声学与健康研究论文

Staaterman 等人在 2017 年和 2018 年记录的 Bocon toadfish (Amphichthys cryptocentrus) 复杂的“boop、grunt、swoop”叫声。学分：生命百科全书

在大约 250,000 种已知的海洋物种中，科学家认为所有约 126 种海洋哺乳动物都会发出声音——例如座头鲸的“thwop”、“muah”和“boop”，或者小须鲸的“boing”。至少有 100 种无脊椎动物，世界上 34,000 种已知鱼类中的 1,000 种，甚至可能还有数千种，都能听到声音。

现在，一个由来自 9 个国家的 17 名专家组成的团队设定了一个目标，即在一个平台上收集大量水生生物的声音，并使用新的支持技术进行扩展——从高度复杂的海洋水听器和人工智能学习系统到电话应用程序以及公民科学家使用的水下 GoPro。

全球水下生物声音图书馆“GLUBS”将支持一种新颖的非侵入性、负担得起的方式，让科学家们可以聆听海洋、微咸水和淡水中的生命，监测其不断变化的多样性、分布和丰度，并识别新物种。使用水下声景的声学特性也可以表征生态系统的类型和条件。

该团队的论文发表在《 生态与进化前沿 》杂志上。

澳大利亚海洋科学研究所的主要作者迈尔斯帕森斯说：“世界上最广泛的栖息地是水生的，它们富含各种动物发出的声音。”

“随着全球生物多样性的下降和人类无情地改变水下音景，有必要在水下动物声音可能消失之前记录、量化和了解它们的来源。”

该团队提议的基于网络的开放访问平台将提供：

随着技术的进步，PAM 的广泛用途正在扩大，提供了大量易于访问的水生生物数据。

目前的用途包括：

该论文指出，许多鱼类和水生无脊椎动物物种主要是夜间活动或难以找到，这使得目视观察变得困难或不可能。因此，“PAM 被证明是监测水生环境中视觉难以捉摸但有声音的物种的最有效方法之一，这可能有助于更有效地保护管理”，包括海洋公园区域的分区或渔业关闭，该论文说。

除了发出用于交流的声音外，许多水生物种在进食、游泳和爬行时会产生“被动声音”——通常在声学上不如主动声音复杂或独特，但对生态系统的声景有重要贡献。

“现在全世界总共有数百万小时的录音时间，可能会被评估为过多的已知和迄今为止未识别的生物声音。”

Wood's Hole 海洋研究所的合著者 Aran Mooney 说：“就像生物多样性的热带雨林一样，珊瑚礁充满了动物在寻求交流、保卫领土和吸引配偶时发出的声音。”

“生物多样性和我们的海洋生态系统陷入困境， 健康 的珊瑚礁以惊人的速度下降。这是一个问题，因为珊瑚礁提供了数十亿美元的支持，包括食物、风暴保护和药品。这个正在开发的图书馆是一种在珊瑚礁和其他海洋栖息地消失之前对生物多样性变化进行编目、监测和跟踪的关键方法，同时也有助于我们在寻求重建珊瑚礁时定义‘什么是 健康 的珊瑚礁’。”

科学家们说：“在某些方面，未知声音的数据库与已知来源的数据库一样重要。” “随着领域的进展，将会收集到新的未识别声音，并且可以将更多未识别声音与物种进行匹配。”

这可能“对于珊瑚礁等生物多样性高的系统尤其重要，在这些系统中，即使是简短的录音也可以捕捉到多种动物的声音。”

该论文称，现有的海底声音库“通常专注于主办机构研究人员所针对的感兴趣的物种”，其中一些是针对全国的。很少有图书馆能像拟建的全球图书馆那样确定其目录中缺少的内容。

“全球水下生物声音参考库将提高更多研究人员在更多地点扩大其数据集中评估的物种数量并识别他们个人无法识别的声音的能力，”该论文说。

“全球数据库可以解决更广泛的问题，例如确定水下声音产生的普遍趋势，而单独的专业存储库可以继续提供信息和详细说明其他主题，例如记录特定地区存在的声波物种。”

海洋生物的变化范围

科学家们指出，聆听大海的声音会发现巨大的鲸鱼在意想不到的地方游泳、新物种和新声音。

有了声音，“可以绘制出具有重要生物意义的区域；可以描绘产卵场、重要鱼类栖息地和洄游路径……如果我们有一个全球声音目录，就可以在更广泛的范围内询问这些问题和其他问题。”

同时，比较单个物种在广泛地区和时代的声音有助于了解它们的多样性和进化。

该论文称，许多海洋动物都是世界性的，“要么作为广泛漫游的个体，如大鲸鱼，要么作为广泛分布的物种，如许多鱼类。”

例如，长须鲸的叫声在北半球和南半球的种群之间以及不同季节会有所不同，而领航鲸的叫声在世界范围内是相似的，即使它们的栖息地没有（或不再）越过赤道。

一些鱼类甚至似乎在区域之间发展出地理“方言”或完全不同的信号结构，其中一些随着时间的推移而演变。

例如，马达加斯加的臭鼬海葵会发出与印度尼西亚不同的激动（与战斗有关）的声音，而在整个海洋盆地中观察到座头鲸的歌声存在差异。

“如果观察者知道目标物种的信号特征，这些声音可能更容易被检测到，但如果没有事先了解声音的存在或结构，通过噪音进行聆听可能会很困难，”该论文说。

“最近在世界各地不同水域经历的新冠病毒‘人类更年期’凸显了这一点。” 在大流行的早期，“去除一些音景的人为成分提供了一个机会来观察海洋动物的声音（以及因此存在），否则这些声音可能会消失在噪音中。”

正如人工智能已经实现了面部或语音识别，以及识别音乐、植物或鸟类的手机应用程序一样，人工智能有朝一日可以帮助科学家区分海洋生物的声音和噪音。然而，该论文补充说，需要大量（理想情况下为数千个）示例。

随着图书馆的扩展，它可以为人工智能训练奠定基础，这反过来也将有助于从数千个以前收集的录音中挖掘和提取海洋生物的声音。

电话应用程序、水下 GoPro 和公民科学

就像 BirdNet 和 FrogID 一样，水下生物声音和自动检测算法库不仅对科学、工业和海洋管理社区有用，而且对具有普遍兴趣的用户也有用。

“声学技术已经达到了可以将水听器连接到手机的阶段，这样人们就可以听到周围河流和海洋中的鱼和鲸的声音。因此，声音图书馆对于公民科学家和公众来说变得非常宝贵，”论文补充道。

公民科学家可以通过上传例如河流聆听应用程序的结果来为图书馆提供很大帮助，该应用程序鼓励公众聆听和记录河流和沿海水域中的鱼声。

低成本的水听器和录音系统（如 Hydromoth）越来越多，防水 娱乐 录音系统（如 GoPro）也可以收集水下生物声音。

该库将有助于标准化声音报告的格式。

科学家们说：“一个用于归档未知声音及其录音时间和地点的图书馆对于指导未来海洋生物声学和生物多样性的研究至关重要。” “这在很少被调查或来源识别特别成问题的地区尤其重要，例如暮光区和午夜区，对未知声音的描述可以让我们深入了解深海的生物多样性。”

“不断变化的环境和减少的生物多样性迫使记录基线声学观测。与数据收集相关的技术进步以及越来越多的研究人员和机构收集 PAM 数据提供了创建生物声学数据库的能力。”

“与此同时，人们意识到声学线索对水生动物群的重要性、噪音对它们的影响以及声学群落提供生态系统 健康 指标的潜力的认识已经达到了一个阶段，PAM 正逐渐成为更多物种的主流数据源和生态系统比以往任何时候。”

“最后，公众利益和对用户应用程序的访问意味着公民科学家可以推动广泛的知识共享。”

“现在是通过将声学、生态和生物信息学社区聚集在一起以实现水生声音共享平台来促进这一进展的时候了。”

住宅噪声控制措施研究摘要:对噪声传播方式及控制标准进行了阐述,从隔声、吸声等噪声控制原理方面进行了论述,提出了控制住宅噪声切实可行的、有效的技术方法,解决了住宅噪声扰民的问题。关键词:住宅噪声,噪声控制,隔声,吸声过去,我国住宅、公寓等居住建筑噪声问题一直是居民对住宅质量投诉最多的问题之一。噪声指紊乱、断续或统计上随机的声振荡,通常也称“不需要的声音”。生活中,常见的噪声包括空调系统,生活水泵,消防水泵,电梯,厨房油烟机,抽水马桶,家庭娱乐活动,上下楼层搬动物品等所带来的种种“不需要的声音”。噪声控制就是通过隔声、吸声等技术措施对噪声进行治理,从而获得适于人们工作、学习和生活的健康宜人的声环境。1噪声传播及控制标准传播方式在建筑声学中,按照声音的传播规律分析,噪声传播有两种途径,即空气传声和固体传声。空气传声通常包括两个方面:1)经由空气直接传播,即通过建筑物围护结构的缝隙和孔洞传播,如敞开的门窗、通风孔及门窗的缝隙;2)透过围护结构传播,即由空气传播的声音遇到密实的墙壁后,在声波的作用下,墙壁受到激发产生振动,使声音透过墙壁而传至室内。而固体传声,也称“撞击传声”,即由于撞击或机械振动的直接作用,使围护结构或水平结构产生振动而发声。控制标准目前,我国对住宅噪声控制执行的标准主要有:1)GB/T50121-2005建筑隔声评价标准;2)GBJ 118-88民用建筑隔声设计规范;3)GB 50096-1999住宅设计规范(2003版)。隔声减噪设计等级标准见表1,民用建筑房间允许噪声标准见表2。2隔声隔声的定义就是声音传播过程中用不同的构件隔离或隔绝声音,以降低接受者的接受声级。当声波入射到构件上时,因声波的交替作用,使构件像膜片一样产生受迫弯曲振动,此弯曲波沿构件传播,又引起构件另一侧空气振动,从而传透声音。其中的透射损失用隔声量来衡量。围护结构的平均隔声量计算原理Ra=L-L0;其中,Ra为围护结构的平均隔声量;L为室外噪声级,dB;L0为室内允许噪声级,dB。空气传声隔声通常,对由空气直接传播的噪声的控制,主要通过墙体来实现。根据质量定律,墙体材料密度越大、越密实,其隔声量也就越高。因而设计围护结构墙体的措施包括:1)实体结构隔声;2)采用隔声材料隔声;3)采用空气层隔声。对于住宅分户墙等隔声要求较高的墙体,可采用双层墙体或多层复合式墙板等。有关墙体空气声隔声的构造措施,应注意以下要点:1)轻质填充墙用水泥砂浆等抹面,应尽量增加墙体表面的抹灰层厚度;2)墙体有孔洞和缝隙时,声波以绕射方式透过。孔隙越大,墙体隔声量就越小。对存在大量相互贯通孔隙的空心砌块或墙板,墙面必须增加抹灰;3)多层复合式墙板,其相邻层材料应尽量做到软硬结合的形式;4)双层墙。a.空气层厚度取80 mm~100 mm时,隔声效果最好;b.夹层中放置纤维吸声材料,不仅可进一步提高整体隔声量,还可减少因共振时引起的隔声量下降。吸声材料越厚,隔声效果越显著;c.应尽量避免两层墙之间刚性连接所形成的“声桥”;d.每层墙的两侧选用不同厚度或不同材质的板,可避免两层墙同时发生吻合效应。固体传声隔声在民用建筑中,楼板层是隔绝撞击声,即固体传声的重点。对楼板的隔声可以采取以下措施:1)在楼板表面铺设弹性面层,以减少楼板本身的振动。常用的材料有地毯、橡胶板等;2)楼板采用浮筑层,即在结构层与面层之间增设一道弹性垫层,可以满铺或间断设置。垫层材料可选用高科环保的隔声毡,发泡橡胶板和岩棉板等;3)楼板进行吊顶处理。铺上多孔吸声材料,如玻璃棉,矿棉等;增大吊顶单位面积质量和整体性以及减小吊筋与楼板的连接刚度,都能提高隔声效果。3吸声室内有噪声源时,人耳听到的噪声为直达声和房间壁面多次反射形成的混响声的叠加;噪声的声压级大小与分布取决于房间的形状、各界面材料和家具设备的吸声特性以及噪声源的性质和位置等因素。利用吸声装置(如吸声饰面、空间吸声体等)吸收室内的混响声可以降低噪声的方法称为吸声减噪法。吸声减噪法使用原则如下:1)室内平均吸声系数较小时,吸声减噪法收效最大。对于室内原有吸声量较大的房间,该法效果不大;2)吸声减噪法仅能减少反射声,因此吸声处理一般只能取得4 dB~12 dB的降噪效果,试图通过吸声处理得到更大的减噪效果是不现实的;3)在靠近声源、直达声占支配地位的场所,采用吸声减噪法将不会得到理想的降噪效果。吸声减噪法的处理措施通常有以下几种:1)界面吸收,即通过墙面增大摩擦和粘滞阻力,使用弹性多孔吸声材料;2)设施吸收,即墙面放置如挂毯、帘幕等;地面铺置地毯、人造毛制品等;3)共振吸声结构,多孔吸声材料对低频吸收性能较差,因此常采用共振吸声原理来解决低频声的吸收。4结语民用建筑中的噪声控制是一个老课题,又是一个迅速发展的新课题。随着我国经济的高速发展,生活质量的快速提高,人们对住宅要求已由生存型向健康型发展,对住宅的声环境品质也越来越重视。要保证室内良好的声环境,就要进行合理的设计。本文从标准规范要求出发,运用隔声、吸声原理,对墙、楼板等提出了若干噪声控制措施。参考文献:[1]GB/T 50121-2005,建筑隔声评价标准[S].[2]GBJ 118-88,民用建筑隔声设计规范[S].[3]朱颖心.建筑环境学[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.[4]王万江,金少蓉,周振伦.房屋建筑学[M].重庆:重庆大学出版社,2003.[5]秦佑国,王炳麟.建筑声环境[M].第2版.北京:清华大学出版社,1999.[6]王庭熙.建筑师简明手册(上)[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.[7]陶驷骥.建筑隔声新技术[J].建筑学报,2004(8):74-75.[8]郑红.住宅楼板的隔声研究[J].山东建材,2006,27(3):63-64.[9]马绍波,沈际.环境噪声与建筑隔声[J].建筑工人,2006(8):16-17.[10]吕玉恒,杨捷胜.民用建筑噪声控制设计[J].声学技术,2002,21(1): research about controlling residential noiseWANG HuaBAO An-hongLI Zhi-fangAbstract:The article expounds the transmission of noise and the standards of noise control, discussing the control principle such as sound insu-lation and sound absorption. It proposes some feasible and effective ways to solve the housing problem of noise nuisance to the words:residential noise, noise control, sound insulation, sound absorption