环境工程中的噪声污染控制技术研究

引言

在经济高速发展的当下，各类工业生产活动日益频繁，城市建设规模不断扩大，交通运输网络愈发密集，这些都使得噪声污染问题愈发严峻。世界卫生组织数据显示，全球约三分之一的城市居民长期受超标噪声困扰，我国城市环境噪声监测数据也表明，多数城市区域噪声值超出国家标准。噪声污染不仅干扰人们的正常生活、工作和学习，还对生态系统造成不良影响。如何有效控制噪声污染，成为环境工程领域亟待解决的重要课题。

1 噪声污染的危害

① 对人体健康的危害。长期处于高噪声环境中，首先会对人体听觉系统造成损伤。当噪声强度超过85 分贝，持续暴露超过8 小时，就会导致听力下降，引发耳鸣、噪声性耳聋等疾病。一项针对纺织厂工人的调查显示，工龄10 年以上的工人中，噪声性耳聋发病率高达 35‰ 。噪声还会影响人体的心血管系统，研究表明，长期暴露在70 分贝以上噪声环境中，高血压发病率会增加 20%-30% ，因为噪声刺激会使交感神经兴奋，导致血压升高、心率加快，进而增加患心脏病和中风的风险。在神经系统方面，噪声会干扰神经系统正常功能，导致失眠、焦虑、烦躁等心理问题。 ② 对生态环境的危害。噪声污染会干扰动物的正常生活。例如，美国大峡谷国家公园的研究发现，飞机噪声导致当地鸟类的鸣唱频率发生改变，使鸟类的求偶成功率下降 12% ；在海洋生态系统中，石油勘探的水下噪声会使鱼类产生应激反应，改变洄游路线，破坏生态系统的食物链平衡。

2 环境工程中的噪声污染控制技术

2.1 隔声技术

隔声技术多依赖于隔声材料或者隔声结构以降低声波传播，常用隔声材料有石膏板，混凝土，较高密度金属材料和复合型隔声材料等。这类材料隔音效果较好，能有效地阻挡声波向空中传播或者穿过建筑结构。隔声技术被广泛应用于建筑施工、工业噪声治理、交通噪声控制等领域。建筑物中的墙壁、门窗和天花板常常是噪声传入房间的主要通道，在这几个地方设置隔声材料或者建造隔音墙体都能有效地阻挡外界噪声传入房间，确保房间的宁静环境。比如在交通噪声比较严重的地区，很多建筑都采用双层玻璃或者隔音窗户以减少噪声传入。另外隔声屏障是常用的隔声措施之一，特别是公路和铁路旁边被广泛使用。这些屏障一般建于噪声源及敏感区域间，利用它们的高度及材料来阻隔噪声的扩散，以降低噪声给居民生活带来的危害。

2.2 传播途径控制技术

传播途径控制技术旨在阻断或削弱噪声的传播。隔声是常用的技术手段，如在我国沪宁高速部分路段设置的复合型声屏障，采用吸声材料与反射板结合的结构，对交通噪声的衰减量可达 25-30 分贝；在工业厂房内安装双层中空玻璃隔声门窗，配合密封胶条处理，可使厂房内噪声向外传播减少20 分贝以上。吸声技术则通过在墙壁、天花板等部位铺设吸声材料，如玻璃棉、矿棉等，吸收反射声能，降低室内混响噪声。某大型会议室采用聚酯纤维吸声板装饰墙面，结合空间吸声体设计，使室内混响时间从2.5秒缩短至 0.8 秒，有效改善了会议声学环境。消声技术主要应用于气流噪声控制，在通风管道、排气口等部位安装消声器，阻性消声器对中高频噪声有良好的消除效果，抗性消声器则适用于低频噪声控制，两者结合使用可实现宽频带降噪。

2.3 接收者防护技术

对于无法避免处于噪声环境中的人员，采取个人防护措施至关重要。佩戴耳塞、耳罩等防护用品，可有效降低进入人耳的噪声强度，为听力提供保护。例如，3M 公司生产的专业降噪耳罩，降噪值（NRR）可达 31 分贝，能显著降低工业噪声对工人听力的损害。此外，合理的城市规划和建筑布局也能起到保护接收者的作用。将居民区与工业区、交通干道等噪声源保持适当距离，利用绿化带、地形等自然屏障减弱噪声传播。新加坡在城市规划中，在交通干道与居民区之间设置宽度不小于30 米的绿化带，结合地形起伏设计，可使噪声衰减10-15 分贝，营造相对安静的生活环境。

2.4 新型噪声控制技术

近年来，随着科技的不断进步，新型噪声控制技术不断涌现。主动降噪技术通过产生与原始噪声相位相反的声波，相互抵消来实现降噪，在耳机、车辆等领域已得到广泛应用。智能噪声监测与控制系统利用传感器实时监测噪声数据，结合人工智能算法自动调整降噪设备，实现精准降噪。某智慧园区部署的智能声屏障系统，通过传感器阵列实时采集噪声数据，经AI 算法分析后，自动调节声屏障的角度和吸声材料的参数，对交通噪声的降噪效果提升 30‰ 。同时，环保型降噪材料的研发也取得了进展，如我国科研团队开发的竹纤维基可降解吸声材料，其吸声性能与传统玻璃棉相当，且废弃后可自然降解，在实现降噪功能的同时，减少对环境的污染。

2.5 有源噪声控制技术

有源噪声控制技术是一种通过主动生成与噪声相位相反的声波来抵消噪声的降噪技术。这种技术是建立在声波干涉原理基础上，即两组相反声波在相遇时会互相抵消以降低总体噪声能量。区别于传统被动降噪方法，有源噪声控制技术能对低频噪声进行有效控制，特别是在动态、复杂的噪声环境下优势显著。有源噪声控制系统一般包括麦克风、控制器、扬声器等。麦克风负责采集环境噪声信号，控制器依据采集到的噪声信号计算所述相位相反声波信号经扬声器输出对应声波以达到噪声抵消目的。该过程对实时性与精确性要求极高，所以有源噪声控制系统设计与调试比较复杂，技术门槛也很高。有源噪声控制技术已被广泛地应用于各个领域。比如在飞机、汽车制造等领域，ANC 系统主要用于降低发动机、气流等引起的低频噪声以给旅客带来更舒适的生活环境。部分高端耳机还采用了有源降噪技术作为关键技术，可以显著降低嘈杂环境下外界噪声并改善音质体验。另外，ANC 技术在工业环境下也被广泛使用，例如在大型机械设备振动噪声控制，空调及通风系统噪声控制。

2.6 声源控制技术

从声源处控制噪声是最直接有效的方法。一方面，通过改进设备设计和生产工艺，研发低噪声设备。例如，某企业研发的新型齿轮传动技术，采用非对称齿形设计和特殊的润滑工艺，将机械设备运行时的摩擦噪声降低了 15-20 分贝；日本企业优化风机叶片的仿生学设计，模仿鸟类翅膀的气动外形，结合轻质复合材料，使风机运行噪声减少12 分贝。另一方面，对现有设备进行减振降噪处理，在设备底座安装减振器，使用柔性连接部件，减少振动传递，从而降低噪声产生。如在大型电机底座安装橡胶减振器，可使振动传递率降低 60%-70% ，有效减少结构噪声的产生；采用弹性联轴器替代刚性联轴器，能显著降低设备运行时的振动噪声。

结语

将传统噪声控制技术和新型技术相结合运用，能够显著减少噪声污染水平和改善人类生活环境。今后，伴随着科学技术的不断进步与革新，噪声污染控制技术也会越来越多样化与智能化，这对于构建和谐社会与可持续发展都会起到强有力的支持作用。与此同时，增强公众意识、健全政策法规等都是治理噪声污染必不可少的环节。在整个社会的努力下，噪声污染可望得到有效治理，给人类营造一个更安静和健康的生活环境。

参考文献

[1]肖杰锋，张倩，洪俊明.新型智慧教学在环境工程专业课程教学中的实施路径— 以水污染控制工程课程为例[J]. 造纸装备及材料，2024,53(01):215-217.

[2]林冰琦.试论环境工程与城市生态文明建设策略[J].皮革制作与环保科技，2023,4(12):196-198.

[3]王娟，方应森，张跃进.大气污染控制工程课程设计教学的改革与实践[J].河南化工，2023,40(06):66-67.