延大《环境学》讲义第6章 物理环境

第六章物理环境第一节噪声污染及防治一、噪声的定义及量度人们生活和工作所不需要的声音叫噪声。声的量度：分贝（dB）；我们用来测量噪声的仪器有声级计、声频频谱仪等。噪声测量仪器的读取数据为转换后的声压级，即A计权声级，简称A声级。二、噪声的主要特性1、噪声是一种感觉性污染，在空气中传播时不会在周围环境里留下有毒有害的化学污染物质。对噪声的判断与个人所处的环境和主观愿望有关。2、噪声源分布广泛而分散，由于传播过程中会发生能量的衰减，因此噪声污染的范围是有限的。3、噪声产生的污染没有后效作用，一旦噪声源停止发声，噪声便会消失，转化为空气分子无规则运动的热能。三、噪声的危害1、对人体生理的影响 导致耳聋；增加肾上腺素分泌，使心率改变和血压升高，导致心脏病发展和恶化；导致消化系统疾病和神经衰弱；刺激耳腔的前庭器官，使人眩晕、恶心、呕吐等。噪声超过95dB时可导致人瞳孔放大，视力模糊；超过115dB时多数人的眼球对光亮度的适应性减弱；超过140dB时将导致全身血管收缩，供血减少，说话能力受影响。2、对人体心理的危害使人烦恼、疲劳、精力分散、激动、易怒，甚至失去理智。3、对孕妇和胎儿的影响增加孕妇孕娠呕吐和孕娠高血压综合症的发生率。噪声可使母体产生紧张反应，引起子宫血管收缩，进而影响对胎儿养料和氧气的供给。妇女怀孕期应避免接触超过卫生标准（85－90dB）的噪音。4、对物质结构的影响强噪声可导致物质结构损伤，性能下降。150dB以上的强噪声可使墙振裂、门窗破坏，使钢结构产生“声疲劳”而损害，使高精密度仪器失灵。四、噪声标准及防治1、噪声标准城市区域环境噪声标准值GB3096—2008；单位：等效声级Leq/dB(A)功能类别 昼间 夜间 适应区域0类 50 40 疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等1类 55 45 以居住、文教机关为主的区域2类 60 50 居住、商业和工业混杂区3类 65 55 工业区4类 4a类 70 55 城市道路交通干线两侧区域、穿越城区的内河航道两侧区域、穿越城区的铁路线两侧区域 4b类 70 60 2、噪声防治技术声源控制：改进设备、加垫片；传播途径控制：隔声、吸声、消声；接受点防护五、噪声的利用噪声发电、噪声除尘、噪声增产、噪声除草、噪声诊病、噪声透视海底。第二节电磁污染及其防护一、电磁污染1、电磁污染电磁波就是在空间传播的交变电磁场，包括无线电长波、中波、短波、红外线、X射线、γ射线及微波。电磁辐射是加速运动的电荷所产生的一种能量。2、电磁污染源 天然源：太阳辐射、地磁场 人为源：广播电视、通讯设备、交通工具、电力系统、家用电器。二、电磁污染的危害波长越短，能量越高，危害越大。1、对人体的危害高强度电磁辐射可以热效应和非热效应两种方式作用于人体，使人体组织温度升高，导致机能性障碍和功能紊乱，严重时可出现心跳、血压和血象失调，还会损伤眼睛导致白内障。长期处于高底层辐射环境中，会使血液、淋巴液和细胞原生质发生改变，影响循环系统及免疫、生殖和代谢功能，严重的还会诱发癌症。2、对机械设备的危害对电器、飞机和建筑物可造成直接破坏，干扰导航通讯系统，使自动化控制系统失灵等。3、引发其它安全问题可引燃引爆可燃性油类、气体和武器弹药等。三、电磁辐射的防护 防护标准《国家标准电磁辐射防护规定》（GB8702-1988） 防护措施：屏蔽法、接地法、吸收法、城市规划及绿地。个人电磁辐射防护：1、不过于集中摆放家用电器，尤其是在卧室中。2、避免长时间操作家用电器、办公设备、移动电话等。3、当电器暂停使用时最好不要让其处于待机状态。4、对各种电器的使用要保持一定的安全距离。如距电视5倍距离；微波炉1m远以上；手机天线与头部距离5cm以上。5、长期生活、工作在强电磁辐射环境中的人（尤其是孕妇、小孩、老人和病患者），最好配备电磁辐射防护服。6、给电脑、电视屏安装电磁辐射保护罩。7、多食用胡萝卜、豆芽、西红柿、海带、油菜、瘦肉、动物肝脏等富含VA、VC、Pro.的食物。第三节放射性污染及其防护一、放射性污染1、放射性 不稳定的原子核能自发地有规律地改变其结构，从原子核内部放出电磁波（γ）或带有一定能量的粒子（α、β），降低其能级水平，转化为结构稳定的核。这种现象叫核蜕变或“放射性核蜕变”。在衰变过程中，不稳定的原子核能自发地放出α、β、γ射线，使本身物理和化学性质发生变化的现象，称为“放射性”。放射性射线的度量单位，伦琴（R）：度量χ或γ射线照射剂量的专用单位。1R的照射量能在1kg空气中产生2.58×10-4库仑（C）的电荷。拉德（rad）：是度量射线吸收剂量的专用单位。1rad等于电离辐射给予1kg物质10-2焦耳（J）的能量。2.放射性来源①天然源 宇宙射线：初级宇宙线—高能辐射，穿透力很强;次级宇宙线—比初级弱放射性核素－20余种 天然放射性核素—与地球共生 天然放射本源—半衰期极长，强度弱，内照射、外照射（占80％）。②人工源核试验及航天事故－核裂变产物和中子活化产物放射性尘埃可在大气层滞留0.3—3年。 核工业：核废弃物（核发电）、农业、医学和科研等部门、医学占人工污染源的90％；放射性矿的开采和利用。二、放射性的危害 对人体健康的影响；急性辐射损伤。核武器爆炸、核反应堆意外事故造成的急性生物效应为急性辐射损伤；辐射的远期效应；辐射致癌；白血病；白内障；寿命缩短；遗传效应；慢性小剂量辐射。切尔诺贝利的教训：1986年4月26日，位于乌克兰北部的切尔诺贝利核电站4号反应堆因操作人员违反操作规程发生严重爆炸，2人当场炸死，28人死于过量核照射，电站周围10km内的树木和小型哺乳动物接受到致死的辐射剂量。1989年该区域自然环境开始恢复，设有观测到对生态系统造成严重的或持久的影响。事故原因：反应堆设计缺陷、运行人员违反操作规程。电离辐射对机体伤害有两种途径：直接损伤：直接将集体物质电离，破坏大分子结构。 间接损伤：电离水分子，产生活性很强的自由基和其它氧化剂，通过它们与有机成分作用，导致与直接作用相同的后果。通常，每人每年从环境中受到的放射性辐射总剂量不超过2毫希沃特。其中，天然放射性本底辐射占50％以上，其余是人为放射性污染引起的辐射。三、放射性污染的防治1.放射性废水处理贮存衰变：短寿命核素衰变大部分后，再进行其他处理，絮凝、沉淀、过滤；离子交换、吸附。2.放射性废气处理 气溶胶过滤；活性炭吸附；活性炭滞留；低温分馏。3、放射性固废的处理：埋藏、煅烧、再熔化。第四节热污染及其防护一、热污染及其成因热污染是指现代工业生产和生活中排放的废热所造成的环境污染。热污染问题：1、水体热污染：火力发电厂、核电站、钢铁厂循环冷却系统排出的热水污染；石油、化工、铸造、造纸工业排放废水中的废热污染。2、大气热污染：温室气体大量排放引起气温增高；城市热岛效应。城市热岛效应的成因：（1）城市建筑物和水泥地面导热性好，受热传导快。白昼，太阳辐射使结构面快速升温，并将热传导给大气；夜间，灼热的建筑面播散余热，使气温回降缓慢；（2）人口密集、工业集中、热源丰富；（3）建筑物林立，影响空气流动散热；（4）排放废气改变了大气组分结构，温室效应增加。二、热污染的危害 影响全球气候变化，阻碍云雨形成，干旱地区增加；土地沙化；冰川融化。城市热岛效应：城市气温比周边农村高，形成一个封闭的高温区，犹如一个温暖而孤立的岛屿，成为城市热岛。不利于污染物的扩散。 污染水体：影响水质、影响水生生物、使水体富营养化；加快水分蒸发；病毒细菌滋生。影响人体代谢和健康水平，增加病原生物（蚊子、苍蝇、蟑螂、跳虱等）的繁殖、传播和危害。三、热污染防治 多使用太阳能、风能、潮汐能、地热等可再生能源；提高热能转化效率，增加对废热的利用；增加绿地覆盖；提高冷却技术，减少废热排放。第五节光污染及其防治一、光污染问题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。包括三种污染类型：白亮污染：在强烈阳光照射下，建筑物玻璃、釉面砖、铝合金、磨光大理石等装饰材料反射出的强白光污染。人工白昼污染：夜间