第八章 环境中的噪声及测定

1、第九章第九章 物理污染及其防治物理污染及其防治讲课提纲讲课提纲 n噪声污染及其控制噪声污染及其控制n噪声的概念与特点噪声的概念与特点n噪声的度量噪声的度量 n噪声的来源噪声的来源n噪声的危害噪声的危害n控制噪声的途径与对策控制噪声的途径与对策n放射性污染及其防治放射性污染及其防治n电磁辐射污染及其防治电磁辐射污染及其防治 人类的生活与声音有着十分密切的关系人类的生活与声音有着十分密切的关系. .人们利用声人们利用声音进行交流、表达感情及开展各种活动，但有些声音也音进行交流、表达感情及开展各种活动，但有些声音也会给人类带来危害。会给人类带来危害。 什么是噪声呢？什么是噪声呢？ 1. 概念：概念：

2、凡是人们不需要的和讨厌的声音称之为噪声。凡是人们不需要的和讨厌的声音称之为噪声。 从物理学的观点来看，声波的频率和强弱变化毫无规律、从物理学的观点来看，声波的频率和强弱变化毫无规律、杂乱无章的声音就是噪声。杂乱无章的声音就是噪声。一、噪声一、噪声2. 噪声的特点噪声的特点 n（1）物理污染，感觉污染）物理污染，感觉污染n（2）没有污染物）没有污染物n（3）在环境中不积累、传播距离有限）在环境中不积累、传播距离有限n（4）声源分散，一旦声源停止发声，噪声消失）声源分散，一旦声源停止发声，噪声消失3.噪声的度量噪声的度量（1 1）声压与声强）声压与声强n声音在空气中传播是纵波，空气分子在其平衡位置

3、前后运声音在空气中传播是纵波，空气分子在其平衡位置前后运动，时而使空气密集，时而使空气稀疏，所以称疏密波。动，时而使空气密集，时而使空气稀疏，所以称疏密波。n声压：在声音传播过程中，空气压力相对于大气压力的变声压：在声音传播过程中，空气压力相对于大气压力的变化称为声压（化称为声压（P P）n声强：声音的强度，指单位时间内通过垂直于声波传播方声强：声音的强度，指单位时间内通过垂直于声波传播方向的单位面积的声能量向的单位面积的声能量(J)(J)。n声压与声强的关系：声压与声强的关系： J=PJ=P* *P/P/c c，其中，其中， 为介质密度，为介质密度，c c声音传播速度声音传播速度（2）声压级

4、）声压级n声压级是反映声信号强弱的基本参数，是声强声压级是反映声信号强弱的基本参数，是声强之比的对数。之比的对数。 LP=20lgP/P0 (被测声压被测声压/基准声压，基准声压基准声压，基准声压是常数是常数)nLP是声压级，是声压级，dBn采用贝尔作声压级的单位太大，故常用它的采用贝尔作声压级的单位太大，故常用它的1/10即分贝作单位即分贝作单位4. 噪声的来源噪声的来源据噪声产生的物理特性分为：据噪声产生的物理特性分为：n机械震动噪声：由于机械震动噪声：由于 机械运转中的机件摩擦、撞击以机械运转中的机件摩擦、撞击以及运转中由于动力、磁力不平衡等原因而产生的机械及运转中由于动力、磁力不平衡等

5、原因而产生的机械震动而辐射出来的噪声。震动而辐射出来的噪声。n气体动力噪声：由于物体作高速运动、气流高速喷射气体动力噪声：由于物体作高速运动、气流高速喷射和化学爆炸引起周围空气急速膨胀而产生的噪声。和化学爆炸引起周围空气急速膨胀而产生的噪声。据噪声的声源分为：据噪声的声源分为：n交通噪声：汽车、火车、飞机、轮船。交通噪声：汽车、火车、飞机、轮船。n工厂噪声工厂噪声n建筑施工噪声建筑施工噪声n社会和家庭生活噪声社会和家庭生活噪声交通噪声交通噪声n城市环境噪声中的城市环境噪声中的70为交通噪声为交通噪声n喇叭声也极为突出喇叭声也极为突出n电喇叭：电喇叭：90-110 dBn气喇叭：气喇叭：105-

6、110 dB（距行驶车辆（距行驶车辆5米）米）n载重汽车、拖拉机：载重汽车、拖拉机：89-92 dBn公共汽车：公共汽车：80 dB工厂噪声工厂噪声n来自各种机械操作和高速运转的设备来自各种机械操作和高速运转的设备n污染地点固定，危害生产者、影响周围居民污染地点固定，危害生产者、影响周围居民n电子工业和轻工业：小于电子工业和轻工业：小于90 dB90 dBn纺织厂：纺织厂：90-106 dB90-106 dBn机械工业：大于机械工业：大于130dB130dB建筑施工噪声建筑施工噪声n施工周期长，施工场地开敞，每年施工项目不施工周期长，施工场地开敞，每年施工项目不断增多，对周围居民影响大。断增多

7、，对周围居民影响大。n混泥土搅拌机、打桩机、推土机、空气压缩机、混泥土搅拌机、打桩机、推土机、空气压缩机、钻机钻机n凿岩机、大型球磨机、风铲、风镐：凿岩机、大型球磨机、风铲、风镐：130dB130dB以以上上社会和家庭生活噪声社会和家庭生活噪声n对健康无直接危害，但会使人心烦意乱，干扰正常生对健康无直接危害，但会使人心烦意乱，干扰正常生活。活。n公共娱乐场所：卡拉公共娱乐场所：卡拉OKOK歌舞厅、商场、市场歌舞厅、商场、市场n街道上人群喧哗声、敲击物体、儿童哭闹、收音机和街道上人群喧哗声、敲击物体、儿童哭闹、收音机和电视机的大声播放电视机的大声播放n家庭生活噪声：家庭影院、乐器、家用电器、家庭

8、装家庭生活噪声：家庭影院、乐器、家用电器、家庭装修修n电冰箱：电冰箱：30-40dB30-40dB；电视机：；电视机：40-60dB40-60dB；洗衣机：；洗衣机：42-42-82dB82dB；收录机：；收录机：80dB80dB；换气扇：；换气扇：80-90dB80-90dB5. 噪声的危害噪声的危害n一般人适应的噪声强度是一般人适应的噪声强度是15-30dBn低于低于40dB是噪声的卫生标准是噪声的卫生标准n40-60dB影响睡眠影响睡眠n60-70dB影响工作、谈话和娱乐影响工作、谈话和娱乐n大于大于70dB损害人的听觉损害人的听觉n大于大于85dB感觉不舒服感觉不舒服n大于大于115d

9、B健康受损伤健康受损伤n听力损伤：听力损伤：听觉疲劳、听力减退、噪声性耳聋（听觉疲劳、听力减退、噪声性耳聋（90dB90dB以以上）上）国家听力保护标准定为：国家听力保护标准定为： 90dB90dBn干扰睡眠：干扰睡眠：一定强度的连续噪声会影响人们的睡眠质量一定强度的连续噪声会影响人们的睡眠质量和数量，使人多梦，缩短睡眠时间。和数量，使人多梦，缩短睡眠时间。 当声强达到当声强达到50dB50dB时，入睡就有困难时，入睡就有困难n噪声对人体的生理影响：噪声对人体的生理影响：长时间长时间接触噪声，对全身各系接触噪声，对全身各系统如中枢神经系统、心血管系统、消化系统、内分泌系统如中枢神经系统、心血管

10、系统、消化系统、内分泌系统等都会有不同程度的影响。统等都会有不同程度的影响。n对动物的影响：对动物的影响：影响繁殖率、繁殖密度、胚胎发育等。影响繁殖率、繁殖密度、胚胎发育等。 6. 控制噪声的途径与对策控制噪声的途径与对策n控制声源：控制声源：完善各种噪声标准和法规，加强行政管理和执法完善各种噪声标准和法规，加强行政管理和执法力度。力度。n控制传播途径：控制传播途径：合理布局合理布局, ,采用声学处理的方法。如：吸声、采用声学处理的方法。如：吸声、隔声、消声等。隔声、消声等。 可以采用隔声门窗、玻璃棉、毛毯、泡沫塑料、吸声砖、可以采用隔声门窗、玻璃棉、毛毯、泡沫塑料、吸声砖、种植绿化植物等。种

11、植绿化植物等。n加强接受者防护：加强接受者防护：采用耳塞、耳罩、耳棉球和帽盔等个人防采用耳塞、耳罩、耳棉球和帽盔等个人防护措施。护措施。n开发新技术：开发新技术：反噪声装置、反噪声、自适应以声消声。反噪声装置、反噪声、自适应以声消声。n人口的控制：人口的控制：噪声随人口密度的增长而增加噪声随人口密度的增长而增加. .n划分功能区域划分功能区域n合理利用土地合理利用土地n合理的建筑布局合理的建筑布局n城市绿化与声衰减城市绿化与声衰减二、放射性污染及其防治n基础知识n放射性污染来源n放射性对人体的危害n放射性污染防治1. 基础知识基础知识l放射性放射性l放射性的度量单位放射性的度量单位（1）放射性

12、）放射性核衰变：有些原子核是不稳定的，能自发地改核衰变：有些原子核是不稳定的，能自发地改变核结构，这种现象称核衰变。变核结构，这种现象称核衰变。 放射性：在核衰变过程中总是放射出具有一定放射性：在核衰变过程中总是放射出具有一定动能的带电或不带电的粒子，即动能的带电或不带电的粒子，即、和和射射线，这种现象称为放射性。线，这种现象称为放射性。 放射性同位素放射性同位素不稳定的同位素（原子核内质不稳定的同位素（原子核内质子数同，中子数不同）子数同，中子数不同） 放射性核衰变放射性核衰变 放射性核衰变放射性核衰变天然不稳定核素能自发放出射线的放射性称为天然不稳定核素能自发放出射线的放射性称为“天天然放

13、射性然放射性”； 通过核反应由人工制造出来的核素的放射性称为通过核反应由人工制造出来的核素的放射性称为“人工放射性人工放射性”。 决定放射性核素性质的基本要素是决定放射性核素性质的基本要素是放射性衰变类型、放射性衰变类型、放射性活度和半衰期放射性活度和半衰期。 1、母体、母体子体子体（氦核）（氦核） 2、母体、母体子体子体（高速电子，（高速电子，正，正， 负，电子俘获负，电子俘获x ） 3、母体、母体子体（较低能级或基态子体）子体（较低能级或基态子体） （或（或） （同质异能跃迁）（同质异能跃迁） 放射性衰变的类型放射性衰变的类型 衰变（衰变（4He核核粒子）粒子） 226Ra 222Rn +

14、 4He 226Ra衰变有两种方式（分枝衰变衰变有两种方式（分枝衰变)： 放射性活度和半衰期放射性活度和半衰期放射性活度（放射性活度（A）：）： 在给定时刻处于特定能态下的一定量放射性核素的放在给定时刻处于特定能态下的一定量放射性核素的放射性活度射性活度A的定义式是的定义式是 A = d N / d t式中：式中：A放射性活度，单位放射性活度，单位Becquerel，简称贝可，用符，简称贝可，用符号号Bq表示，表示，1Bq=1 sec-1 。 dN时间间隔时间间隔d t内，处于该特定能态下的一定量放内，处于该特定能态下的一定量放射性核素，发生自发核转变的核数目。射性核素，发生自发核转变的核数目

15、。 比活度是指单位质量或体积内所含有的放射性活度，比活度是指单位质量或体积内所含有的放射性活度，单位为单位为Bq.g-1。半衰期半衰期 当放射性的核素因衰变而减少到原来的一半时所需的当放射性的核素因衰变而减少到原来的一半时所需的时间称为半衰期时间称为半衰期(T1/2)。衰变常数与半衰期有下列关系：。衰变常数与半衰期有下列关系： T1/2 = 0.693/ 半衰期是放射性核素的基本特性之一，不同核素半衰期是放射性核素的基本特性之一，不同核素T1/2不同。所以对一些不同。所以对一些T1/2长的核素，一旦发生核污染，要通长的核素，一旦发生核污染，要通过衰变令其自行消失，需时是十分长久的过衰变令其自行

16、消失，需时是十分长久的。 核反应核反应：核反应： 指用快速粒子打击靶核而给出新核（核产物）和另指用快速粒子打击靶核而给出新核（核产物）和另一粒子的过程。一粒子的过程。 进行核反应的方法主要有：进行核反应的方法主要有： * *用快速中子轰击发生核反应；用快速中子轰击发生核反应； * *吸收慢中子的核反应；吸收慢中子的核反应； * *用带电粒子轰击发生核反应；用带电粒子轰击发生核反应； * *用高能光子照射发生核反应等用高能光子照射发生核反应等 （2）放射性的度量单位）放射性的度量单位 放射源强度放射源强度居里居里Ci 照量照量X库仑每千克库仑每千克/伦琴伦琴R 吸收剂量吸收剂量D戈瑞戈瑞 Gy/

17、拉德拉德rad 剂量当量剂量当量H希沃特希沃特SV/雷姆雷姆rem u 照射量（照射量（X） 表示表示或或射线在空气中产生电离大小的物理量。射线在空气中产生电离大小的物理量。 X=dQ/dm dQ是指质量为是指质量为dm的体积单元的空气中，光子释放的所有的体积单元的空气中，光子释放的所有电子（负电子和正电子）在空气中全部被阻时，形成的同一种电子（负电子和正电子）在空气中全部被阻时，形成的同一种符号（正或负）的离子的总电荷的绝对值。单位：库伦符号（正或负）的离子的总电荷的绝对值。单位：库伦/千克，千克，(C. kg-1), 旧单位是伦琴旧单位是伦琴(R), 1R=2.58 10-4 C.kg-1

18、 照射量率：指单位时间内的照射量照射量率：指单位时间内的照射量。u 吸收剂量（吸收剂量（D）：）： 吸收剂量是单位质量的物质对辐射能的吸收量。吸收剂量是单位质量的物质对辐射能的吸收量。 D=d/dm d与与dm分别代表受电离辐射作用的某一体积元中物质分别代表受电离辐射作用的某一体积元中物质的平均能量与物质的质量的平均能量与物质的质量. 单位：单位：Gy（戈瑞），（戈瑞），1 Gy=1 J.kg-1。 吸收剂量适用于任何电离辐射和任何物质，是衡量电离辐吸收剂量适用于任何电离辐射和任何物质，是衡量电离辐射与物质相互作用的一种重要的物理量。射与物质相互作用的一种重要的物理量。 吸收剂量率吸收剂量率单

19、位时间内的吸收剂量，单位单位时间内的吸收剂量，单位 Gy.s-1。 u 剂量当量（剂量当量（H)希沃特希沃特SV 在人体组织中某一点处的剂量当量在人体组织中某一点处的剂量当量H等于吸收剂量与其等于吸收剂量与其他修正因数的乘积。他修正因数的乘积。H的计算公式为：的计算公式为： H=DQN式中：式中：Q为品质因子，亦称为线质系数，不同电离辐射的为品质因子，亦称为线质系数，不同电离辐射的Q值列于表值列于表8-1。 N为其它修正系数，是吸收剂量在时间或空间上分布不均为其它修正系数，是吸收剂量在时间或空间上分布不均匀性修正因子的乘积，对外照射源通常取匀性修正因子的乘积，对外照射源通常取N=1。 单位为单

20、位为SV（希沃特），（希沃特），1 SV=1 J. kg-12. 环境中放射性的来源环境中放射性的来源(1) 天然源天然源 宇宙射线宇宙射线 初级宇宙线初级宇宙线高能辐射，穿透力很强高能辐射，穿透力很强; 次级宇宙线次级宇宙线比初级弱比初级弱 放射性核素放射性核素20余种余种天然放射性核素天然放射性核素与地球共生与地球共生天然放射本源天然放射本源半衰期极长，强度弱半衰期极长，强度弱 内照射、外照射（占内照射、外照射（占80）（2）人工源）人工源 核试验及航天事故核试验及航天事故 核裂变产物和中子活化产物放射核裂变产物和中子活化产物放射性尘埃可在大气层滞留性尘埃可在大气层滞留0.33年年 核工业

21、：核工业： 核废弃物（核发电）核废弃物（核发电） 工农业、医工农业、医 学学 和科研等部门和科研等部门 医学占人工污染源的医学占人工污染源的90 放射性矿的开采和利用放射性矿的开采和利用3. 放射性对人体的危害放射性对人体的危害 （1 1）放射性污染的特点）放射性污染的特点: : 放射性污染虽然是由于具有放射性核素的化学物质而造放射性污染虽然是由于具有放射性核素的化学物质而造成的，但是放射性污染与一般的化学毒害物质污染有显成的，但是放射性污染与一般的化学毒害物质污染有显著区别。主要表现在以下著区别。主要表现在以下5 5点：点： 1）放射性污染物的放射性与物质的化学状态无关；）放射性污染物的放射

22、性与物质的化学状态无关； 2）每一种放射性核素都能放射出具有一定能量的一种或几种射）每一种放射性核素都能放射出具有一定能量的一种或几种射线；线； 3）每一种放射性核素都有一定的半衰期，不因气压、温度而改）每一种放射性核素都有一定的半衰期，不因气压、温度而改变；有的放射性核素的半衰期极长，例如变；有的放射性核素的半衰期极长，例如241Pu的的衰变产物衰变产物241Am的半衰期为的半衰期为433年，年， 238 93U高达高达109年，而有些则只有几分年，而有些则只有几分钟甚至几秒；钟甚至几秒； 4）除了核反应条件外，任何化学、物理、生物的处理都不能改）除了核反应条件外，任何化学、物理、生物的处理

23、都不能改变放射性核素的性质；变放射性核素的性质； 5）放射性物质进入环境后，可随介质的扩散或流动在自然界稀）放射性物质进入环境后，可随介质的扩散或流动在自然界稀释和迁移，可在生物体内被富集并由此而产生在人体内的放射释和迁移，可在生物体内被富集并由此而产生在人体内的放射性污染即内照射。性污染即内照射。（2）放射性核素在环境中的分布）放射性核素在环境中的分布在土壤和岩石中的分布在土壤和岩石中的分布在水体中的分布在水体中的分布在大气中的分布在大气中的分布在室内空气中的分布在室内空气中的分布在动植物组织中的分布在动植物组织中的分布（3）对人体危害）对人体危害进入人体途径进入人体途径v 呼吸道人体肺，血

24、液全身呼吸道人体肺，血液全身v 消化道人体肝脏，血液，全身消化道人体肝脏，血液，全身v 皮肤或粘膜人体可溶性物质易被皮肤吸收（伤皮肤或粘膜人体可溶性物质易被皮肤吸收（伤口的吸收率更较高）口的吸收率更较高） 通常，每人每年从环境中受到的放射性辐射总剂量不超通常，每人每年从环境中受到的放射性辐射总剂量不超过过2毫希沃特。其中，天然放射性本底辐射占毫希沃特。其中，天然放射性本底辐射占50以上，其余以上，其余是人为放射性污染引起的辐射。放射性元素铀（是人为放射性污染引起的辐射。放射性元素铀（238U、235U、234U）、钍（）、钍（232Th）、镭（）、镭（226Ra）、氡（）、氡（222Rn）和钾

25、（）和钾（40K）对人体的辐射伤害特征见表所示。对人体的辐射伤害特征见表所示。表表1: 天然放射性核素的主要辐射特征天然放射性核素的主要辐射特征放射性核素放射性核素对人体伤害类型对人体伤害类型射线能量射线能量/ kev238U外照射伤害外照射伤害186232Th外照射伤害外照射伤害238226Ra内照射伤害、外照射伤害内照射伤害、外照射伤害352.840K外照射伤害外照射伤害1460危害危害 损伤机理损伤机理A. 、高速带电粒子属直接电离粒子。高速带电粒子属直接电离粒子。B. 射线等不带电的粒子为间接带电粒子。射线等不带电的粒子为间接带电粒子。 统称为电离辐射：引起生物组织内原子、分子电离，统

26、称为电离辐射：引起生物组织内原子、分子电离，破坏组织中的大分子结构。破坏组织中的大分子结构。 影响因素射线性质剂量、次数、时间、部位、方式。影响因素射线性质剂量、次数、时间、部位、方式。（致死剂量、半致死剂量）（致死剂量、半致死剂量） 损伤方式急性、慢性（远期效应、躯体效损伤方式急性、慢性（远期效应、躯体效 应、遗传效应、遗传效应）。应）。4. 放射性辐射防治放射性辐射防治 最基本的标准是：对人体所受剂量当量的限制。最基本的标准是：对人体所受剂量当量的限制。（1 1）我国环境放射性基本标准）我国环境放射性基本标准（2 2）我国露天水源中限制浓度和放射性工作场所）我国露天水源中限制浓度和放射性工

27、作场所 空气中限制浓度空气中限制浓度（3 3）国外的一些标准）国外的一些标准（4 4）放射性）放射性“三废三废”的处理与防治（的处理与防治（P246-248P246-248） （1）我国）我国辐射防护规定辐射防护规定(GB870388 )中的部分规中的部分规定定职业性放射性工作人员和居民每年限制剂量当量职业性放射性工作人员和居民每年限制剂量当量露天水源中限制浓度和放射性工作场所空气中最大露天水源中限制浓度和放射性工作场所空气中最大容许浓度容许浓度 表表2: 工作人员、居民年最大容许剂量当量工作人员、居民年最大容许剂量当量注：表内所列数值均指内、外照射的总剂量当量，不包括天然本底照射和医疗照射。

28、 16岁以下人员甲状腺的限制剂量当量为1.510-2Sv/a。受照射部位职业性放射性工作人员的年最大容许剂量当量/Sv放射性工作场所、相邻及附近地区工作人员和居民的年最大容许剂量当量/Sv广大居民年最大容许剂量当量/Sv器官分类器官名称第一类全身、性腺、红骨髓、眼晶体510251035104第二类皮肤、骨、甲状腺3.01013102 1102第三类手、前臂、足踝7.51017.51022.5102第四类其他器官1.51011.51025103注：露天水源的限制浓度值是为广大居民规定的，其他人员也适用此标准；放射性工作场所空气中的最大容许浓度值为职业放射性工作人员规定的，工作时间每周按40h计算

29、；矿井下222Rn的最大容许浓度为3.7Bq/L。但222Rn子体或220Rn子体的潜能值不得大于4104MeV/L。放射性同位素露天水源中限制浓度 / (BqL-1)放射性工作场所空气中最大容许浓度 / (BqL-1)名称符号氚铍碳硫磷氩钾铁钴镍锌氪锶碘氙铯氡镭铀钍3H7Be14C35S32P41Ar42K55Fe60Co59Ni65Zn85Kr90Sr131I131Xe137Cs220Rn222Rn226Ra235U232Th1.11041.91043.71032.61021.91022.21027.41033.71021.11033.71022.62.2103.7101.13.7103.

30、710-11.91023.7101.51021.1102.67.4103.73.3103.310-11.9102.23.71023.710-23.310-13.71023.710-11.1101.11.110-33.710-37.410-3 放射性同位素在放射性工作场所以外地区空气中的限制放射性同位素在放射性工作场所以外地区空气中的限制浓度，按表浓度，按表3放射性工作场所空气中的最大容许浓度乘以表放射性工作场所空气中的最大容许浓度乘以表4所列比值控制计算。所列比值控制计算。表表4: 比值控制比值控制 放射性同位素比 值放射性工作场所相邻及附近地区广大居民区3H、35S、41Ar、85Kr、13

31、1Xe1/301/30014C、55Fe、59Ni、65Zn、90Sr、226Ra1/301/200其它同位素1/301/100（3）其他国家和机构发布的有关环境放射性标准）其他国家和机构发布的有关环境放射性标准 表表5: 国际放射委员会建议的个人剂量限值国际放射委员会建议的个人剂量限值人员类别基本极限值/(mSva1)职业性个人非随机效应眼晶体 150其他组织 500随机效应全身均匀照射 50全身均匀照射 50不均匀照射 50公众个人非随机效应任何组织 50随机效应全身均匀照射 50不均匀照射 50群体不作规定三、电磁辐射污染及其防治n电磁污染n来源于传播途径n电磁污染的危害n电磁污染的防治 概念：概念：电磁污染是指天然和人为的各种电磁波的干扰及有害的电磁辐射。由于广播、电视、微波技术的发展，射频设备功率成倍增加，地面上的电