20世纪60年代以后,世界上相当多的国家相继开展了城市噪声普查,有的还作为例行的环境监测项目来进行。1961—1963年,英国伦敦采用网格法布点方式,进行了规模较大的城市噪声调查。1968—1985年,意大利在14个城市中共进行了33次城市噪声调查。欧美等发达国家和地区在20世纪70年代,就已对噪声自动监测新技术开始了研究。1974年,世界上第1套噪声自动监测系统在法国图卢斯安装使用。为有效利用噪声自动监测系统产生的海量数据,及时掌握和表征城市或区域的声环境质量状况,相继开发了相关的噪声预测、评价和制图软件。
国外逐步应用噪声预测的方式评估城市大范围声环境质量,但现在仅有少数城市开展城市区域噪声污染的网络化监测或自动监测。例如,西班牙马德里建有由31台固定监测子站和16台流动监测子站组成的噪声自动监测系统。日本每年开展覆盖全国的普查性声环境质量监测工作,监测方式以手工监测为主,部分点位采用自动监测。以上监测数据均向社会发布,服务于城市噪声污染防治。
国外噪声自动监测更多应用于航空噪声、道路交通噪声和建筑施工噪声等各类噪声源监测。目前,许多城市的机场建立了噪声自动监测系统,对各类飞机的起降噪声实施自动监测,并直接与机场塔台联网,以确定其是否超标。美国芝加哥机场建有36个噪声监测终端,英国伦敦希斯罗机场建有50个噪声监测终端,连续测量机场周围的噪声。澳大利亚建有国家级机场航空噪声控制中心,在布里斯班、凯恩斯等机场建有45个噪声监测终端。新加坡、英国、澳大利亚等国家采用噪声自动监测系统监控建筑施工噪声。2019年4月,德国首次上线使用铁路噪声在线监测系统,已覆盖其2/3的货运线路。
国外持续强化噪声科技研发,使得中国噪声控制与声学设计的计算软件和测量分析系统市场一度被占据,并以先进的噪声标准逐步提高产品准入门槛。国际上噪声自动监测的研究和发展方向表现在3个方面:一是完善噪声的全自动监测,探索阵列监测、移动监测、小微站监测和手机监测等新型监测方式,提高监测数据的时间代表性和空间代表性;二是加强噪声源和噪声事件识别能力,着重进行噪声信息频率组分、时间特性、空间分布的分析,以及智能识别等方面的研究,服务于噪声精准识别和源头管控;三是基于噪声自动监测数据优化噪声预测,为噪声评价、控制和规划提供依据。
中国的噪声监测工作始于1973年,经过50多年的不懈努力,噪声自动监测从无到有,取得长足进步,形成了较为完整的体系,相关技术和标准基本覆盖了噪声自动监测领域,具体可分为4个发展时期。
2.1 萌芽期(1973—1982年)
20世纪60年代,中国现代声学的重要开创者和奠基人马大猷院士领导调查、研究噪声,中国科学院声学研究所举办了第一期全国噪声训练班。1973年,马大猷在第一次全国环境保护会议上提出将噪声列为环境污染“四害”之一。随后,在北京、天津等8个城市组织开展了交通噪声测试和城市噪声调查。1979年,原国务院环境保护领导小组办公室在湖南衡阳举办了第一期全国噪声污染防治学习班,为环保系统培养了首批噪声监测人员。继而地方环保部门也相继设置机构、配备和培训人员从事噪声污染防治的管理工作。1980年开始,声环境质量监测正式纳入全国环境监测的常规监测项目,有40多个城市开展了城市道路交通噪声、区域声环境质量的普查监测工作。1982年,《城市区域环境噪声标准》(GB 3096—82)和《城市环境噪声测量方法》(GB 3222—82)发布,中国声环境监测和评价方法逐渐趋于统一。至此,中国噪声监测网络和噪声监测方法初步建立,为噪声自动监测奠定基础。
2.2 成长期(1982—1997年)
1986年,原国家环境保护局制定了《环境噪声污染防治“七五”计划要点》,提出重点城市分期分批建立环境噪声自动监测网络,在北京、天津、上海等33个已建大气自动监测站的城市建成环境噪声监测系统;颁布了由中国环境监测总站(以下简称“总站”)组织制定的《环境监测技术规范(噪声部分)》,规定了噪声监测的项目、频次、数据处理方法、数据报告程序等内容。随着噪声监测工作的发展,中国噪声监测仪器的开发应用得到迅速的发展,具有自动采样、数据处理和打印功能的监测仪器已部分取代了声级计。1987年,原国家环境保护局组织有关部门对国产的噪声监测仪器和噪声自动显示装置进行了评选并向全国环保系统推荐,进一步促进了中国噪声监测仪器的研制和发展。1988年,《机场周围飞机噪声环境标准》(GB 9660—1988)及《机场周围飞机噪声测量方法》(GB9661—1988)、《城市区域环境振动标准》(GB10070—1988)及《城市区域环境振动测量方法》(GB 10071—1988)发布实施。1990年,《铁路边界噪声限值及其测量方法》(GB 12525—1990)发布实施(2008年发布修改方案)。1994年,原国家技术监督局颁布了《环境噪声测量方法》(GB/T 3222—1994),把噪声长期连续监测作为一种噪声测量方法列入了该标准。
1989年,原国家环境保护局增设噪声管理处,各省级环保部门基本上配备了专/兼职的噪声防治人员。1989年发布并施行的《中华人民共和国环境噪声污染防治条例》(国务院第40号令)是中国第1个全国性的环境噪声污染防治法规,标志着噪声治理进入法治轨道。《中华人民共和国环境噪声污染防治法》于1996年10月29日第八届全国人大常委会第二十二次会议通过,自1997年3月1日起施行。
2.3 扩展期(1997—2021年)
国内许多城市积极进行噪声自动监测探索和试验,2006年,“苏州市区环境噪声自动监测系统”建成。2007年12月,总站承担了国家公益性行业科研专项“噪声自动监测系统与应用研究”(200709041),正式启动了中国噪声自动监测的相关研究,为中国噪声自动监测路线提供了技术基础。2009年,总站承担了国家公益性行业科研专项“道路交通噪声监测与评价新方法研究”(200909105)。北京市借举办第29届夏季奥林匹克运动会的契机,建成了108套噪声自动监测系统。《声环境质量标准》(GB 3096—2008)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。随着该标准的颁布实施,噪声自动监测系统的建设工作列入各级环境管理部门的议事日程。由于噪声属于物理污染,环境质量的要求就是对噪声排放的要求。2008—2014年,《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB 12348—2008)、《社会生活环境噪声排放标准》(GB22337—2008)、《建筑施工场界环境噪声排放标准》(GB 12523—2011)这3个排放标准相继发布实施。
2010年,总站印发《声环境质量常规监测暂行技术规定》(总站物字〔2010〕241号)。2010年底,由原环境保护部牵头,11部委联合发布《关于加强环境噪声污染防治工作改善城乡声环境质量的指导意见》(环发〔2010〕144号),要求重点城市设置环境噪声自动监测系统,2011年底前各城市至少设立1个噪声显示屏。广东省出台了《环境噪声自动监测技术规范》(DB 44/T 753—2010),上海市、天津市等地也相继出台了相关的地方标准。2011年,总站印发《功能区声环境质量自动监测技术规定(暂行)》和《环境噪声自动监测系统技术要求(暂行)》(总站物字〔2011〕200号)。部分地方噪声自动监测工作得到了快速发展,深圳市在2011年第26届世界大学生夏季运动会、南京市在2013年亚洲青年运动会和2014年青年奥运会期间,利用自动监测数据对场馆周边声环境质量进行分析,为赛事提供保障。
每年生态环境部发布国家生态环境监测工作方案,组织全国县级及以上城市开展声环境质量监测。各地每年按照《环境噪声监测技术规范城市声环境常规监测》(HJ 640—2012)开展城市功能区声环境、区域声环境和道路交通声环境3项监测工作。但该标准对于声功能区自动监测仅要求上报每季度第2个月的第10日(正常工作日)的监测数据,对于其他大量噪声自动监测数据分析和应用不足。2013年以来,《环境噪声监测点位编码规则》(HJ 661—2013)、《环境噪声监测技术规范噪声测量值修正》(HJ 706—2014)、《环境噪声监测技术规范结构传播固定设备室内噪声》(HJ 707—2014)、《城市轨道交通(地下段)结构噪声监测方法》(HJ 793—2016)相继发布实施。
2017年,《功能区声环境质量自动监测技术规范》(HJ 906—2017)、《环境噪声自动监测系统技术要求》(HJ 907—2017)和《环境振动监测技术规范》(HJ 918—2017)施行。《功能区声环境质量自动监测技术规范》(HJ 906—2017)规范了功能区声环境质量自动监测的基本方法,包括监测点位选取、数据有效性判断、监测结果统计分析、监测系统运行维护、质量保证与质量控制等技术要求。《环境噪声自动监测系统技术要求》(HJ 907—2017)规范了符合生态环境系统监测需求的噪声自动监测系统的技术要求、性能指标和检测方法,定义了噪声自动监测系统由1台或多台噪声监测子站(户外采样部分)及噪声监控系统(软件平台)组成。这2项标准的发布,指导和规范了全国功能区声环境质量自动监测工作,为中国采用自动监测方式开展功能区声环境质量考核评价提供了有力技术支撑。
2018年,原环境保护部印发《机场建设项目环境影响评价文件审批原则(试行)》(环办环评〔2018〕2号),提出“针对年旅客吞吐量(近期或远期)超千万人次机场,在机场和主要声环境敏感区设置噪声实时监测系统”的要求。
2020年12月,总站首次开展环境噪声自动监测仪(监测子站)的适用性能检测工作。依据《环境噪声自动监测系统技术要求》(HJ 907—2017),通过对数据采集率、本机噪声、温度稳定性、相对湿度稳定性等指标的测试,综合评价噪声自动监测仪的性能质量,为环境噪声监测网络提供基础数据保障。这项工作的开展,标志着噪声自动监测仪有了专属的“上岗证”。2021年,深圳市印发《深圳市噪声自动监测站运行管理办法》。
2.4 提质期(2021年至今)
2021年11月2日发布的《中共中央国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》规定:实施噪声污染防治行动,加快解决群众关心的突出噪声问题。到2025年,地级及以上城市全面实现功能区声环境质量自动监测,全国声环境功能区夜间达标率达到85%。
2021年12月24日,第十三届全国人民代表大会常务委员会第三十二次会议审议通过了《中华人民共和国噪声污染防治法》(简称《噪声法》)。原《中华人民共和国环境噪声污染防治法》仅5次提到“监测”,而《噪声法》36次提到“监测”,且《噪声法》对噪声监测的组织开展、实施主体、监测方式等提出了明确要求。《噪声法》提出,国务院生态环境主管部门负责制定噪声监测和评价规范,组织开展全国声环境质量监测,推进监测自动化;地方人民政府生态环境主管部门组织开展本行政区域声环境质量监测,加强对噪声敏感建筑物周边等重点区域噪声排放情况的调查、监测。对于工业噪声,聚焦重点源,提出实行排污许可管理的单位应当开展自行监测;噪声重点排污单位应当安装、使用、维护噪声自动监测设备;对于建筑施工噪声,聚焦重点区域,提出在噪声敏感建筑物集中区域施工作业,建设单位应当设置噪声自动监测系统;对于交通运输噪声,落实运营期噪声污染防治责任,要求城市轨道交通运营单位、铁路运输企业应当按照国家规定进行监测,民用机场管理机构应当对机场周围民用航空器噪声进行监测;对于社会生活噪声,发挥社会治理作用,鼓励公共场所管理者采取设置噪声自动监测和显示设施等措施加强管理。
随着《噪声法》的实施,未来对自动监测系统的需求将逐步增加,自动监测系统技术要求高,其安装、使用、维护与手持式噪声监测设备差别大,尽管国内企业已开始涉足这一领域,但仍处于起步阶段,这就要求国内企业加大技术创新力度,研发低成本、微型化、动态实时感知的全天候、易操作维护、自校准能力强的智能自动监测系统。根据执法监测需求,国内企业还需在现有技术基础上进一步加强技术创新,研制具备噪声源识别功能的全自动噪声监测设备。
为深入贯彻落实《噪声法》,按照《中共中央国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》,2023年1月3日,生态环境部等16个部门和单位联合印发《“十四五”噪声污染防治行动计划》(环大气〔2023〕1号)(简称《行动计划》),这是继“大气十条”“水十条”“土十条”等之后加快解决噪声污染问题的具体行动,也被称为“声十条”。《行动计划》基于《噪声法》有关噪声监测的新要求,结合工作基础,进一步明确了“十四五”期间的工作。一是推动功能区声环境质量自动监测,按照统一组织、分步实施的原则,2023—2024年完成自动监测系统建设及联网,2025年1月1日起全面实现功能区声环境质量自动监测。二是落实各类噪声源监测。噪声重点排污单位、噪声敏感建筑物集中区域施工作业的建设单位依法依规开展自动监测,城市轨道交通运营单位和铁路运输企业依法依规开展噪声监测,并要求到2025年底,年旅客吞吐量500万人次以上机场基本具备民用航空器噪声实时监测能力。三是完善监测标准,强化科技支撑。制定工业噪声、建筑施工噪声自动监测以及机场周围区域飞机噪声监测规范,开展噪声与振动污染防治和监测科学研究。四是开展城市噪声地图应用试点,建立试点城市噪声实时监测网络,鼓励有条件的城市依托噪声地图、噪声溯源等信息化手段,加强噪声污染防治精准化管控。《行动计划》将声环境功能区夜间达标率达到85%作为主要目标之一。《“十四五”生态环境监测规划》(环监测〔2021〕117号)要求健全声环境监测,包括提高噪声监测仪器性能质量要求,严格监测过程质控,提高监测结果准确性。《成渝地区双城经济圈生态环境保护规划》(环综合〔2022〕12号)要求在居民噪声投诉热点地区,加密建设一批噪声监测点位并纳入自动监测网络。
为贯彻落实《噪声法》《行动计划》,生态环境部印发《关于加强噪声监测工作的意见》(环办监测〔2023〕2号),进一步细化了噪声监测体系,强化监测能力建设,在开展常规声环境质量和噪声源监测的同时,加强对噪声投诉较多的敏感区域的监测,用自动化、信息化手段提升噪声监测能力。同时,要求生态环境部组织做好噪声测量仪器检定装置生态环境部门最高计量标准的运行维护。生态环境部发布《环境监管重点单位名录管理办法》(部令第27号),将噪声污染问题突出、群众反映强烈的工业企业纳入环境监管重点单位。生态环境部修订完善了《环境影响评价导则声环境》(HJ 2.4—2021)等系列标准,发布了《排污许可证申请与核发技术规范工业噪声》(HJ 1301—2023)和《关于开展工业噪声排污许可管理工作的通知》(环办环评〔2023〕14号),以及在分行业的排污单位自行监测技术指南中分别提出了噪声监测方面的要求。2022年,中国金属学会组织制定《钢铁行业噪声自动监测技术规范》团体标准,规定了钢铁行业噪声自动监测系统、点位布设、数据处理与评价、质量保证和质量控制等技术要求。总站组织制定《功能区声环境质量自动监测能力建设技术要求(试行)》(总站物字〔2023〕13号)和《国家功能区声环境质量监测站(点)设置、调整和备案程序(试行)》《功能区声环境质量自动监测系统运行维护和质量控制技术要求》以及数据审核等系列技术文件。3.1 建立了现代化噪声监测制度
中国噪声监测包括声环境监测和噪声源监测2大类。声环境监测是宏观层面的,主要目的是反映城市噪声总体水平和长期变化规律及趋势,比较不同城市间的声环境质量状况,为地方政府制定声环境质量改善规划提供参考。噪声源监测是微观层面的,主要目的是了解不同噪声源排放特征和影响范围,为排放单位制定噪声污染防治方案提供依据。在多年的努力下,中国已构建噪声监测制度现代化顶层设计,形成手工监测与自动监测结合、区域监测与精准监测结合、自行监测与执法监测结合的现代化噪声监测和评估体系,将成熟可行的技术方法凝练应用于法律和相关规定中。“政府主导、部门协同、企业履责、社会参与、公众监督”的噪声“大监测”格局将更加成熟定型。
生态环境部将会同有关部门统一规划国家声环境质量监测站(点)设置,各省级生态环境部门负责设置本行政区域声环境质量监测站(点)。中国已建成覆盖全国95%以上的地级及以上城市及部分县级市的监测网络,共设有声环境质量监测点位约8万个,其中区域和道路交通声环境基本为手工监测,功能区声环境3618个点位中有308个自动监测点位,占总数的8.5%。2022年,全国城市功能区声环境质量昼间、夜间达标率分别为96.0%和86.6%,同比分别升高0.6和3.7个百分点,但4a类功能区(道路交通干线两侧区域)和1类功能区(居住文教区)夜间达标率持续偏低。从多年统计数据看,功能区声环境质量总体向好,区域和道路交通声环境质量总体稳定,但局部噪声投诉举报持续居高。在噪声源监测方面,按照相关部门的要求,各地设置了一定数量噪声监测点位。2022年,全国地级及以上城市在约4.1万个施工工地安装了自动监测设备(扬尘噪声在线监测设备),在城市轨道交通沿线设置了1300余个噪声监测点位,有力支撑了建筑施工、城市轨道交通等噪声源监管;在公共场所共设置了880余套噪声自动监测设备和噪声显示屏。
3.2 构建了噪声自动监测技术体系
中国的噪声自动监测技术经历了采用便携式声级计测量的初始阶段,安装少量固定式噪声自动监测站点的发展阶段,以及正在经历的全面构建噪声自动监测网络的扩展和提升阶段,在监测技术方法方面攻克了一系列技术难点。
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