由此可見， 上海大學(xué)寶山校區(qū)的南北兩面以及主校區(qū)和東區(qū)交界處很有可能受到交通噪聲的污染， 西面很有可能受到社會(huì)生活噪聲的污染.

1.2 監(jiān)測(cè)布點(diǎn)

上海大學(xué)是1 類聲環(huán)境功能區(qū)， 需要保持安靜.上海大學(xué)寶山校區(qū)校園具有明顯的功能分區(qū)特點(diǎn)， 主要包括學(xué)習(xí)工作區(qū)、生活區(qū)、運(yùn)動(dòng)區(qū).3 個(gè)功能區(qū)在寶山校區(qū)總占地面積中的比例大致為5∶3∶2.本研究依據(jù)網(wǎng)格布點(diǎn)法， 并兼顧功能區(qū)的面積和師生的分布情況， 分別優(yōu)化設(shè)置了具有代表性的5 個(gè)學(xué)習(xí)工作區(qū)、3 個(gè)生活區(qū)、2 個(gè)運(yùn)動(dòng)區(qū)作為監(jiān)測(cè)點(diǎn).監(jiān)測(cè)點(diǎn)的平面位置如圖1 所示， 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的環(huán)境特征如表1 所示.

圖1 校園噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)的平面布置圖(紅色監(jiān)測(cè)點(diǎn)為生活區(qū)， 紫色監(jiān)測(cè)點(diǎn)為學(xué)習(xí)工作區(qū)， 藍(lán)色監(jiān)測(cè)點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)區(qū))Fig.1 Plane layout diagram of the noise monitoring sampling sites in the campus (living areas are red， sports areas are blue， study and work areas are purple)

表1 校園噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)的分布情況Table 1 Distributions of the noise monitoring sampling sites in the campus

1.3 監(jiān)測(cè)方法

1.3.1 監(jiān)測(cè)時(shí)間

根據(jù)GB 3096—2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[14]中的規(guī)定: “晝間”是指6:00—22:00 之間的時(shí)段; “夜間”是指22:00—次日6:00 之間的時(shí)段.鑒于此并結(jié)合實(shí)際情況， 本次的噪聲測(cè)量選擇在2018 年11 月26 日—12 月2 日連續(xù)進(jìn)行7 d.測(cè)量的時(shí)間段為Ⅰ(08:00—12:00)，Ⅱ(14:00—19:00)， Ⅲ(22:00—23:00)， 其中， Ⅰ與Ⅱ時(shí)間段為晝間， Ⅲ時(shí)間段為夜間.

1.3.2 監(jiān)測(cè)儀器

本研究采用AWA5633A 型聲級(jí)計(jì)， 符合GB 3096—2008[14]和IEC 651 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)2 型及2 型以上聲級(jí)計(jì)的要求.

1.3.3 監(jiān)測(cè)條件

測(cè)量前， 應(yīng)認(rèn)真檢查聲級(jí)計(jì)能否正常工作， 電池電量是否充足， 是否安插防風(fēng)罩.測(cè)量過(guò)程中， 應(yīng)手持聲級(jí)計(jì)， 聲級(jí)計(jì)距離身體不小于0.5 m， 并盡量遠(yuǎn)離能反射聲音的建筑物， 距離任何反射物(地面除外)至少3.5 m， 距地面高度1.2 m 以上.測(cè)量應(yīng)在無(wú)雨雪、無(wú)雷電天氣， 風(fēng)速5 m/s 以下條件時(shí)進(jìn)行.測(cè)量時(shí)要注意同時(shí)記錄日期、時(shí)間、地點(diǎn)、測(cè)定人員、氣象條件.

測(cè)量的瞬時(shí)聲級(jí)數(shù)據(jù)直接由聲級(jí)計(jì)每隔5 s 讀出， 連續(xù)測(cè)量200 個(gè)數(shù)據(jù).

1.4 評(píng)價(jià)方法

1.4.1 等效連續(xù)A 聲級(jí)法

因?yàn)樾@噪聲是無(wú)規(guī)律的、起伏不定的， 即非穩(wěn)態(tài)的， 所以采用等效連續(xù)A 聲級(jí)法用于非穩(wěn)態(tài)噪聲的評(píng)價(jià)， 其定義為某時(shí)間段內(nèi)的非穩(wěn)態(tài)噪聲的瞬時(shí)A 聲級(jí).用能量平均的方法， 以一個(gè)連續(xù)不變的A 聲級(jí)來(lái)表示該時(shí)段內(nèi)噪聲的聲級(jí)， 用Leq表示， 單位為dB(A).以一次測(cè)得的200 個(gè)數(shù)據(jù)為例， 將所測(cè)得的200 個(gè)數(shù)據(jù)從大到小排列， 則第10%個(gè)數(shù)據(jù)(第20 個(gè)數(shù)據(jù))即為L(zhǎng)10， 第50%個(gè)數(shù)據(jù)(第100 個(gè)數(shù)據(jù))為L(zhǎng)50， 第90%個(gè)數(shù)據(jù)(第180 個(gè)數(shù)據(jù))為L(zhǎng)90.Leq的計(jì)算公式如下:

根據(jù)GB 3096—2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》， 校園噪聲屬于“1 類聲環(huán)境功能區(qū)”中的“文化教育、科研設(shè)計(jì)、行政辦公”區(qū)域， 其規(guī)定的晝間和夜間噪聲限值分別為55 和45 dB.監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)經(jīng)處理后得到Leq， 并將其與標(biāo)準(zhǔn)噪聲限值進(jìn)行比較， 用于進(jìn)一步的分析評(píng)價(jià).

1.4.2 噪聲污染指數(shù)法

噪聲污染指數(shù)法適用于對(duì)區(qū)域環(huán)境噪聲的綜合評(píng)價(jià)[15].噪聲污染指數(shù)PN的計(jì)算公式如下:

式中:為平均等效連續(xù)A 聲級(jí)(dB(A));Lb為等效聲級(jí)基準(zhǔn)值， 一般為75 dB(A).具體的噪聲分級(jí)表如表2 所示.

表2 噪聲分級(jí)表Table 2 Noise scale

2 結(jié)果與分析

在本研究所設(shè)置的10 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中， 晝間的噪聲分布為52.0～69.9 dB(A)， 夜間的噪聲分布為44.0～61.5 dB(A).由圖2 可知.晝間噪聲最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為山明食堂， 最小的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為機(jī)自學(xué)院， 且僅有機(jī)自學(xué)院未超標(biāo); 夜間噪聲最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為風(fēng)雨操場(chǎng)， 最小的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為山明食堂，且僅有山明食堂未超標(biāo); 山明食堂一天的晝夜噪聲變化最大， 晝間的噪聲在10 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中最大， 而夜間的噪聲在10 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中最小.這是因?yàn)闀冮g山明食堂處于就餐高峰期， 人流量較大， 噪聲污染嚴(yán)重， 而晚上19:00 以后食堂關(guān)門， 無(wú)就餐人員， 人流量迅速下降， 噪聲較小， 基本無(wú)污染.機(jī)自樓坐落于學(xué)校新擴(kuò)建的東校區(qū)， 人流量不大， 且樓內(nèi)基本為專業(yè)實(shí)驗(yàn)室， 人流量穩(wěn)定， 故晝夜噪聲數(shù)據(jù)基本無(wú)變化.

圖2 校園不同功能區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的晝夜等效連續(xù)A 聲級(jí)Fig.2 Day and night equivalent continuous A sound level of different functional areas in the campus

由于晝夜噪聲標(biāo)準(zhǔn)限值不同， 但晝夜噪聲值變化顯著， 因此將不同功能區(qū)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)分別進(jìn)行晝間和夜間的箱型圖分析(見圖3).結(jié)果發(fā)現(xiàn): 不同功能區(qū)晝夜噪聲差異的趨勢(shì)各不相同，其中生活區(qū)晝夜噪聲差距最為顯著， 學(xué)習(xí)工作區(qū)次之， 運(yùn)動(dòng)區(qū)晝夜噪聲差距不顯著.泮池和山明食堂晝間有較大的人流量去游玩、就餐， 而夜間山明食堂關(guān)閉， 人流量很小， 新世紀(jì)宿舍晝間學(xué)生大多去上課， 夜間就寢， 故生活區(qū)晝夜噪聲差異顯著.運(yùn)動(dòng)區(qū)晝間組織學(xué)生體育課， 夜間學(xué)生和周圍居民來(lái)學(xué)校鍛煉身體， 故晝夜噪聲差異不顯著.另外， 10 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)工作日與周末的噪聲差異不顯著， 但晝夜噪聲仍有差異.

圖3 不同功能區(qū)的晝夜噪聲比較Fig.3 Comparisons of the day and night noise in different functional areas

由圖4 所示的學(xué)校不同功能區(qū)一天3 個(gè)時(shí)間的等效連續(xù)A 聲級(jí)發(fā)現(xiàn): 生活區(qū)與學(xué)習(xí)工作區(qū)一天內(nèi)的等效連續(xù)A 聲級(jí)的變化趨勢(shì)相同， 均為逐漸降低; 運(yùn)動(dòng)區(qū)則呈現(xiàn)兩個(gè)操場(chǎng)變化趨勢(shì)相反的現(xiàn)象.這主要是因?yàn)轱L(fēng)雨操場(chǎng)內(nèi)設(shè)有400 m 跑道和室外籃球場(chǎng)， 且24 h 對(duì)外開放， 而南區(qū)操場(chǎng)的高爾夫球場(chǎng)與足球場(chǎng)主要供晝間上課和承辦比賽時(shí)使用， 夜間關(guān)閉較早.

圖4 校園不同功能區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上午、下午、晚上的等效連續(xù)A 聲級(jí)Fig.4 Equivalent continuous A sound level in the morning， afternoon and evening of different functional areas in the campus

等效連續(xù)A 聲級(jí)以數(shù)據(jù)的形式， 直觀地表達(dá)了監(jiān)測(cè)點(diǎn)噪聲是否超標(biāo)以及超標(biāo)的量， 從而判定監(jiān)測(cè)點(diǎn)聲環(huán)境的好壞.將計(jì)算得到噪聲污染指數(shù)PN與聲環(huán)境質(zhì)量狀況和類型一一對(duì)應(yīng)，從而判別聲環(huán)境的質(zhì)量狀況和類型.通過(guò)計(jì)算， 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的噪聲污染指數(shù)如表3 所示.結(jié)果發(fā)現(xiàn): 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)晝間、夜間、工作日和周末的質(zhì)量狀況均有差異; 工作日晝間有60%的監(jiān)測(cè)點(diǎn)聲環(huán)境質(zhì)量為壞， 夜間有70%的監(jiān)測(cè)點(diǎn)聲環(huán)境質(zhì)量為好及以上; 周末晝間有50%的監(jiān)測(cè)點(diǎn)聲環(huán)境質(zhì)量為壞， 夜間只有40%的監(jiān)測(cè)點(diǎn)聲環(huán)境質(zhì)量為好及以上.推斷周末夜間的聲環(huán)境質(zhì)量比工作日有所下降， 是因?yàn)橹苣┤藗冊(cè)谝归g活動(dòng)增多.

表3 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的噪聲污染指數(shù)值及聲環(huán)境質(zhì)量狀況對(duì)照表Table 3 Noise pollution index values and the quality of the acoustic environment of each sampling sites

為便于分析， 通過(guò)比較與計(jì)算得出了各監(jiān)測(cè)點(diǎn)晝夜的超標(biāo)率(見表4).可以看出: 監(jiān)測(cè)點(diǎn)9的晝夜噪聲超標(biāo)率均為100%超標(biāo)， 原因是監(jiān)測(cè)點(diǎn)9 為環(huán)化學(xué)院， 因做實(shí)驗(yàn)等原因， 學(xué)院許多實(shí)驗(yàn)設(shè)備晝夜運(yùn)行， 造成聲環(huán)境質(zhì)量狀況較差; 夜間噪聲超標(biāo)率均在40%以上， 且有4 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的超標(biāo)率為100%， 說(shuō)明校園夜間聲環(huán)境不容樂觀; 監(jiān)測(cè)點(diǎn)10 的晝間噪聲一周內(nèi)全部達(dá)標(biāo)，說(shuō)明處于東校區(qū)的機(jī)自學(xué)院目前人流量不大， 且周圍環(huán)境綠化較好， 為其聲環(huán)境作出了一定的貢獻(xiàn); 監(jiān)測(cè)點(diǎn)4 與監(jiān)測(cè)點(diǎn)5 的晝間噪聲超標(biāo)率差別很大， 主要是因?yàn)槟蠀^(qū)操場(chǎng)大部分運(yùn)動(dòng)區(qū)只供學(xué)生上課或承辦賽事時(shí)使用， 其余時(shí)間很少對(duì)外開放， 而風(fēng)雨操場(chǎng)除舉辦大型賽事時(shí)限制人員進(jìn)出外， 其余24 h 對(duì)校內(nèi)外人員開放， 且有南區(qū)操場(chǎng)所沒有的400 m 跑道， 運(yùn)動(dòng)人員較多，故而噪聲超標(biāo)率大.

表4 校園各監(jiān)測(cè)點(diǎn)噪聲超標(biāo)率Table 4 Noise exceeding rate of the sampling sites in the campus %

3 結(jié)論與建議

本研究針對(duì)不同功能區(qū)的不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了連續(xù)一周的等效連續(xù)A 聲級(jí)與噪聲污染指數(shù)的監(jiān)測(cè)， 分析結(jié)果得出: 上海大學(xué)寶山校區(qū)校園聲環(huán)境質(zhì)量狀況總體良好; 機(jī)自樓全天聲環(huán)境質(zhì)量良好; 山明食堂晝間以及風(fēng)雨操場(chǎng)晝夜間聲環(huán)境超標(biāo)嚴(yán)重; 山明食堂和泮池夜間聲環(huán)境質(zhì)量相對(duì)較好; 運(yùn)動(dòng)區(qū)夜間噪聲量較大.

通過(guò)與部分已進(jìn)行噪聲監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)的高校的聲環(huán)境質(zhì)量狀況進(jìn)行對(duì)比可知， 由于在一定程度上會(huì)受到周圍環(huán)境的影響， 使得高校易受到噪聲污染(見表5).上海大學(xué)寶山校區(qū)與其他高校相比， 聲環(huán)境質(zhì)量偏好， 有利于學(xué)生、教職工的學(xué)習(xí)、生活等.

表5 部分高校聲環(huán)境質(zhì)量狀況對(duì)比Table 5 Comparisons of the quality of sound environment in some universities

隨著晝夜交替變化， 不同功能區(qū)的噪聲值有一定的變化規(guī)律.由圖5 所示的校園晝夜間噪聲分布等值線圖可知: 晝間山明食堂受噪聲影響最大， 超出限值5～15 dB(A)， 其余功能區(qū)聲環(huán)境質(zhì)量總體較好; 風(fēng)雨操場(chǎng)晝夜間的噪聲值均較大， 超出限值5～15 dB(A)， 其余功能區(qū)聲環(huán)境質(zhì)量總體較好.晝夜間的噪聲分布具有一定的反差， 晝間西北至東南一線的學(xué)習(xí)工作區(qū)及生活區(qū)噪聲值較高， 污染嚴(yán)重， 而東北至西南的學(xué)習(xí)工作區(qū)及運(yùn)動(dòng)區(qū)聲質(zhì)量狀況良好; 夜間西北至東南一線的學(xué)習(xí)工作區(qū)及生活區(qū)噪聲值較低， 聲質(zhì)量狀況良好， 而東北至西南的學(xué)習(xí)工作區(qū)及運(yùn)動(dòng)區(qū)噪聲值較高， 污染嚴(yán)重.

圖5 晝夜間噪聲分布等值線圖Fig.5 Noise distributions in contour plot during the day and the night

上海大學(xué)校園功能區(qū)規(guī)劃清晰， 因此針對(duì)校園噪聲的特殊性， 可對(duì)不同的功能區(qū)采取合適的控制方法.

(1) 對(duì)因校園外道路施工、校園內(nèi)建筑施工產(chǎn)生的噪聲， 應(yīng)規(guī)定施工時(shí)間， 并在施工區(qū)周圍采取隔音、消聲等措施.

(2) 對(duì)產(chǎn)生噪聲的設(shè)備采取針對(duì)性的管理， 配備相應(yīng)的隔聲、吸聲或消聲設(shè)備， 如有必要，及時(shí)更新設(shè)備.學(xué)習(xí)工作區(qū)中實(shí)驗(yàn)設(shè)備占有很大的比例， 對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備噪聲的管控極為重要.對(duì)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)設(shè)備可配備相應(yīng)的隔聲墻、隔聲罩、隔音間、吸聲材料等， 也可以從根本上更換為產(chǎn)噪量小的設(shè)備.

(3) 增大綠化面積.植被對(duì)聲音有良好的吸收效果， 從而降低噪聲.截至2019 年5 月， 上海大學(xué)寶山校區(qū)綠化率為44%， 綠化覆蓋率達(dá)65%， 綠化面積較為可觀， 且各功能區(qū)之間的綠化帶也非常明顯， 從而有效避免了因時(shí)空不同產(chǎn)生的噪聲間的相互影響， 但東校區(qū)某些地方綠化不足， 如能得到改善， 對(duì)吸聲降噪會(huì)有更好的效果.

(4) 加大宣傳力度.讓學(xué)生、教職工等了解噪聲的危害， 掌握如何預(yù)防以及如何從自身做起， 減少噪聲的產(chǎn)生.例如， 在學(xué)習(xí)工作區(qū)可規(guī)定手機(jī)等電子設(shè)備的音量， 懸掛宣傳標(biāo)語(yǔ)等.