唐 晓,李 礼,余家燕
(重庆市环境监测中心,重庆401147)
随着经济社会发展和城市化进程的加快,城市规模和城市人口不断增长,随之而来的城市环境噪声问题也日益突出。环境噪声污染对人们正常生产和生活造成严重影响,据资料统计,2009年重庆市环境污染投诉事件中,噪声污染投诉15 616件,占环境污染总投诉的65.2%。如何有效地对城市环境噪声进行监测,更好地为环境管理决策、环境监督执法和社会公众服务,已成为环境保护的热点问题。GB3096-2008《声环境质量标准》[1]提出,全国重点环保城市以及其他有条件的城市和地区宜设置环境噪声自动监测系统,进行不同声环境功能区监测点的连续自动监测。
环境噪声自动监测是整个环境监测体系的重要内容,也是当前环境噪声监测的发展趋势和终极目标。笔者在综述国内外环境噪声自动监测技术及仪器的发展,总结重庆市功能区环境噪声自动监测系统建设和运行维护工作的基础上,提出了一些实际经验,以求为环境噪声自动监测的发展提供参考。
上世纪90年代末,随着计算机网络技术的发展,人们开始尝试将手持式声级计测量的数据存放到计算机中,同时利用网络技术将数据自动传输到中心机房,这样就形成了“噪声自动监测系统”的雏形。近几年,随着计算机硬件技术的飞速发展,世界上一些声学仪器厂生产出将声级计与担任数据采集任务的计算机相结合的一体化产品。这些产品具有24小时全天候连续监测、无人值守、实时传输等特点,通过PSTN、GPRS、CDMA等通讯手段将数据传输,同时,利用各自开发的软件自动将噪声数据存储到数据库中,并从多种角度对这些数据进行计算、分析、统计和显示[2]。目前,噪声自动监测系统已向小型化、智能化、即装即用的方向发展。
目前,市面上主流的声学产品生产厂商有丹麦的B&K、法国的01dB、挪威的Norsonic、日本的理音、中国杭州的爱华、中国珠海的高凌等,总结一下这些噪声自动监测仪具有的功能,大多能达到自动实时监测、存储和传输数据,可以对系统设置、运行、监控、通信、数据分析处理、制图、报告形成、信息发布、GIS联结,根据获取的噪声数据,生成噪声地图,支持SQL Server、Oracle等数据库,能探测噪声事件、MP3记录噪声事件,整合气象数据到软件中,并根据需要随时对气象数据进行数据分析处理、制图、形成报告,能故障报警,大都具有良好的兼容性和扩展性。通过技术参数对比,总体来说欧洲产品因技术性能和集成化程度高,处于世界领先水平,并在世界范围内引导着行业的发展。
国外发达国家在城市噪声战略研究管理和噪声控制预测方面已有20多年的历史,噪声自动监测系统也早于我国广泛应用[3]。新加坡投入200万新元建设了一个由18个测点组成的城市环境噪声自动监测网;雅典在雅典奥运会前建设了一个由8个子站组成的道路噪声监测系统;法国巴黎建设了一个由250个子站组成的城市噪声监测系统。许多发达国家及地区利用自动监测系统产生的海量数据,及时掌握和表征城市的声环境质量状况,如西班牙首都马德里市于1994年作为全世界首个利用噪声自动监测系统数据和噪声分析评价软件,成功绘制出了马德里市的噪声分布图,对全世界噪声污染监控和治理规划,起到积极的启示意义。
噪声自动监测在我国起步较晚,2003年国家环保总局下发的《环境监测技术路线》指出:运用具有自动采集功能的环境噪声自动监测仪器等设备按分期定点连续监测法进行功能区噪声监测;在全国建成功能完善的城市环境噪声监测网络和重点交通源的自动监测网路系统。直到2008年10月颁布的GB3096-2008《声环境质量标准》中明确提出,全国重点环保城市以及其他有条件的城市和地区宜设置环境噪声自动监测系统,进行不同声环境功能区监测点的连续自动监测。香港、澳门及台湾等地先于内地开展城市噪声自动监测,并已建设形成城市噪声自动监测系统监控网络;近年来,北京、上海、南京、天津、广州、苏州、南昌等一大批主要大中城市,也都有效开展了城市噪声自动监测系统的建设[3,4]。
为全面、客观、有代表性地反映城市各类声环境功能区和城市道路交通干线两侧区域的声环境状况及其影响因素,加大监控力度,重庆市于2007年和2008年分两期建成了功能区环境噪声自动监测系统。
根据重庆市区城市功能现状及发展规划、人口及交通路网分布、城市区域环境噪声适用区划分、历年来城市环境噪声监测数据和主要噪声源分布等情况,参考GB3096—2008《声环境质量标准》,进行监测点位布设方案的整体优化,具体采取区域环境网格布点(500m×500m)进行普查,最终经优化论证,共建设21个噪声自动监测站(NMT):其中一类区3个,二类区11个,三类区3个,四类区4个。
对当前国内外噪声自动监测设备资料的收集和筛选,结合实际情况,仪器选用法国01dB-Metravib公司生产的01dB OPER@-EX噪声自动监测设备。
站点的安全性是首要考虑的因素。在满足点位代表性的前提下,应尽量避免建在过于偏僻的地点以防盗窃。
站点周围环境状况相对稳定,附近应无明显的电磁干扰,通讯线路容易安装。若采用无线通讯方式,则应避免通讯盲区。
噪声自动监测数据需要从各个监测点通过国际互联网传输到系统控制中心,因此系统应能提供网络层的安全措施,防止系统外部成员的非法侵入以及操作人员的越级操作,保证系统的安全使用。
3.4.1 基础
噪声自动监测系统通常采用两种安装方式:落地式和壁挂式。占地面积根据箱体底面积大小而定。为方便系统的安装,在地面上砌筑水泥基座,水泥基座表面应平整,并贴上瓷砖使其整体美观协调。
3.4.2 防雷
噪声自动监测站点应安装防雷设施,且必须符合电气安全规范中关于避雷系统的技术要求,接地电阻小于4欧姆。防雷验收以气象防雷部门出具的防雷检测报告为依据。
3.4.3 供电
噪声监测仪器需24h稳定无间断的220V交流电,交流电难以保障时应配有蓄电池,且蓄电能力不小于24h。充电供电应配备有电源过压、过载和漏电保护装置。外露管线的布设应考虑安全性和美观性。所采用的开关、插座等电气设施应符合相关电工标准。
3.4.4 施工质量
施工方应提供规范化的站点基建设计图、站点安装、拆卸技术指导说明书。施工过程应注意对周围环境的保护。严格对工程质量进行验收,并对基建设施设定保修期。
目前我国尚未对噪声自动监测进行统一的标准化、规范化要求,国内各城市噪声自动监测系统的建设都处于摸索和尝试的过程。笔者在重庆市主城功能区环境噪声自动监测系统3年多时间的运行维护中,积累了一些经验。
每天通过终端数采软件检查并记录监测数据的采集情况。查看具体数据,对出现急剧升高、降低或连续不变等情况,应及时进行问题排查。
通过阅读终端软件的报警记录,全面掌握系统报警情况,及时安排排查工作,保障系统的稳定连续运行。笔者在噪声自动监测系统运行3年中遇到的常见故障及解决办法列于表1。
表1 噪声自动监测系统常见故障及解决办法
巡检工作除了不定期对各个监测子站(NMT)进行巡视外,还包括定期对声学仪器进行校准、站点档案的整理,以及子站的保洁等工作。
4.3.1 仪器校准
重庆市主城区环境噪声自动监测子站执行的是仪器自动校准和人工校准并行的方法。自动校准为每天一次,采用系统内置自动校准方法,自动校准数据上传和保存至中心站;人工校准每季度一次,采用94.0dB(A)标准声源进行校准,校准完成后,填写噪声校准记录卡,对不合格的站点仪器,及时做好复查。
4.3.2 站点档案
对各个噪声自动监测站点的仪器设备建立档案,包括站点信息(站点编号、详细地址、海拔与经纬度、负责人等)、设备信息(仪器型号及编号、安装方式、运行时间、IP地址等)、日常运行维护记录、仪器故障检修更换记录和仪器校准等质控记录。
4.3.3 保洁
为确保噪声监测设备稳定运行和监测数据准确可靠,子站机箱内应保持清洁,无灰尘和蜘蛛网等;防风罩应定期清洗,必要时进行更换。
重庆市功能区环境噪声自动监测系统的运行,实现了重庆市主城区声环境质量的实时监测,与传统手工监测方法相比,具有准确、高效、连续等特点。每日发布的功能区环境噪声日报,便于政府部门和公众准确掌握、及时了解有关的环境信息,对政府加强环境管理、保护公众健康具有重要的现实意义。同时,通过专用软件对监测数据进行处理分析,得出重庆市环境噪声污染的时空分布规律和变化趋势,为噪声污染防治决策和相关科研项目提供了有力的技术支持,在创建环境保护模范城市工作中发挥着重要作用。
[1] 国家环境保护局.GB3096-2008声环境质量标准[S].北京:中国环境科学出版社,2008.
[2] 李 华,邢洪林,李玉文,等.环境噪声在线自动监测系统[J].环境科学与管理,2005,30(4):101-102.
[3] 秦 勤,张 斌,段传波,等.环境噪声自动监测系统研究进展[J].中国环境监测,2007,23(6):38-40.
[4] 张文平,刘忠马,汤小强,等.南昌市城市噪声自动监测系统[J].中国环境监测,2004,20(5):35-36,61.