20世紀60年代以后,世界上相當多的國家相繼開展了城市噪聲普查,有的還作為例行的環境監測項目來進行。1961—1963年,英國倫敦采用網格法布點方式,進行了規模較大的城市噪聲調查。1968—1985年,意大利在14個城市中共進行了33次城市噪聲調查。歐美等發達國家和地區在20世紀70年代,就已對噪聲自動監測新技術開始了研究。1974年,世界上第1套噪聲自動監測系統在法國圖盧斯安裝使用。為有效利用噪聲自動監測系統產生的海量數據,及時掌握和表征城市或區域的聲環境質量狀況,相繼開發了相關的噪聲預測、評價和制圖軟件。
國外逐步應用噪聲預測的方式評估城市大范圍聲環境質量,但現在僅有少數城市開展城市區域噪聲污染的網絡化監測或自動監測。例如,西班牙馬德里建有由31臺固定監測子站和16臺流動監測子站組成的噪聲自動監測系統。日本每年開展覆蓋全國的普查性聲環境質量監測工作,監測方式以手工監測為主,部分點位采用自動監測。以上監測數據均向社會發布,服務于城市噪聲污染防治。
國外噪聲自動監測更多應用于航空噪聲、道路交通噪聲和建筑施工噪聲等各類噪聲源監測。目前,許多城市的機場建立了噪聲自動監測系統,對各類飛機的起降噪聲實施自動監測,并直接與機場塔臺聯網,以確定其是否超標。美國芝加哥機場建有36個噪聲監測終端,英國倫敦希斯羅機場建有50個噪聲監測終端,連續測量機場周圍的噪聲。澳大利亞建有國家級機場航空噪聲控制中心,在布里斯班、凱恩斯等機場建有45個噪聲監測終端。新加坡、英國、澳大利亞等國家采用噪聲自動監測系統監控建筑施工噪聲。2019年4月,德國首次上線使用鐵路噪聲在線監測系統,已覆蓋其2/3的貨運線路。
國外持續強化噪聲科技研發,使得中國噪聲控制與聲學設計的計算軟件和測量分析系統市場一度被占據,并以先進的噪聲標準逐步提高產品準入門檻。國際上噪聲自動監測的研究和發展方向表現在3個方面:一是完善噪聲的全自動監測,探索陣列監測、移動監測、小微站監測和手機監測等新型監測方式,提高監測數據的時間代表性和空間代表性;二是加強噪聲源和噪聲事件識別能力,著重進行噪聲信息頻率組分、時間特性、空間分布的分析,以及智能識別等方面的研究,服務于噪聲精準識別和源頭管控;三是基于噪聲自動監測數據優化噪聲預測,為噪聲評價、控制和規劃提供依據。
中國的噪聲監測工作始于1973年,經過50多年的不懈努力,噪聲自動監測從無到有,取得長足進步,形成了較為完整的體系,相關技術和標準基本覆蓋了噪聲自動監測領域,具體可分為4個發展時期。
2.1 萌芽期(1973—1982年)
20世紀60年代,中國現代聲學的重要開創者和奠基人馬大猷院士領導調查、研究噪聲,中國科學院聲學研究所舉辦了第一期全國噪聲訓練班。1973年,馬大猷在第一次全國環境保護會議上提出將噪聲列為環境污染“四害”之一。隨后,在北京、天津等8個城市組織開展了交通噪聲測試和城市噪聲調查。1979年,原國務院環境保護領導小組辦公室在湖南衡陽舉辦了第一期全國噪聲污染防治學習班,為環保系統培養了首批噪聲監測人員。繼而地方環保部門也相繼設置機構、配備和培訓人員從事噪聲污染防治的管理工作。1980年開始,聲環境質量監測正式納入全國環境監測的常規監測項目,有40多個城市開展了城市道路交通噪聲、區域聲環境質量的普查監測工作。1982年,《城市區域環境噪聲標準》(GB 3096—82)和《城市環境噪聲測量方法》(GB 3222—82)發布,中國聲環境監測和評價方法逐漸趨于統一。至此,中國噪聲監測網絡和噪聲監測方法初步建立,為噪聲自動監測奠定基礎。
2.2 成長期(1982—1997年)
1986年,原國家環境保護局制定了《環境噪聲污染防治“七五”計劃要點》,提出重點城市分期分批建立環境噪聲自動監測網絡,在北京、天津、上海等33個已建大氣自動監測站的城市建成環境噪聲監測系統;頒布了由中國環境監測總站(以下簡稱“總站”)組織制定的《環境監測技術規范(噪聲部分)》,規定了噪聲監測的項目、頻次、數據處理方法、數據報告程序等內容。隨著噪聲監測工作的發展,中國噪聲監測儀器的開發應用得到迅速的發展,具有自動采樣、數據處理和打印功能的監測儀器已部分取代了聲級計。1987年,原國家環境保護局組織有關部門對國產的噪聲監測儀器和噪聲自動顯示裝置進行了評選并向全國環保系統推薦,進一步促進了中國噪聲監測儀器的研制和發展。1988年,《機場周圍飛機噪聲環境標準》(GB 9660—1988)及《機場周圍飛機噪聲測量方法》(GB9661—1988)、《城市區域環境振動標準》(GB10070—1988)及《城市區域環境振動測量方法》(GB 10071—1988)發布實施。1990年,《鐵路邊界噪聲限值及其測量方法》(GB 12525—1990)發布實施(2008年發布修改方案)。1994年,原國家技術監督局頒布了《環境噪聲測量方法》(GB/T 3222—1994),把噪聲長期連續監測作為一種噪聲測量方法列入了該標準。
1989年,原國家環境保護局增設噪聲管理處,各省級環保部門基本上配備了專/兼職的噪聲防治人員。1989年發布并施行的《中華人民共和國環境噪聲污染防治條例》(國務院第40號令)是中國第1個全國性的環境噪聲污染防治法規,標志著噪聲治理進入法治軌道?!吨腥A人民共和國環境噪聲污染防治法》于1996年10月29日第八屆全國人大常委會第二十二次會議通過,自1997年3月1日起施行。
2.3 擴展期(1997—2021年)
國內許多城市積極進行噪聲自動監測探索和試驗,2006年,“蘇州市區環境噪聲自動監測系統”建成。2007年12月,總站承擔了國家公益性行業科研專項“噪聲自動監測系統與應用研究”(200709041),正式啟動了中國噪聲自動監測的相關研究,為中國噪聲自動監測路線提供了技術基礎。2009年,總站承擔了國家公益性行業科研專項“道路交通噪聲監測與評價新方法研究”(200909105)。北京市借舉辦第29屆夏季奧林匹克運動會的契機,建成了108套噪聲自動監測系統。《聲環境質量標準》(GB 3096—2008)提出:全國重點環保城市,以及其他有條件的城市和地區宜設置環境噪聲自動監測系統,進行不同聲環境功能區監測點的連續自動監測。隨著該標準的頒布實施,噪聲自動監測系統的建設工作列入各級環境管理部門的議事日程。由于噪聲屬于物理污染,環境質量的要求就是對噪聲排放的要求。2008—2014年,《工業企業廠界環境噪聲排放標準》(GB 12348—2008)、《社會生活環境噪聲排放標準》(GB22337—2008)、《建筑施工場界環境噪聲排放標準》(GB 12523—2011)這3個排放標準相繼發布實施。
2010年,總站印發《聲環境質量常規監測暫行技術規定》(總站物字〔2010〕241號)。2010年底,由原環境保護部牽頭,11部委聯合發布《關于加強環境噪聲污染防治工作改善城鄉聲環境質量的指導意見》(環發〔2010〕144號),要求重點城市設置環境噪聲自動監測系統,2011年底前各城市至少設立1個噪聲顯示屏。廣東省出臺了《環境噪聲自動監測技術規范》(DB 44/T 753—2010),上海市、天津市等地也相繼出臺了相關的地方標準。2011年,總站印發《功能區聲環境質量自動監測技術規定(暫行)》和《環境噪聲自動監測系統技術要求(暫行)》(總站物字〔2011〕200號)。部分地方噪聲自動監測工作得到了快速發展,深圳市在2011年第26屆世界大學生夏季運動會、南京市在2013年亞洲青年運動會和2014年青年奧運會期間,利用自動監測數據對場館周邊聲環境質量進行分析,為賽事提供保障。
每年生態環境部發布國家生態環境監測工作方案,組織全國縣級及以上城市開展聲環境質量監測。各地每年按照《環境噪聲監測技術規范城市聲環境常規監測》(HJ 640—2012)開展城市功能區聲環境、區域聲環境和道路交通聲環境3項監測工作。但該標準對于聲功能區自動監測僅要求上報每季度第2個月的第10日(正常工作日)的監測數據,對于其他大量噪聲自動監測數據分析和應用不足。2013年以來,《環境噪聲監測點位編碼規則》(HJ 661—2013)、《環境噪聲監測技術規范噪聲測量值修正》(HJ 706—2014)、《環境噪聲監測技術規范結構傳播固定設備室內噪聲》(HJ 707—2014)、《城市軌道交通(地下段)結構噪聲監測方法》(HJ 793—2016)相繼發布實施。
2017年,《功能區聲環境質量自動監測技術規范》(HJ 906—2017)、《環境噪聲自動監測系統技術要求》(HJ 907—2017)和《環境振動監測技術規范》(HJ 918—2017)施行?!豆δ軈^聲環境質量自動監測技術規范》(HJ 906—2017)規范了功能區聲環境質量自動監測的基本方法,包括監測點位選取、數據有效性判斷、監測結果統計分析、監測系統運行維護、質量保證與質量控制等技術要求?!董h境噪聲自動監測系統技術要求》(HJ 907—2017)規范了符合生態環境系統監測需求的噪聲自動監測系統的技術要求、性能指標和檢測方法,定義了噪聲自動監測系統由1臺或多臺噪聲監測子站(戶外采樣部分)及噪聲監控系統(軟件平臺)組成。這2項標準的發布,指導和規范了全國功能區聲環境質量自動監測工作,為中國采用自動監測方式開展功能區聲環境質量考核評價提供了有力技術支撐。
2018年,原環境保護部印發《機場建設項目環境影響評價文件審批原則(試行)》(環辦環評〔2018〕2號),提出“針對年旅客吞吐量(近期或遠期)超千萬人次機場,在機場和主要聲環境敏感區設置噪聲實時監測系統”的要求。
2020年12月,總站首次開展環境噪聲自動監測儀(監測子站)的適用性能檢測工作。依據《環境噪聲自動監測系統技術要求》(HJ 907—2017),通過對數據采集率、本機噪聲、溫度穩定性、相對濕度穩定性等指標的測試,綜合評價噪聲自動監測儀的性能質量,為環境噪聲監測網絡提供基礎數據保障。這項工作的開展,標志著噪聲自動監測儀有了專屬的“上崗證”。2021年,深圳市印發《深圳市噪聲自動監測站運行管理辦法》。
2.4 提質期(2021年至今)
2021年11月2日發布的《中共中央國務院關于深入打好污染防治攻堅戰的意見》規定:實施噪聲污染防治行動,加快解決群眾關心的突出噪聲問題。到2025年,地級及以上城市全面實現功能區聲環境質量自動監測,全國聲環境功能區夜間達標率達到85%。
2021年12月24日,第十三屆全國人民代表大會常務委員會第三十二次會議審議通過了《中華人民共和國噪聲污染防治法》(簡稱《噪聲法》)。原《中華人民共和國環境噪聲污染防治法》僅5次提到“監測”,而《噪聲法》36次提到“監測”,且《噪聲法》對噪聲監測的組織開展、實施主體、監測方式等提出了明確要求?!对肼暦ā诽岢觯瑖鴦赵荷鷳B環境主管部門負責制定噪聲監測和評價規范,組織開展全國聲環境質量監測,推進監測自動化;地方人民政府生態環境主管部門組織開展本行政區域聲環境質量監測,加強對噪聲敏感建筑物周邊等重點區域噪聲排放情況的調查、監測。對于工業噪聲,聚焦重點源,提出實行排污許可管理的單位應當開展自行監測;噪聲重點排污單位應當安裝、使用、維護噪聲自動監測設備;對于建筑施工噪聲,聚焦重點區域,提出在噪聲敏感建筑物集中區域施工作業,建設單位應當設置噪聲自動監測系統;對于交通運輸噪聲,落實運營期噪聲污染防治責任,要求城市軌道交通運營單位、鐵路運輸企業應當按照國家規定進行監測,民用機場管理機構應當對機場周圍民用航空器噪聲進行監測;對于社會生活噪聲,發揮社會治理作用,鼓勵公共場所管理者采取設置噪聲自動監測和顯示設施等措施加強管理。
隨著《噪聲法》的實施,未來對自動監測系統的需求將逐步增加,自動監測系統技術要求高,其安裝、使用、維護與手持式噪聲監測設備差別大,盡管國內企業已開始涉足這一領域,但仍處于起步階段,這就要求國內企業加大技術創新力度,研發低成本、微型化、動態實時感知的全天候、易操作維護、自校準能力強的智能自動監測系統。根據執法監測需求,國內企業還需在現有技術基礎上進一步加強技術創新,研制具備噪聲源識別功能的全自動噪聲監測設備。
為深入貫徹落實《噪聲法》,按照《中共中央國務院關于深入打好污染防治攻堅戰的意見》,2023年1月3日,生態環境部等16個部門和單位聯合印發《“十四五”噪聲污染防治行動計劃》(環大氣〔2023〕1號)(簡稱《行動計劃》),這是繼“大氣十條”“水十條”“土十條”等之后加快解決噪聲污染問題的具體行動,也被稱為“聲十條”?!缎袆佑媱潯坊凇对肼暦ā酚嘘P噪聲監測的新要求,結合工作基礎,進一步明確了“十四五”期間的工作。一是推動功能區聲環境質量自動監測,按照統一組織、分步實施的原則,2023—2024年完成自動監測系統建設及聯網,2025年1月1日起全面實現功能區聲環境質量自動監測。二是落實各類噪聲源監測。噪聲重點排污單位、噪聲敏感建筑物集中區域施工作業的建設單位依法依規開展自動監測,城市軌道交通運營單位和鐵路運輸企業依法依規開展噪聲監測,并要求到2025年底,年旅客吞吐量500萬人次以上機場基本具備民用航空器噪聲實時監測能力。三是完善監測標準,強化科技支撐。制定工業噪聲、建筑施工噪聲自動監測以及機場周圍區域飛機噪聲監測規范,開展噪聲與振動污染防治和監測科學研究。四是開展城市噪聲地圖應用試點,建立試點城市噪聲實時監測網絡,鼓勵有條件的城市依托噪聲地圖、噪聲溯源等信息化手段,加強噪聲污染防治精準化管控?!缎袆佑媱潯穼⒙暛h境功能區夜間達標率達到85%作為主要目標之一?!丁笆奈濉鄙鷳B環境監測規劃》(環監測〔2021〕117號)要求健全聲環境監測,包括提高噪聲監測儀器性能質量要求,嚴格監測過程質控,提高監測結果準確性?!冻捎宓貐^雙城經濟圈生態環境保護規劃》(環綜合〔2022〕12號)要求在居民噪聲投訴熱點地區,加密建設一批噪聲監測點位并納入自動監測網絡。
為貫徹落實《噪聲法》《行動計劃》,生態環境部印發《關于加強噪聲監測工作的意見》(環辦監測〔2023〕2號),進一步細化了噪聲監測體系,強化監測能力建設,在開展常規聲環境質量和噪聲源監測的同時,加強對噪聲投訴較多的敏感區域的監測,用自動化、信息化手段提升噪聲監測能力。同時,要求生態環境部組織做好噪聲測量儀器檢定裝置生態環境部門最高計量標準的運行維護。生態環境部發布《環境監管重點單位名錄管理辦法》(部令第27號),將噪聲污染問題突出、群眾反映強烈的工業企業納入環境監管重點單位。生態環境部修訂完善了《環境影響評價導則聲環境》(HJ 2.4—2021)等系列標準,發布了《排污許可證申請與核發技術規范工業噪聲》(HJ 1301—2023)和《關于開展工業噪聲排污許可管理工作的通知》(環辦環評〔2023〕14號),以及在分行業的排污單位自行監測技術指南中分別提出了噪聲監測方面的要求。2022年,中國金屬學會組織制定《鋼鐵行業噪聲自動監測技術規范》團體標準,規定了鋼鐵行業噪聲自動監測系統、點位布設、數據處理與評價、質量保證和質量控制等技術要求??傉窘M織制定《功能區聲環境質量自動監測能力建設技術要求(試行)》(總站物字〔2023〕13號)和《國家功能區聲環境質量監測站(點)設置、調整和備案程序(試行)》《功能區聲環境質量自動監測系統運行維護和質量控制技術要求》以及數據審核等系列技術文件。3.1 建立了現代化噪聲監測制度
中國噪聲監測包括聲環境監測和噪聲源監測2大類。聲環境監測是宏觀層面的,主要目的是反映城市噪聲總體水平和長期變化規律及趨勢,比較不同城市間的聲環境質量狀況,為地方政府制定聲環境質量改善規劃提供參考。噪聲源監測是微觀層面的,主要目的是了解不同噪聲源排放特征和影響范圍,為排放單位制定噪聲污染防治方案提供依據。在多年的努力下,中國已構建噪聲監測制度現代化頂層設計,形成手工監測與自動監測結合、區域監測與精準監測結合、自行監測與執法監測結合的現代化噪聲監測和評估體系,將成熟可行的技術方法凝練應用于法律和相關規定中?!罢鲗А⒉块T協同、企業履責、社會參與、公眾監督”的噪聲“大監測”格局將更加成熟定型。
生態環境部將會同有關部門統一規劃國家聲環境質量監測站(點)設置,各省級生態環境部門負責設置本行政區域聲環境質量監測站(點)。中國已建成覆蓋全國95%以上的地級及以上城市及部分縣級市的監測網絡,共設有聲環境質量監測點位約8萬個,其中區域和道路交通聲環境基本為手工監測,功能區聲環境3618個點位中有308個自動監測點位,占總數的8.5%。2022年,全國城市功能區聲環境質量晝間、夜間達標率分別為96.0%和86.6%,同比分別升高0.6和3.7個百分點,但4a類功能區(道路交通干線兩側區域)和1類功能區(居住文教區)夜間達標率持續偏低。從多年統計數據看,功能區聲環境質量總體向好,區域和道路交通聲環境質量總體穩定,但局部噪聲投訴舉報持續居高。在噪聲源監測方面,按照相關部門的要求,各地設置了一定數量噪聲監測點位。2022年,全國地級及以上城市在約4.1萬個施工工地安裝了自動監測設備(揚塵噪聲在線監測設備),在城市軌道交通沿線設置了1300余個噪聲監測點位,有力支撐了建筑施工、城市軌道交通等噪聲源監管;在公共場所共設置了880余套噪聲自動監測設備和噪聲顯示屏。
3.2 構建了噪聲自動監測技術體系
中國的噪聲自動監測技術經歷了采用便攜式聲級計測量的初始階段,安裝少量固定式噪聲自動監測站點的發展階段,以及正在經歷的全面構建噪聲自動監測網絡的擴展和提升階段,在監測技術方法方面攻克了一系列技術難點。
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