由於工業生產過於集中,交通擁擠,噪聲源增多,噪音已經成了一種比較嚴重的公害。從某種意義上說,現代科技是這些噪聲的真正元凶,因此人們準備“以其人之道,還治其人之身”,利用高新技術來消除噪聲。
如何來對付噪聲呢?一是采用被動的方法,即尋求更好的聲音隔離。現在各種高效能的隔音材料、設備正在研製中,有一種隔聲夾層玻璃已被使用。通過這種玻璃,噪音可減少27分貝。安裝上這樣的玻璃,基本上可以避免室外噪音的幹擾。但采用聲音隔離的方法是治標不治本,人們更感興趣的是一種防患於未然的方案。現在科學家們正研究一種更有效的消聲法,那就是“以毒攻毒”的方法,用聲音消除噪音。假如能有一種聲音,它與要消除的噪音在強度上、頻率上完全一樣,但在振動方向上是相反的,那麼,在這兩種聲音同時作用之下的空氣,所受到的拉力和壓力相等,空氣分子不發生振動,從而達到消除噪音的目的。從理論上說,這種方法簡單,但實現起來卻比較困難。
英國南安普頓大學聲學與振動研究所信號處理與控製小組近年來一直在研究一種所謂有源噪聲控製的方法。這種方法就是利用麥克風探測噪聲源,並產生與之對應的反向波。由於大多數噪聲並非單一不變的頻率,而是不斷變化的複合頻率波,因此為了產生抵消信號,就必須實時地分析噪聲,並預測其未來趨向。20世紀80年代末期,這個小組研究出這種複雜的電子控製機械,並將其試用於飛機上,結果對低頻噪聲的衰減較為明顯。目前已有多家航空公司計劃采用上述降噪聲裝置。針對綜合噪聲,已有幾家公司推出了所謂的“有源”耳機,供商業及軍用飛機駕駛員使用。它還可以減少背景噪聲,提高音樂清晰度。
對於大型噴氣式飛機而言,噪聲有兩個來源,一是起飛時燃燒產生的轟鳴,另一是風扇推動空氣發出的嘯鳴聲。為此,美國的專家們研製出一排12個有源翼板置於發動機兩側,由壓電陶瓷製動器驅動,發出消聲波。雖然此技術還未用於大型客機,但已走出了實驗室,在一些商用飛機上試用,可使發動機噪聲衰減10倍。專家還設想,今後可能將這種製動器以及傳感器縮製到單層薄膜上,既可以用這種材料製造機翼,還可將之作為“聲學牆布”安裝在建築物中,以阻擋來自外界的噪聲。這種智能建築,其外部就如人的皮膚,可通過傳感器感知外來的噪聲,並通過自身主動的振動來消除之。這一設想一旦付諸實現,將對整個建築界帶來巨大影響。
知識鏈接
按照國際標準,在繁華市區,室外的噪聲,白天不能超過55分貝,夜間不能超過45分貝;一般居住區,白天不能超過45分貝,夜間不能超過35分貝。我國規定:醫院病房、住宅臥室、賓館客房等以休息睡眠為主、需要保證安靜的房間,夜間噪聲不得超過30分貝,白天不得超過40分貝。
納米環保技術
納米如同厘米、分米和米一樣,是度量長度的單位,一納米等於十億分之一米,將一納米的物體放到乒乓球上,就像一個乒乓球放在地球上一般。被稱為21世紀前沿科學的納米技術,是指在01~100納米尺度範圍內,研究電子、原子與分子內在規律與特征,並用於製造各種物質的一門嶄新的綜合性科學技術。當物質被“粉碎”到納米級大小製成的“納米材料”,不僅光、電、熱、磁性發生變化,而且具有輻射、吸收、催化、吸附等許多新特性,可徹底改變目前的產業結構。不難設想,納米技術在未來的綠色革命中將大顯身手,給我們環境保護帶來突破性變化。
納米材料的基本構成決定了它有超強的吸附能力,因而在汙水處理方麵有著廣闊的前景。汙水中通常含有有毒有害物質、懸浮物、泥沙、鐵鏽、異味汙染物、細菌、病毒等,汙水治理就是將這些物質從水中去除。由於傳統的水處理方法效率低,成本高,存在二次汙染等問題,汙水治理一直得不到很好解決,納米技術的發展和應用很可能徹底解決這一難題。納米級淨水劑具有很強的吸附能力,它的吸附能力和絮凝能力是普通淨水劑的10~20倍,因此它能將汙水中懸浮物完全吸附並沉澱下來,先使水中不含懸浮物,然後采用納米磁性物質,纖維和活性炭的淨化裝置,能有效地去除水中的鐵鏽、泥沙以及異味等汙染物。經前兩道淨化工序後,水體清澈,沒有異味,口感也較好,再經過帶有納米孔徑的特殊水處理膜和帶有不同納米孔徑的陶瓷小球組裝的處理裝置後,可以將水中的細菌、病毒100%去除,得到高質量的純淨水,完全可以飲用。