改善考场环境的实验

【摘 要】本文介绍了利用高压水喷湿考场周围的树枝及绿化带,统计对比喷水前后考场室内外蝉声的分贝值、可吸入颗粒物浓度、温度及湿度的监测数据.表明高压水喷湿考场周围的树枝及绿化带能显著降低室内外蝉声的分贝值及室外的可吸入颗粒物浓度、温度,提高室外湿度,但对降低室内的可吸入颗粒物浓度、温度,提高湿度不明显.

【关 键 词】高考环境；高压水；蝉声；可吸入颗粒物；温度；湿度

1.前言

每年6月,每到高考、中考及初考（三者简称大考）来临的时候,正是蝉求偶鸣叫的高峰时刻,尖锐刺耳的鸣叫声影响了学校师生的正常学习生活活动,特别是对正在参加考试尤其是听力考试的学生影响最大.因此,为了减少蝉声的影响以及改善考场的环境,我小组组织对荔湾区八个考场及二个对照点学校的实验.

2.实验原理

会鸣的蝉是雄蝉,它的发音器就在腹基部,像蒙上了一层鼓膜的大鼓,鼓膜受到振动而发出声音,由于鸣肌每秒能伸缩约1万次,盖板和鼓膜之间是空的,能起共鸣的作用,所以其鸣声特别响亮.并且能轮流利用各种不同的声调激昂高歌.雄蝉每天唱个不停,是为了引诱雌蝉来交配的.雌蝉的乐器构造不完全,不能发声,所以它是“哑巴蝉”.

利用高压水喷湿考场周围的树枝能够改善高考环境的原理是：一是能够把雄蝉赶跑或降低蝉声.蝉一般不会轻易飞离停靠的树枝,只有在受到惊吓的情况下,才会飞离停靠的树枝,高压水突然喷射,使蝉受到惊吓而飞走.用水直接打湿蝉身鼓膜或间接湿润鼓膜,使蝉的鼓膜不能振动发声或发声减少.二是通过喷湿考场周围的树枝,使考场周围环境的湿度增加,水蒸气挥发带走热量而降低环境温度,湿度增加使可吸入颗粒物聚集降落而降低其浓度.

3.实验部分

3.1仪器及试剂

3.1.1Φ10mm胶管及喷头

3.1.2AWA6218B型声级计

3.1.3HY603型声校准仪

3.1.4TH-2型温湿度表

3.1.5TH-150CⅢ型智能中流量空气总悬浮微粒采样器

3.1.6THM-150型微电脑中流量校准器

3.1.7Φ150mm玻璃纤维滤膜

3.1.8镊子

3.1.9拖板插座

3.1.10玻璃干燥器

3.1.11LC-213型鼓风干燥箱

3.1.12BP190S电子天平

3.2实验条件

3.2.1实验时间：应该选择比较接近大考及学校放检测的时段,使实验监测的四个因素尽量接近于大考期间的数值,便于实验结果的应用.

3.2.2天气状况：应该在晴朗的天气进行,阴天或下雨将会明显影响四个因素的监测数值；风速要小于每秒5米.

3.2.3周围环境：应该尽量使考场周围工厂或其它生活设施接近大考期间的状况,避免污染因素突然增加造成对实验的影响.实验期间要尽量避免人员或车辆闯入.

3.2.4安全要求：要特别注意用电的安全,电压用220伏,拖板插座要有三相电源,绝对不能弄湿插座或仪器.

3.2.5仪器要求：实验前,要准备好足够数量的仪器,并校准好各种仪器,实验时,尽量保持同步进行,减少各种误差.

3.3实验步骤

实验步骤分喷水前、喷水后监测,监测人员、仪器及位置等条件相同,便于前后监测数据对比分析.

3.3.1布点：当室外布点时,选择离考场建筑物最近蝉声影响最大的树底下（或绿化带）进行布点；室内的布点选择在考场试室的,并把门窗全部打开.

3.3.2安装仪器：在选定的室内外布点,连接电源、架设支架和安装好噪声、可吸入颗粒物、温湿度监测仪器.按有关标准[1-5]和仪器操作规程[6]的规定用THM-150型微电脑中流量校准器对TH-150CⅢ型智能中流量空气总悬浮微粒采样器的流量进行校准；用HY603型声级校准仪对AWA6218B型声级计进行声级校准,并设置仪器同时运转的时间.

3.3.3检查死蝉：检查考场周围树底下和绿化带的地面,发现有自然死亡的雄蝉,要把它收集起来带离现场,目的是防止与实验造成的死蝉产生混淆,影响实验结果.

3.3.4喷水前监测：在没有喷水和不干扰蝉的正常鸣叫活动的情况下,按仪器的操作规程同时打开TH-150CⅢ型智能中流量空气总悬浮微粒采样器和AWA6218B型声级计,监测持续时间为10分钟,监测后用镊子取出并放好玻璃纤维滤膜和记录蝉声的分贝值、温度和湿度数据.

3.3.5进行喷水：暂时移开电源和检测仪器,用高压水喷湿考场周围的树枝或绿化带.喷水时尽量把水柱压成扇形或雾状喷出,既节约用水,增加喷洒面积,又能防止水柱速度和压力太大把蝉冲死.喷水时千万必须注意不能喷到电源和仪器,防止短路或损坏仪器.喷水后观察地面是否有蝉从树上掉下或死亡.

3.3.6喷水后监测：大约过15～20分钟后,观察树上不再有水滴滴下,即可进行喷水后监测.与喷水前同样的布点及仪器操作程序进行监测,监测持续时间为10分钟,监测后用镊子取出并放好玻璃纤维滤膜和记录蝉声的分贝值、温度和湿度数据.

3.3.7监测结束：监测结束后,收集好仪器,拔出电源,记录好数据,带回实验室分析.

3.3.8选点监测：各个选定的考场及对照点监测,按照上面3.3.2至3.3.7的步骤分别进行监测,并做好记录工作.

4.结果及讨论

4.1蝉声

各考场和对照点室内外喷水前后的蝉声生态性降噪监测结果见表一.

从表一的统计结果可知：室内外蝉声的分贝值在喷水前后差别有高度的显著性,说明喷水能明显降低蝉声,减少蝉声对考场内外环境的影响.另外,在实验的过程中,特别是在喷水后再检查地面,结果没有发现死伤的蝉,说明喷水基本不会对蝉造成生理性影响,生态性降噪的效果是好的.喷水后,在减少蝉声的影响及保持安静环境的持续时间,基本能保持8～10个小时,说明对大考环境的改善是能起一定的作用.

4.2可吸入颗粒物

各考场和对照点室内外喷水前后的可吸入颗粒物监测结果见表二.

从表二的统计结果可知：室外的可吸入颗粒物浓度在喷水前后差别有高度的显著性,说明喷水能明显降低可吸入颗粒物,改善考场外部的环境；室内的可吸入颗粒物浓度在室外喷水前后差别无显著性,说明室外喷水对降低室内可吸入颗粒物浓度效果不明显.

4.3温度

各考场和对照点室内外喷水前后的温度监测结果结果见表三.

从表三的统计结果可知：室外的温度在喷水前后差别有高度的显著性,说明喷水能明显降低温度,改善考场外部的环境；室内的温度在室外喷水前后差别无显著性,说明室外喷水对降低室内温度效果不明显.

4.4湿度

各考场和对照点室内外喷水前后的湿度监测结果结果见表四.

从表四的统计结果可知：室外的湿度在喷水前后差别有高度的显著性,说明喷水能明显提高湿度,改善考场外部的环境；室内的湿度在室外喷水前后差别无显著性,说明室外喷水对提高室内湿度效果不明显.

五、结论

从本次实验的结果可知,利用高压水喷湿考场室外周围的树枝及绿化带,在一定时间内,在既不杀害蝉又不影响其生理功能的情况下,既能生态性降低蝉声对考场室内外的影响,又能明显降低室外周围环境可吸入颗粒物浓度,增加湿度和降低环境温度,达到改善考场室外环境的目的.虽然实验结果显示考场室内在室外喷水前后可吸入颗粒物浓度、湿度和温度改善不明显,但通过一定时间的空气对流和缓冲,是否使考场室内三个因素得到明显的改善,值得进一步的研究.