环境学概论第六章物理环境

1、第六章第六章 物理环境污染物理环境污染主主 要要 内内 容容第一节第一节 噪声污染噪声污染第二节第二节 电磁辐射污染电磁辐射污染第三节第三节 放射性污染放射性污染第四节第四节 光污染光污染第五节第五节 热污染热污染一一. .噪声的定义与分类噪声的定义与分类1.1.定义：人们定义：人们不需要的不需要的，使人厌烦使人厌烦并并干扰干扰人的正常生人的正常生 活、工作和休息的声音。活、工作和休息的声音。 2.2.分类：分类：从感觉上从感觉上 过响声过响声 妨碍声妨碍声 不愉快声不愉快声 无影响声无影响声第一节第一节 噪声概述噪声概述从产生机理上从产生机理上机械噪声机械噪声空气动力噪声空气动力噪声电磁性噪

2、声电磁性噪声二、噪声的污染特性二、噪声的污染特性 噪声污染：是指噪声污染：是指噪声强度噪声强度超过了人类生产和生活活动超过了人类生产和生活活动 所所容许的程度容许的程度，对人类健康或生产产生，对人类健康或生产产生 危害危害的现象。的现象。 1. 1.是物理性污染，无污染物；是物理性污染，无污染物； 2. 2.没有后效作用；没有后效作用； 3. 3.是局部和多发性的；是局部和多发性的； 噪声是一种噪声是一种感觉公害感觉公害，在环境中不残留，不，在环境中不残留，不能集中处理，需要能集中处理，需要特殊特殊的方法进行控制。的方法进行控制。 三、噪声的来源三、噪声的来源 根据产生情况，城市环境噪声的来源

3、主要有：根据产生情况，城市环境噪声的来源主要有：图图 1. 1.工业噪声；工业噪声； 是造成职业性耳聋的主要原因是造成职业性耳聋的主要原因 2. 2.交通运输噪声；交通运输噪声； 是城市噪声的主要来源是城市噪声的主要来源 (图图) 3. 3.社会生活噪声；社会生活噪声；( (图图) ) 没有直接生理危害，却最易影响学习、休息和睡眠没有直接生理危害，却最易影响学习、休息和睡眠 4. 4.建筑施工和土木工程噪声建筑施工和土木工程噪声( (图图) )四、噪声的危害四、噪声的危害 1.1.导致听力损失；导致听力损失； 暂时性听阈迁移；永久性听阈迁移；完全失听暂时性听阈迁移；永久性听阈迁移；完全失听 2

4、. 2.干扰睡眠、休息和谈话；干扰睡眠、休息和谈话； 3. 3.引以多种生理疾病；引以多种生理疾病； 心脏病；消化系统疾病；神经系统疾病心脏病；消化系统疾病；神经系统疾病 4. 4.影响人的心理；影响人的心理； 5. 5.影响儿童的智力和胎儿发育影响儿童的智力和胎儿发育 ； 6. 6.对动物的影响；对动物的影响； 7. 7.对建筑物的影响。对建筑物的影响。五、噪声的控制五、噪声的控制1.1.噪声的传播过程噪声的传播过程 三要素：噪声源、传播途径和接受者三要素：噪声源、传播途径和接受者 2.控制噪声的基本方法控制噪声的基本方法 声源上降低噪声；声源上降低噪声； A A机械噪声机械噪声 利用润滑或

5、阻尼物料减少摩擦或撞击；利用润滑或阻尼物料减少摩擦或撞击； 用焊接代替铆接；用焊接代替铆接； 用无声液压或挤压代替冲压，用压力机代替锻锤。用无声液压或挤压代替冲压，用压力机代替锻锤。 B B空气动力噪声空气动力噪声 选择合适的空气动力机械设计参数，减少气流脉动，减少周选择合适的空气动力机械设计参数，减少气流脉动，减少周 期性激发力；期性激发力； 降低气流速度，减少气流压力突变，以降低湍流噪声；降低气流速度，减少气流压力突变，以降低湍流噪声； 降低高压气体排放压力和速度；降低高压气体排放压力和速度； 安装合适的消声器安装合适的消声器。C C电磁噪声电磁噪声 电动机噪声电动机噪声 ：合理选择沟槽数

6、和级数；在转子沟槽中充填一：合理选择沟槽数和级数；在转子沟槽中充填一 些环氧树脂材料，以降低振动；增加定子的刚性；提高电源些环氧树脂材料，以降低振动；增加定子的刚性；提高电源 稳定度；提高制造和装配精度。稳定度；提高制造和装配精度。 变压器电磁噪声变压器电磁噪声 ：减少磁力线密度；选择低磁性硅钢材料；：减少磁力线密度；选择低磁性硅钢材料； 合理选择铁心结构，铁心间隙充填树脂性材料，硅钢片之间合理选择铁心结构，铁心间隙充填树脂性材料，硅钢片之间 采用树脂材料黏贴。采用树脂材料黏贴。在传播途径上控制噪声；在传播途径上控制噪声； 在接受点阻止噪声；在接受点阻止噪声； A A吸声降噪吸声降噪 吸声材料

7、吸声材料 ：多孔材料：多孔材料 ；共振吸声材料；共振吸声材料 吸声结构吸声结构 ：吊挂结构；有空气层：吊挂结构；有空气层 B B消声器降噪消声器降噪阻性阻性( (图图) ) 、抗性、损耗型、扩散、抗性、损耗型、扩散 、复合、复合 不仅与吸声材料有关，还与所选的吸声结构有关不仅与吸声材料有关，还与所选的吸声结构有关 C C隔声技术隔声技术典型的隔声措施是隔声罩、隔声间、隔声屏。典型的隔声措施是隔声罩、隔声间、隔声屏。内用：佩戴耳塞内用：佩戴耳塞 外用外用 ：佩戴耳罩；头盔：佩戴耳罩；头盔 补充：噪声的度量补充：噪声的度量1.1.描述声波的客观物理量描述声波的客观物理量 频率；声压；声强；声功率频

8、率；声压；声强；声功率 频率反映声调的高低，单位赫兹频率反映声调的高低，单位赫兹(Hz)，用，用r表示；表示； 客观物理量均以客观物理量均以1000Hz1000Hz为基准度量为基准度量 声声压度量声音强弱压度量声音强弱 ，单位为帕，单位为帕 ，用，用P表示表示 闻阈声压闻阈声压2 21010-5-5 P P ；痛阈声压；痛阈声压2020P (1000Hz)P (1000Hz) 声强：度量声音强弱声强：度量声音强弱 ，单位牛顿，单位牛顿/米米2，用，用I表示；表示； 声强与声压的关系：声强与声压的关系： 声功率：度量声源特性，单位瓦声功率：度量声源特性，单位瓦(W)，用，用W表示；表示；002c

9、PIIdsWI I声波沿面积元声波沿面积元dsds的法线方向传播的声强的法线方向传播的声强声压级；声强级；声功率级声压级；声强级；声功率级 声压级是目前普遍采用的度量声音大小的物理量声压级是目前普遍采用的度量声音大小的物理量 声压级声压级 符号符号LP LP 单位：分贝单位：分贝( (dB)dB) 定义：将定义：将待测声压待测声压的有效值的有效值PePe与与参考声压参考声压P0P0的比值取以的比值取以1010为为 底的常用对数，再乘以底的常用对数，再乘以2020。即：。即： Pe-Pe-声压的有效值声压的有效值 P0-P0-基准声压，其值为基准声压，其值为2 210-510-5帕帕0lg20P

10、PLpe思考：如果有几种声音同时发声，其总的声压级如何计算？思考：如果有几种声音同时发声，其总的声压级如何计算？例：设有两个噪声，其声压级分别为例：设有两个噪声，其声压级分别为LPLP1 1dBdB和和LPLP2 2dBdB，求叠加求叠加后的声压级后的声压级LPLP1+21+2？011lg20ppLp 10201110LPPP10202210LPPP1010202221211010LPLPPPP022lg20ppLp 02121lg20ppLp1020212110LPPP1010102121101010LPLPLP例：设有两个噪声，其声压级分别为例：设有两个噪声，其声压级分别为LPLP1 1d

11、BdB和和LPLP2 2dBdB，求叠加后的求叠加后的声压级声压级LPLP1+21+2？)1010lg(1010102121LpLpLP当当LPLP1 1=LP=LP2 2时，时，LPLP1+21+2=LP=LP1 1+10 =LP+10 =LP1 1+3 (dB)+3 (dB)2lg当当LPLP1 1LPLP2 2时，时，LPLP1+21+2=LP=LP1 1+10 +10 =LP =LP1 1+ (dB)+ (dB)101lg(10Lp结论：若有几种声音同时出现，其总的声压级为由大到小每结论：若有几种声音同时出现，其总的声压级为由大到小每两个声压级取其增值逐一相加而得两个声压级取其增值逐一

12、相加而得 。计算：声压级分别为计算：声压级分别为8383、8585、7878、9090dBdB的四种声音共存时，其的四种声音共存时，其总的声压级为多少？总的声压级为多少？ 声压级差（声压级差（L大大L小小）012345678910增增 值值（分贝）（分贝）3.02.52.11.81.51.21.00.80.60.50.4当两种声音共存时，其声压级差的增值声压级当两种声音共存时，其声压级差的增值声压级为：为：解：对各声压级由大到小排序，分别设定为解：对各声压级由大到小排序，分别设定为LP1=90dB; LP2=85dB; LP3=83dB; LP4=78dB.LP1-LP2=5dB，查表得，查表

13、得=1.2dB, 则则 LP1+2=LP1+=90+1.2=91.2 dBLP1+2-LP3=8.2dB, 查表得查表得=0.6dB(四舍五入四舍五入)，则，则LP1+2+3=LP1+2+=91.8 dBLP1+2+3-LP4=13.8 dB，因为，因为10 dB，忽略不计，忽略不计，LP总总=91.8dB 答：总声压级为答：总声压级为91.8 dB。声强级声强级 符号符号LI LI 单位：分贝单位：分贝( (dB)dB) 定义：将待测声强定义：将待测声强I I与参考声强与参考声强I0I0的比值取以的比值取以1010为底的常用对为底的常用对 数，再乘以数，再乘以1010。即：。即： I-I-被

14、测声强被测声强 I I0 0-基准声强，其值为基准声强，其值为1010-12-12瓦瓦/ /米米2 2 0lg10IILI 声功率级声功率级 符号符号LW LW 单位：分贝单位：分贝( (dB)dB) 定义：将声功率与基准声功率的比值取以定义：将声功率与基准声功率的比值取以1010为底的常用对数，为底的常用对数， 再乘以再乘以1010。即：。即： W- W-声功率声功率 W W0 0-基准声功率，其值为基准声功率，其值为1010-12-12瓦瓦注意：对于一定的声源，其声功率级是不变的，而声压级、声注意：对于一定的声源，其声功率级是不变的，而声压级、声 强级都随测点的不同而变化。强级都随测点的不

15、同而变化。0lg10WWLW二、噪声的主观评价二、噪声的主观评价1 1、响度级：频率为、响度级：频率为10001000HzHz纯音的声压级为其响度级。纯音的声压级为其响度级。 单位：方单位：方(LN)(LN) 例例1 1：某声源发出的声音听起来和：某声源发出的声音听起来和10001000HzHz，声压级为声压级为9090dBdB的纯的纯 音一样响，则此声源的响度级为音一样响，则此声源的响度级为 例例2 2：求：求100100HzHz，声压级为声压级为6767dBdB纯音的响度级。纯音的响度级。 等响曲线：把听起来等响曲线：把听起来同样响同样响的各相应声压级按频率連成一条的各相应声压级按频率連成

16、一条 曲线，称为等响曲线。曲线，称为等响曲线。（ 90LN ）( 60LN) 人耳对低频声音反应迟钝，对高频声人耳对低频声音反应迟钝，对高频声音反应敏感。频率越低的声音，人耳音反应敏感。频率越低的声音，人耳能感觉出时，它的声压级就越高。能感觉出时，它的声压级就越高。计权声级计权声级 ( (噪声计原理噪声计原理) ) 在噪声测量仪器在噪声测量仪器-声级计中设计了一声级计中设计了一特殊的滤波装置特殊的滤波装置，对所接受到的声音按频带设一定的衰减来模拟人耳的听觉特性。对所接受到的声音按频带设一定的衰减来模拟人耳的听觉特性。 通常有通常有A A、B B、C C三种计权网络。三种计权网络。 A A计权网

17、络即为噪声计的工作原理，是模拟等响曲线中计权网络即为噪声计的工作原理，是模拟等响曲线中4040方的方的曲线而设计的，测得的噪声值较接近人的听觉曲线而设计的，测得的噪声值较接近人的听觉 ； B B网络是模拟等响曲线中网络是模拟等响曲线中7070方的曲线而设计的，对方的曲线而设计的，对250 Hz250 Hz以下以下的声音有较大的衰减的声音有较大的衰减 ； C C网络是模拟等响曲线中网络是模拟等响曲线中100100方的曲线而设计的，在整个频率方的曲线而设计的，在整个频率范围内近乎平直范围内近乎平直 ，一般用它代表总声级，一般用它代表总声级 ； HS5633数字声级计的使用数字声级计的使用 步骤步骤

18、：选择监测点：选择监测点：测量区域环境噪声值：接通电源开关；将动态特性选择开测量区域环境噪声值：接通电源开关；将动态特性选择开关置于关置于“F F”（快）或（快）或“S S”（慢），通常选用（慢），通常选用“S S”慢档；将慢档；将功能选择开关置于功能选择开关置于“MEASMEAS”；示器上的读数为测量结果，；示器上的读数为测量结果，记录测量结果，类似地进行多次（记录测量结果，类似地进行多次（100100次以上）测量，并次以上）测量，并依次记录测量结果，多次测量结果的平均值即为某测点的依次记录测量结果，多次测量结果的平均值即为某测点的环境噪声值；环境噪声值；改变测点，重复以上操作，得到各测点的

19、环境噪声值；并改变测点，重复以上操作，得到各测点的环境噪声值；并分析变化原因。分析变化原因。城市区域噪声标准城市区域噪声标准适用区间适用区间类别类别昼昼 间间夜间夜间特殊住宅区特殊住宅区0 045453535居民、文教区居民、文教区1 150504040居住、商业、工业混杂区居住、商业、工业混杂区2 260605050工业集中区工业集中区3 365655555交通干线道路两侧交通干线道路两侧4 470705555实验说明实验说明：测量最大声级时，按一下最大值保持开关，显示器上出现箭头符测量最大声级时，按一下最大值保持开关，显示器上出现箭头符 号并保持在测量期间内的最大声级；号并保持在测量期间内

20、的最大声级；检测某区域环境噪声是否超标时，需要将功能选择开关置于检测某区域环境噪声是否超标时，需要将功能选择开关置于“SETSET”，用起子调节声级设定电位器，使显示器显示测定区域对应，用起子调节声级设定电位器，使显示器显示测定区域对应的噪声标准，再将功能选择开关置于的噪声标准，再将功能选择开关置于“MEASMEAS”，当测定区域的声级，当测定区域的声级超过设定的声级时，过载指示灯将亮。超过设定的声级时，过载指示灯将亮。注意事项：注意事项：声级计的校正；声级计的校正； 电池的更换。电池的更换。第二节第二节 电磁辐射污染电磁辐射污染一、电磁辐射的来源一、电磁辐射的来源天然源：天然源：人为源人为源

21、射频电磁辐射射频电磁辐射 (图图)高频交变电磁场高频交变电磁场脉冲放电脉冲放电雷电雷电 ；宇宙辐射等；宇宙辐射等( (图图) )表：电磁辐射频段分类表：电磁辐射频段分类二、二、电磁辐射的危害电磁辐射的危害1.1.危害人体健康危害人体健康 热效应能使人体组织温度升高，引起生理机能变化，导致放热效应能使人体组织温度升高，引起生理机能变化，导致放射机能性障碍和功能紊乱，严重时造成植物神经功能紊乱，射机能性障碍和功能紊乱，严重时造成植物神经功能紊乱，可致癌，还可能损伤眼睛；可致癌，还可能损伤眼睛； 非热效应引起的生理变化效应比较隐蔽，致病机理复杂，对非热效应引起的生理变化效应比较隐蔽，致病机理复杂，对

22、健康的危害具有潜伏性；健康的危害具有潜伏性； 对生殖系统影响较严重；对生殖系统影响较严重；2.2.工业干扰工业干扰 信号干扰与破坏信号干扰与破坏 3.3.对安全的危害对安全的危害 引燃引爆引燃引爆 三、电磁辐射的控制三、电磁辐射的控制1.1.设计合理的电器及电子设备，减少设备的电磁泄露；设计合理的电器及电子设备，减少设备的电磁泄露；2.2.工业合理布局，使电磁污染远离稠密居民区；工业合理布局，使电磁污染远离稠密居民区；3.3.技术防护技术防护 屏蔽防护屏蔽防护 主动屏蔽和被动屏蔽主动屏蔽和被动屏蔽 吸收防护吸收防护4.4.其他措施其他措施 制定设备的辐射标准并进行严格控制；制定设备的辐射标准并

23、进行严格控制； 实行遥控和遥测，提高自动化程度，以减少工作人员接触高实行遥控和遥测，提高自动化程度，以减少工作人员接触高强度电磁辐射的机会。强度电磁辐射的机会。补充：电磁辐射应该怎样防补充：电磁辐射应该怎样防(图图)第三节第三节 放射性污染放射性污染一、放射性物质的来源一、放射性物质的来源 图：放射性射线图：放射性射线 1 1天然放射源天然放射源 宇宙射线宇宙射线 ；宇宙核素；宇宙核素 ；原生核素；原生核素 2 2人工放射源人工放射源 核反应核反应( (图图) ) 核能生产核能生产( (图图) ) 补充：切尔诺贝利的教训（补充：切尔诺贝利的教训（图图) ) 医疗照射医疗照射 其他人工污染源其他

24、人工污染源 二、放射性污染的危害二、放射性污染的危害 大剂量的照射，会破坏人体和动物的免疫功能，损伤其大剂量的照射，会破坏人体和动物的免疫功能，损伤其 皮肤、骨骼及内脏细胞；皮肤、骨骼及内脏细胞； 小剂量长期照射，可导致白血病、骨癌、甲状腺癌等疾病；小剂量长期照射，可导致白血病、骨癌、甲状腺癌等疾病； 放射性还能损害遗传物质，引起基因突变和染色体畸变。放射性还能损害遗传物质，引起基因突变和染色体畸变。三、放射性防护方法三、放射性防护方法 1. 1.外照射防护外照射防护 缩短受照时间缩短受照时间 增加和放射性源之间的距离增加和放射性源之间的距离 将人体屏蔽起来将人体屏蔽起来 2. 2.内照射的防

25、护内照射的防护 ( (图：放射性核素进入人体的途径图：放射性核素进入人体的途径) )第四节第四节 光污染光污染一、光污染的来源一、光污染的来源 1. 1.白亮污染白亮污染图图 2.2.人工白昼污染人工白昼污染图图 3. 3.彩光污染彩光污染图图 二、光污染的危害二、光污染的危害 长时间白亮光照射会使视力急剧下降，引起白内障；导致神经长时间白亮光照射会使视力急剧下降，引起白内障；导致神经衰弱；易诱发火灾和车祸；衰弱；易诱发火灾和车祸； 补充：白纸污染补充：白纸污染 过度的城市夜景照明将危及正常的天文观测；还会伤害鸟类和过度的城市夜景照明将危及正常的天文观测；还会伤害鸟类和昆虫昆虫 黑光灯长期照射

26、可诱发流鼻血、脱牙、白内障，甚至导致白血黑光灯长期照射可诱发流鼻血、脱牙、白内障，甚至导致白血病和其他癌变病和其他癌变光污染：是指光辐射过量而对生活、生产环境光污染：是指光辐射过量而对生活、生产环境 以及人体健康产生的不良影响。以及人体健康产生的不良影响。 三、光污染的控制三、光污染的控制 1. 1.加强城市规划与管理，以减少光污染的来源；加强城市规划与管理，以减少光污染的来源； 2. 2.对有红外线和紫外线污染的场所采取必要的安对有红外线和紫外线污染的场所采取必要的安 全防护措施；全防护措施； 3. 3.采用个人防护措施采用个人防护措施( (防护眼镜、面罩防护眼镜、面罩) )第五节热污染第五节热污染一、热污染的类型一、热污染的类型 1 1、水体热污染、水体热污染 2 2、大气热污染、大气热污染 二、热污染的危害二、热污染的危害 1