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文档简介
固体废物的处理与处置第一部分污染现状全国一般工业固体废物产生及处理情况
各地区一般工业固体废物综合利用、处置、贮存、倾倒丢弃情况一般工业固体废物产生量行业构成我国人均年垃圾产量分布1.
固体废物概念、特点及分类;1.1概念固体废物是指在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质。固体废物不包括下列物质或物品:放射性废物不经过贮存而在现场直接返回到原生产过程或返回到其他产生过程的物质或物品任何用于其原始用途的物质和物品实验用样品主管部门批准其他可不按固体废物管理的物质或物品。1.2特点①时空性:时间性、空间性②固体废物固有的特性表现在:(1)直接占用土地并具有一定空间;(2)其品种繁多,数量巨大;(3)包括了有固体外形的危险液体及气体废物。(4)其对环境的污染主要通过水、大气或土壤介质影响人类赖以生存的生物圈,给居民身体健康带来危害。“四最”——最难得到处置、最具综合性的环境问题、最晚得到重视、最贴近的环境问题。1.3分类按组成成分:有机废物和无机废物;按形态分:固态废物(粉状、粒状、块状)和半固态废物(污泥);按污染特性分:危险废物和一般废物;按来源分:城市生活垃圾(Municipalsolidwastes)、工业固体废物、农业固体废物和危险废物(Hazardouswastes)。3.矿业固体废物4.农业固体废物污染大气破坏土壤、生态污染水体垃圾人与垃圾猪如何减少白色污染?2.固体废物处理与处置2.1固体废物处理与处置的含义1)固体废物处理(TreatmentofSolidWastes):指通过物理、化学、生物等不同方法,使固体废物转化为适于运输、储存、资源化利用以及最终处置的一种过程。2)固体废物处置(DisposalofSolidWastes):主要解决固废的归属问题,是固废污染控制的末端环节,指最终处置或安全处置。物理处理:通过浓缩或相变化改变固废的结构,使之成为便于运输、储存、利用或处置的形态。具体方法有:压实、破碎、分选、增稠、吸附等。化学处理:利用化学方法破坏固废中的有害成分从而使其达到无害化。具体方法有:氧化、还原、中和、化学沉淀和化学溶出等。2.2固废处理方法包括:物理处理、化学处理、生物处理、热处理和固化处理。热处理:通过高温破坏和改变固废组成和结构,同时达到减容、无害化或综合利用的目的。具体方法有:焚化、热解、焙烧、烧结等。生物处理:利用微生物分解固废中可降解的有机物从而使其达到无害化或综合利用。具体方法有:好氧处理、厌氧处理和兼性厌氧处理。固化处理:采用固化基材将废物固定或包裹起来以降低起对环境的危害,从而能较安全地运输和处置。其主要对象是危险性固体废物。一、固体废物的热处理原理:在高温条件下,使废物中的某些物质发生离解、氧化、还原、氯化、气化、溶解度改变等热化学历程。包括煅烧、烧结、焙烧、焚烧、热解等。其中煅烧、焙烧、烧结等多用作工/矿业废物的预处理。目的:无害化、减量化;回收物质或能源。28(1)焚烧处理定义:将可燃性废物与空气中的氧气在高温下发生燃烧反应,使废物中的有毒有害成分氧化分解,达到减容、去除毒性并回收能源的目的。目的:减容、去除毒性并回收能源。应用:适宜处理有机成分多、热值高的废物(包括固态、液态、气态的危险废物)。29机械化连续垃圾焚烧炉,处理能力、焚烧效果、治污↗旋风收尘焚毁带病毒、病菌的垃圾。→英1874、美1885、法等试验研究,建立间歇式固定床焚烧炉,效率低,残渣量大,无烟气、残渣处理设施大型机械化炉排;较高效率的烟气净化系统(机械、静电除尘和洗涤)自控、移动式机械炉排焚烧炉,多样化,焚烧温度↗850-1100℃以上除尘资源化智能化多功能综合性19世纪中后期120世纪初21960’31970~19904…..我国始于1980′焚烧技术的发展史除尘/脱硫/脱硝技术发展烟气净化投资占1/2~2/330(2)热解处理定义:热解是利用有机物的热不稳定性,在无氧或缺氧条件下,使有机物在高温下分解,最终成为可燃气、油、固形炭的过程。原理:31(2)固体废物热解处理的特点铬Ⅲ不转为ⅥNOx产量少转为可贮存性能源排气量小硫、重金属等大都被固定高温、还原条件32废塑料一般工艺流程废塑料收集筛选金属、泥砂、织物等破碎熔融热分解热解气冷凝未凝气燃烧脱HCL回收盐酸残渣回收油废气(400~500℃)(230~280℃)33废塑料的热解流程34污泥脱水干燥热解炭灰分离油气冷凝热量回收二次污染防治
污泥的热解35污泥的热解36污泥与废物联合热解特点:有用无机物可直接回收,有机物的热量亦被回收利用。尾气经过多级净化处理,废水经过一般处理均能达到允许排放的标准。残渣中的微量元素可进行填埋处理,而占地面积只有传统填埋面积的20一30%,还可省去传统填埋前的预处理。固体废物与污泥联合热解解处理的方法改变了污泥热解处理的地位,大大提高了污泥作为能源的竞争能力。污泥和城市垃圾联合热解处理可提供大量的电能以满足大型现代化水处理场所需的能源,根据外国学者预测污泥热解处理将是今后污泥处理的主要方向。(德、法、美)37热解法与焚烧法的比较不同点
a.燃烧过程和机理不同。焚烧是充分供氧、完全燃烧的放热过程;热解是利用是有机物的热不稳定性,是在无氧或缺氧条件下,可燃的固体废物的高温分解过程,是吸热的。b.产物不同。焚烧的产物主要是二氧化碳和水;热解的产物主要是可燃的低分子化合物如可燃气、油、固形炭。c.能量利用方式不同。焚烧产生热能量大的可用于发电,量小的只可供加热水或产生蒸汽,只能就近利用。热解产物是燃料油及燃料气,便于贮藏及远距离输送。相同点处理对象相同,都是加热分解过程,都能使固体废物减量化和稳定化38还原焙烧硫酸化焙烧氯化焙烧钠化焙烧离析焙烧烧结焙烧分解焙烧氧化焙烧各种焙烧的适用对象?各种焙烧方法的原理?(3)固体废物的焙烧定义:焙烧是在适宜气氛条件下将物料加热到一定的温度(低于其熔点),使其发生物理化学变化的过程。方法39烧结焙烧烧结是将粉末或粒状物质加热到低于主成分熔点的某一温度,使颗粒粘结成块或球团,提高致密度和机械强度的过程。如钢渣生产烧结矿为了更好地烧结,一般需在物质中配入一定量的熔剂,如石灰石、纯碱等。物料在烧结过程中发生物理化学变化,化学性质改变、并有局部熔化,生成液相。
40磁化焙烧目的是把弱磁性物质变成强磁性物质,以便能用磁选机分选回收。硫铁矿及其烧渣中铁的硫化物和氧化物在适宜温度(550-600度)和还原气氛下焙烧后,不但磁性加强,还降低了硬度,便于破碎和磨细。41氧化焙烧是焙烧方法中应用最多的一种,如硫化矿中的硫通过中温下(1000度以下)焙烧除硫。如铅、锌、铁的冶炼。42氯化焙烧原理:卤族元素对各种金属的亲和力与O和S不同,能与金属形成熔点低、蒸气压大的金属卤化物,因此可将矿石中的微量金属转化为氯化物,而后使其挥发或用溶剂浸出达到分离回收其中金属的目的。分类中温氯化焙烧(1000度以下)有色金属氧化物转变成可溶性的金属氯化物,利于后续溶剂浸出。高温氯化焙烧(1000度以上)有色金属氧化物转变成的气态金属氯化物,从烟尘中回收有色金属。43焚烧处理热解焙烧处理其它热处理方法焚烧(incineration):生活垃圾和危险废物的燃烧(具有强烈放热效应、有基态和电子激发态的自由基出现、并伴有光辐射的化学反应现象)将有机物在无氧或缺氧状态下加热,使之成为气态、液态或固态可燃物质的化学分解过程。在低于熔点的温度下热处理废物改变废物的物理化学性质以利于后续资源化利用的处理过程干燥脱水煅烧湿式氧化辐射1423热处理方法二、固体废物的生物处理法
主要包括陆地(地质)处置和海洋处置两大类。前者包括土地耕作、土地填埋和深井灌注及深地层处置;后者包括深海投弃和海上焚烧。2.3固废处置方法3、3R原则垃圾治理的3R原则:Reduce(源头减量);Reuse(重复利用);Recycle(回收)。(1)ReduceReduce:尽量从源头减少垃圾的产生。源头分类:有利于垃圾的资源化,是资源化的前提。如美国普遍实施的路边计划(curbsideprogram)。我们何时“学会扔垃圾、善待垃圾桶”?花大量资金购置并精心设计的分类垃圾桶不仅“吃”不饱,还常常“吃”错东西,甚至有大量的分类垃圾桶已身首异处,遭到严重破坏。“路边计划”(2)Reuse将有价值的“垃圾”直接回用,主要是大件垃圾。(3)Recycle将垃圾中的纸张、塑料、玻璃等进行回收,用于新产品生产和加工。每回收1吨废钢铁炼钢,可以节省铁矿石近20吨,避免产生固废(尾矿)近18吨,保护地表生态;每利用1吨废纸,可以节约近4m3木材、300kg烧碱及30kW.h电。而资源利用每减少一个单位,还能够减少污染0.6个单位。第二部分
生活垃圾污染控制现状(1)简易焚烧一、焚烧57(2)垃圾发电站高温焚烧已经发展成为一种应用最广、最有前途的生活垃圾和危险废物的处理方法之一。集焚烧、发电、供热和环境美化为一体。德、法、美、日59主要工业发达国家城市垃圾处理中焚烧所占的比例(%)瑞士日本丹麦瑞典法国比利时757370695540荷兰奥地利美国德国挪威英国352316161512加拿大意大利西班牙芬兰爱尔兰葡萄牙875500新加坡垃圾100%进行高温焚烧处理我国城市生活垃圾焚烧处理占处理总量的比例在较理想的条件下5~15年内可达到0.5~l.8%、5~11%。60垃圾焚烧发电要求垃圾处理量达到一定规模,而且投资额较大(一个场的投资在2亿元以上),在省会城市可行,在中小城市则不易推广。另一方面,同常规燃烧发电相比,垃圾焚烧电厂的发电装机容量都很小,而且由于腐蚀问题,目前垃圾焚烧发电的效率一般不超过15%,远低于燃烧发电的水平,电价无法同火电竞争。.垃圾焚烧电厂效益主要来自垃圾处理费和发电效益,但许多城市居民的垃圾处理费收不上来,除非政府财政贴钱,否则电厂必然亏本.山东荷泽垃圾发电项目是中国第一个全部利用国产技术和国产设备的垃圾发电企业,总投资1.6个亿,这也是山东目前唯一在运行的垃圾焚烧电厂,但累计亏损额已达1248.6万元,仅2005年上半年就亏损316万元.61“鼓励垃圾焚烧发电和供热”、“大力研究开发和推广利用先进的垃圾焚烧技术”、“鼓励在经济发达、土地资源稀缺地区建设垃圾焚烧发电厂”等相关条款在国务院关于印发《节能减排综合性工作方案的通知》(国发[2007]15号)、《中国应对气候变化国家方案》《全国城市生活垃圾无害化处理设施建设“十一五”规划》等国家条文中均有提及。同时,由于垃圾焚烧发电属于生物质发电,根据《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》(发改价格[2006]7号),国家上网电价补贴政策的推行以及多项针对垃圾发电采取的优惠政策使得垃圾焚烧发电得以较快的发展。62日本:焚烧先行者,但焚烧总量不大五六十年代,伴随着日本经济的腾飞,垃圾排出量也逐渐增大。当时近4成垃圾是挖坑填埋或直接倾倒,造成大量次生污染。1965年7月,在东京都湾岸地域的江东区海上垃圾填埋地——梦之岛苍蝇大量繁殖,造成了严重的梦之岛苍蝇之灾。
由于日本先天的岛国地貌,匮乏的土地资源不允许对垃圾进行大规模的填埋处理。加上传统的技术优势,焚烧成为了日本处理垃圾的不二之选,日本也成为世界上最早应用垃圾焚烧发电技术的国家。数据显示,2001年日本共排出了5210万吨一般废弃物,只有995万吨左右被最终填埋处理,绝大部分被焚烧或再生利用。日本对垃圾的处理以焚烧为主,但在前期分类回收以及资源化的过程之后,焚烧总量其实不大。63中国:填埋为主,焚烧法方兴未艾中国的垃圾量正以10%的速度增长≈GDP增长率,预计到2030年,中国的垃圾量将增至4.8亿吨。填埋作为一种通用的垃圾处理方法,简单、经济成本低廉,目前中国多对垃圾采取直接填埋,焚烧的比例不高。但土地资源消耗量极大,同时次生污染频发的填埋法显然不能适应垃圾总量的增长速度,减量减容快并且经济效应明显的垃圾焚烧法在中国渐渐兴起。以北京为例,目前的16座垃圾填埋场,日处理能力1.03万吨,而目前北京的垃圾日产量为1.84万吨,处理能力的缺口每天高达8000吨。按北京目前的垃圾增长量,未来四年,全部垃圾填埋场将被垃圾填满。为此,在《北京市关于全面推进生活垃圾处理工作的意见》中,明确提出要加快建设垃圾焚烧厂,计划到2015年垃圾焚烧率达到40%。64垃圾焚烧发电海口市城市生活垃圾焚烧发电特许经营BOT项目65上海江桥生活垃圾焚烧厂66
广州李坑垃圾焚烧发电厂青岛垃圾焚烧厂
67日本东京的MINATO垃圾焚烧发电厂68垃圾焚烧--争议的焦点是目前较为流行的垃圾减量处理技术,用焚化技术垃圾转化为灰烬、气体、微粒和热力,能够减少原来垃圾约八成的质量和九成五的体积。由于焚烧过程中会产生如二噁英的强致癌物,垃圾焚烧技术一直在国内外饱受争议。Outofsight,outofmind主要烟气污染物烟气中的主要成分:CO2、H2O、O2、N2,占烟气容积的99%,属无害成分。焚烧不完全的产物:CO、苯系物、PAH、烷烃类、烯烃类、焦油,等等;焚烧产生的副产物:CO2,HCl,SO2,NOx,HF;二恶英类物质(PCDD/Fs以及多氯联苯类);烟尘:烟尘具有很大的比表面积,在其可以吸附大量的重金属,而1m以下的烟尘很难被烟气处理系统捕集下来,进而进入大气环境。杭州锅炉厂450吨/日生活垃圾焚烧处理成套装备高技术产业化示范工程(1)厂址原貌
三通一平
2003年2月基础完成
进场道路施工完成
2003年4月17日进口设备开箱验收
2003年4月17日焚烧锅炉开始安装
杭州锅炉厂450吨/日生活垃圾焚烧处理成套装备高技术产业化示范工程(2)
焚烧锅炉部件安装中
3#垃圾焚烧炉安装即将完成
汽轮发电机组安装就位
烟气处理系统开始保温层施工
山体支护已施工完成,开始高架路面铺设
3.5KV架空线路已接入厂内
杭州锅炉厂450吨/日生活垃圾焚烧处理成套装备高技术产业化示范工程(3)90米高的钢制烟囱已吊装完成,1#炉正在烘炉
岸边取水泵房施工接近尾声
主厂房施工已到顶部,开始钢制屋面吊装
二、填埋(1)简易填埋(2)卫生填埋场重庆长生桥垃圾填埋场深圳下坪垃圾填埋场防渗层铺设生活垃圾卫生填埋场防渗衬层结构图渗滤液收集管铺设防渗膜三、堆肥传送带中的垃圾垃圾人工分拣工作现场臭不可闻、蚊子苍蝇四处饭飞用于堆肥的垃圾中的有机质堆肥产品及包装堆肥产品存在的问题肥效低:混合收集;大量的街道清扫渣土;玻璃;废电池;小石子,等等。成本高:大量的前处理:人工分拣、磁选、破碎、筛分、风力分选,等等;因地制宜:烟叶、大白薯、瓜果种植。四、垃圾的综合处理焚烧:残渣、飞灰;堆肥:不可堆腐的渣土;填埋:垃圾的直接填埋占用大量的填埋空间;综合处理:焚烧+填埋;焚烧+堆肥+填埋;堆肥+填埋。即减量化/资源化结合填埋处置。第三部分城市垃圾管理能力建设1.城市垃圾管理体制改革;政企不分;多头管理;推广试行:环卫系统企业化;多种运作模式:BOT(Build-Operation-Transfer)、BOO(Build-Operation-Own)、BOOT(Build-Operation-Own-Transfer)2.垃圾收费与听证会;垃圾处理费用(焚烧70~180元/吨;填埋30~50元/吨;堆肥,视产品销售情形而不同。PAYT:PayAsYouThrow.3.公众宣传教育(AwarenessCampaign)3.公众宣传教育福建漳州垃圾综合处置场3.公众宣传教育3.公众宣传教育希望所在第六章土壤污染与防治目录土壤圈及其功能土壤概述土壤污染污染土壤的修复技术12341938年马特森(S.Matson)提出了土壤圈的概念。土壤圈(pedosphere)是岩石圈、水圈、生物圈及大气圈在地表或地表附近相互作用的产物。土壤圈是地球系统的重要组成部分,处于大气圈、水圈、生物圈和岩石圈的界面和中心位置。土壤圈既是这些圈层长期共同作用的产物,又是对这些圈层的支撑”。第一节土壤圈及其功能一.土壤圈岩石圈大气圈生物圈水圈土壤圈二.土壤圈的功能:①影响大气圈的化学组成、水分与热量平衡。吸收O2、释放CO2、CH4、H2S和N2O等,对全球大气变化影响明显;②影响降水在陆地和水体的重新分配。影响水分平衡及水圈的化学组成;③支持和调节生物过程。提供植物生长的养分、水分与适宜的物理条件、决定自然植被的分布与演替;④是地球的“皮肤”。对岩石圈有一定的保护作用。第二节土壤概述1.土壤的定义“土壤”一词,不同的学科对其的定义不同。工程专家将土壤看作建筑物的基础和工程材料的来源;生态学家从生物地球化学观点出发,认为土壤是地球系统中生物多样性最丰富、能量交换和物质循环最活跃层面;环境学家认为土壤是重要的环境要素,是具有吸附、分散、中和、降解环境污染物的缓冲带和过滤器。二、土壤的定义及形成综合的定义:“土壤是历史自然体,是位于地球陆地表面和浅水域底部的具有生命力、生产力的疏松而不均匀的聚积层,是地球系统的组成部分和调控环境质量的中心要素”。经典土壤学和农业科学家强调土壤是植物生长的介质,含有植物生长所必需的营养元素、水分等适宜条件,将土壤定义为“地球陆地表面能生长绿色植物的疏松层”。岩石外界因素岩石本身的成分与性质改变岩石破碎2.土壤的形成岩石的风化物理风化化学风化生物风化风化作用土壤的形成和发育成土母质原始土壤成熟土壤草本植物、木本植物地衣、低等植物基层土壤固∶液∶气三相的比示意图土壤固相土壤液相土壤气相(15%~35%V)土壤矿物质(95%)土壤有机质(1-10%)原生矿物质(90%)次生矿物生物体昆虫、线虫、节肢动物微生物三、土壤的物质组成1、具有生产力:含有植物生长所必需的营养元素、水分等适宜条件;建筑物的基础和工程材料;2、具有生命力:生物多样性最丰富、能量交换、物质循环最活跃的地球表层;3、具有环境净化力:是具有吸附、分散、中和、降解环境污染物功能的环境仓库;4、中心环境要素:是由矿物颗粒、有机质、水、空气和生物组成的地球表层,是一个开放系统,是自然环境的中心环节。四、土壤的功能第三节土壤污染土壤污染是指人类活动产生的环境污染物进入土壤并积累到一定程度,引起土壤环境质量恶化的现象。衡量土壤环境质量是否恶化的标准是土壤环境质量标准(GB15618-1995)。土壤污染的实质是通过各种途径进入土壤的污染物,其数量和速度超过了土壤自净作用的数量和速度,破坏了自然动态平衡。其后果是导致土壤正常功能失调,土壤质量下降,影响到作物的生长发育,引起产量和质量的下降。土壤污染也包括由于土壤污染物质的迁移转化引起大气或水体污染,并通过食物链,最终影响人类的健康。二、土壤污染的定义(1)影响农产品的产量和品质。土壤污染会影响作物生长,造成减产;农作物可能会吸收和富集某种污染物,影响农产品质量,给农业生产带来巨大的经济损失;长期食用受污染的农产品可能严重危害身体健康。(2)危害人居环境安全。住宅、商业、工业等建设用地土壤污染还可能通过经口摄入、呼吸吸入和皮肤接触等多种方式危害人体健康。污染场地未经治理直接开发建设,会给有关人群造成长期的危害。(3)威胁生态环境安全。土壤污染影响植物、土壤动物(如蚯蚓)和微生物(如根瘤菌)的生长和繁衍,危及正常的土壤生态过程和生态服务功能,不利于土壤养分转化和肥力保持,影响土壤的正常功能。土壤中的污染物可能发生转化和迁移,继而进入地表水、地下水和大气环境,影响其他环境介质,可能会对饮用水源造成污染。三、土壤污染的危害“痛痛病”初期症状已开始在我国南方部分地区出现,这将严重威胁人类健康和农业可持续发展,最终危害中华民族的子孙未来。浏阳镉污染东北黑土地告急!据中国乡村之声《三农中国》报道,东北黑土区粮食调出量占全国三分之一,是保障我国粮食安全的“压舱石”。目前,东北黑土正在退化,据最新观测数据,东北黑土地的有机质含量已从30年前的5.8%降为4%,部分土壤有机质已降到“临界点”,全面呈现“亚健康”状态。除了有机质下降,土壤板结的问题也困扰着当地的农业发展。而且,现在专家们还观察到了黑土流失的现象。保护黑土,势在必行!1、隐蔽性或潜伏性水体和大气的污染比较直观,严重时通过人的感官即能发现。而土壤污染则往往要通过农作物包括粮食、蔬菜、水果或牧草以及摄食的人或动物的健康状况才能反映出来,从遭受污染到产生恶果有一个相当长的逐步积累过程,具有隐蔽性或潜伏性。日本的第二公害病——痛痛病60年代发生于富山县神通川流域,直至70年代才基本证实是镉污染土壤所生产的“镉米”所致。三、土壤污染的特点2、不可逆性和长期性土壤一旦遭到污染后极难自行恢复,重金属元素对土壤的污染是一个不可逆过程,而许多有机化学物质的污染也需要一个比较长的降解时间。例如1966年冬至1977年春,沈阳—抚顺污水灌区发生的石油、酚类以及后来张土灌区的镉污染,造成大面积的土壤毒化,导致水稻矮化、稻米异味、含镉量超过食品卫生标准。经过十余年的艰苦努力,包括施用改良剂、深翻、清灌、客土、品种选择等各种措施,才逐步恢复其部分生产力,付出了大量的劳力和代价。3、土壤污染的易累积性污染物质在土壤中并不像在大气和水体中那样容易扩散和稀释,因此容易导致污染物在土壤中不断积累而超标,由此也使土壤污染具有很强的地域性。
1.土壤污染物根据污染物质的性质不同,土壤污染物分为无机物和有机物两类:无机物主要有汞、铬、铅、铜、锌等重金属和砷、硒等非金属;有机物主要有酚、有机农药、油类、苯并芘类和洗涤剂类等。四、土壤污染物和污染源2.土壤污染源土壤是一个开放体系,它与其他环境要素间时刻在进行着物质和能量的交换,因而造成土壤污染的物质来源是极为广泛的,有天然污染源,也有人为污染源,后者是造成土壤污染的主要原因。土壤污染的来源主要有以下几个方面。以上这些化学污染物主要是由污水、废气、固体废物、农药和化肥带进土壤并积累起来的。(1)污水灌溉对土壤的污染
生活污水和工业废水中,含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分,所以合理地使用污水灌溉农田,一般有增产效果。
但污水中还含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,如果污水没有经过必要的处理而直接用于农田灌溉,会将污水中有毒有害的物质带至农田,污染土壤。例如冶炼、电镀、燃料、汞化物等工业废水能引起镉、汞、铬、铜等重金属污染;石油化工、肥料、农药等工业废水会引起酚、三氯乙醛、农药等有机物的污染。(2)大气污染对土壤的污染
大气中的有害气体主要是工业中排出的有毒废气,它的污染面大,会对土壤造成严重污染。工业废气的污染大致分为两类:气体污染,如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氢化合物等;气溶胶污染,如粉尘、烟尘等固体粒子及烟雾,雾气等液体粒子,它们通过沉降或降水进入土壤,造成污染。例如,有色金属冶炼厂排出的废气中含有铬、铅、铜、镉等重金属,对附近的土壤造成污染;生产磷肥、氟化物的工厂会对附近的土壤造成粉尘污染和氟污染。我国长江以南大部分地区本身就是酸性土壤,在酸雨的作用下,土壤进一步酸化,养分淋溶,结构破坏,肥力降低,作物受损,从而可破坏土壤生产力。(3)固体废物对土壤的污染
工业废物和城市垃圾是土壤的固体污染物。例如,各种农用塑料薄膜作为大棚、地膜覆盖物被广泛使用,如果管理、回收不善,大量残膜碎片散落田间,会造成农田“白色污染”。这样的固体污染物既不易蒸发、挥发,也不易被土壤微生物分解,是一种长期滞留土壤的污染物。生活污水处理厂的污泥中含有一定的养分,因而可用来作为肥料使用,但如混入工业废水或工业废水处理厂的污泥,其成分较生活污泥要复杂得多,特别是金属的含量很高,这样的污泥如在农田中施用不当,势必造成土壤污染。
农用塑料残膜地膜为什么要回收?地膜为什么回收难?农用薄膜主要包括农用地膜和农用棚膜(蔬菜大棚)。一、农用残膜使用与污染现状点1979年,我国从日本引进地膜覆盖技术,随后大面积推广。截至2014年,全国地膜用量达到144.1万吨,覆盖面积超过3亿亩。地膜的作用显而易见,甚至可以说是“劳苦功高”,但废旧地膜产生的“白色污染”,也让许多地方政府和农民挠头不已。甘肃省农业部门于2008年在全省设立了12个具有代表性的监测点,对全省地膜残留污染情况进行了实地监测。结果显示,所有监测地块均有不同程度的残膜污染,残留量平均每亩介于5.23~14.67公斤。2012年,甘肃省农业部门又在全省68个监测点实地监测。数据显示,与2008年相比,亩均地膜残留量总体上变化不大,但局部地区残留污染有加重趋势,最高残留量已达17.55公斤。2015年,甘肃省20个农田残膜国控监测点监测数据表明,0-20cm耕层土壤中亩地膜残留量介于0-10.12公斤,与2012年比较已明显降低。二、农用残膜污染控制措施点2017年12月11日,工业和信息化部、国家标准委、农业部在北京联合召开强制性国家标准《聚乙烯吹塑农用地面覆盖薄膜》(简称《农用地膜》)发布暨宣贯会。新修订的《农用地膜》强制性国家标准将于2018年5月1日正式实施。2017年5月农业部发布了《农膜回收行动方案》。为加快推进农膜回收利用,防治农膜残留污染,提高废旧农膜资源化利用水平,推动农业绿色发展。内容:开展农膜回收行动的必要性;总体思路、基本原则和行动目标;重点任务;区域重点及技术措施;重点工作;保障措施。90年代国家制定了农用地膜国家标准(国家标准GB13735-92),该标准规定地膜厚度为0.008±0.003毫米,按照此标准,我国目前生产的农用地膜厚度为0.005--0.006毫米。《农用地膜》标准对地膜的适用范围、分类、产品等级、厚度和偏差、拉伸性能、耐候性能等多项指标进行了修订,特别是提高了地膜的厚度下限,新标规定,地膜厚度不得小于0.010毫米,偏差不得高出0.003毫米,低出0.002毫米,另外,此项标准不适用于降解地膜。2018年后国家农用地膜未来补贴方向或由补使用转为补回收!五十一团加强农用残膜回收利用2019年3月24日,五十一团九连8000多亩农田清除残膜89吨,为棉花一播全苗打下坚实基础。2018年,兵团出台了《农田残膜污染治理三年行动攻坚计划》,提出2020年达到或接近农田残膜污染治理目标。今年,五十一团为加强农用残膜回收利用,推进农业污染治理,保护农业生态环境,建立健全农田残膜污染综合治理长效机制,把清理残膜作为减轻土地危害、确保农业可持续发展作为职工收入的重要工作来抓。通过团场综合配套改革,职工群众在自己承包的土地上完全实现了自主生产经营,并充分认识到残膜对土地、产量和收入的影响,因此保护耕地、爱护耕地、清理残膜、治理污染热情高涨,残膜回收质量明显提高,全团残膜拾净率达到80%以上。三、农用残膜的资源化利用点在塑料的生产、加工、成型及消费过程中产生的废塑料主要是聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等。木材的燃烧热为1465GJ/Kg、聚乙烯的燃烧热为4663GJ/Kg、聚丙烯的燃烧热为4395GJ/Kg、聚氯乙烯的燃烧热为1806GJ/Kg。一、农用残膜焚烧回收热能
点二、农用残膜熔融再生三、农用残膜还原油化技术点四、多次重复使用四|(4)化肥对土壤的污染
施用化肥是农业增产的重要措施,但不合理的使用,也会引起土壤污染。长期大量使用氮肥,会破坏土壤结构,造成土壤板结,生物学性质恶化,影响农作物的产量和质量。过量地使用硝态氮肥,会使饲料作物含有过多的硝酸盐,妨碍牲畜体内氧的输送,使其患病,严重的导致死亡。目前,我国大棚蔬菜面积已超过5000万亩,大棚蔬菜在丰富“菜篮子”的同时,也付出了较大的环境代价。大棚种植为了打破四季交替规律种菜,就必须使用大量农膜、农药、化肥,而这又势必对土壤、水体造成污染,污染之后又需要进一步加大化肥、农药的用量,在更大程度上造成污染,形成“鸦片式治疗”的恶性循环。(5)农药对土壤的影响
农药能防治病、虫、草害,如果使用得当,可保证作物的增产,但它是一类危害性很大的土壤污染物,施用不当,会引起土壤污染。
喷施于作物体上的农药(粉剂、水剂、乳液等),除部分被植物吸收或逸入大气外,约有一半左右散落于农田,这一部分农药与直接施用于田间的农药(如拌种消毒剂、地下害虫熏蒸剂和杀虫剂等)构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药,在根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。此外,农药在杀虫、防病的同时,也使有益于农业的微生物、昆虫、鸟类遭到伤害,破坏了生态系统,使农作物遭受间接损失。
(6)石油污染石油污染是指在石油的开采、炼制、贮运、使用过程中原油和各种石油制品进入环境而造成的污染,土壤中的石油污染物多集中在20cm左右的表层。石油开采过程中产生的落地油和油田的接转站、联合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池的底泥,炼油厂含油污水处理设施产生的油泥,也是我国油田土壤石油污染的主要来源。污染土壤中石油主要成分为C15-C36的烷烃、多环芳香烃、烯烃、苯系物、酚类等,其中环境优先控制污染物多达30种。随着我国石油开采、炼制、销售量逐年增加,环境问题正日益尖锐。事实上,不仅仅我国,石油污染是一个全球性的严重环境问题。据粗略统计,全球每年约开采40亿吨石油,其中7%左右(含原油及产品)最终进入环境中,对土壤和地下水资源构成持久性的危害。五、我国土壤污染现状(1)土壤污染程度加剧。据不完全调查,目前全国受污染的耕地约有1.5亿亩,污水灌溉污染耕地3250万亩,固体废弃物堆存占地和毁田200万亩,合计约占耕地总面积的1/10以上,其中多数集中在经济较发达的地区。(2)土壤污染危害巨大。据估算,全国每年因重金属污染的粮食达1200万吨,造成的直接经济损失超过200亿元。(3)土壤污染防治基础薄弱。目前,全国土壤污染的面积、分布和程度不清,导致防治措施缺乏针对性。防治土壤污染的法律还是空白,土壤环境标准体系也未形成。资金投入有限,土壤科学研究难以深入进行。有相当部分的干部群众和企业界对土壤污染的严重性和危害性缺乏认识,土壤污染日趋严重。第四节污染土壤的治理与修复一是编制土壤污染防治行动计划。环保部正在会同有关部门抓紧编制土壤污染防治行动计划。(土十条,已完成)
二是加快推进土壤环境保护立法进程。十二届全国人大常委会已将土壤环境保护列入立法规划第一类项目。目前已初步形成法律草案。
三是进一步开展土壤污染状况详查工作。环境保护部将会同财政部、国土资源部等部门组织开展土壤污染状况详查,进一步摸清土壤环境质量状况。目前已初步形成总体实施方案。一、我国土壤污染综合治理措施四是实施土壤修复工程。国家将在典型地区组织开展土壤污染治理试点示范,逐步建立土壤污染治理修复技术体系,有计划、分步骤地推进土壤污染治理修复。
五是加强土壤环境监管。国家将强化土壤环境监管职能,建立土壤污染责任终身追究机制;加强对涉重金属企业废水、废气、废渣等处理情况的监督检查,严格管控农业生产过程的农业投入品乱用、滥用问题,规范危险废物的收集、贮存、转移、运输和处理处置活动。政策导向 环保部将《土壤环境保护法》列为立法计划,且原则通过《土壤污染防治行动计划》,批准发布了《场地环境调查技术导则》(HJ25.1-2014)、《场地环境监测技术导则》(HJ25.2-2014)、《污染场地风险评估技术导则》(HJ25.3-2014)、《污染场地土壤修复技术导则》(HJ25.4-2014)和《污染场地术语》(HJ682-2014)等5项污染场地系列环保标准等5项标准。 农业部下发《关于加强农产品质量安全全程监管的意见》,提出农业部将启动重金属污染耕地修复和种植结构调整试点,并联合环保、国土、水利等部门加强农业生产用水和土壤环境治理。今后将集中力量对农产品主产区、大中城市郊区、工矿企业周边等重点地区农产品产地环境进行定位监测,结合全国污染源普查,跟进开展农产品产地环境污染普查,摸清产地污染底数,探索建立农产品产地环境安全监测评价制度。 尽管政策标准层面尚处于初级阶段,但国家宏观政策长期支持土壤修复行业发展的大环境是无可置疑的。现有污染土壤的修复途径包括:第一:降低污染物在土壤中的浓度;第二:通过固化或钝化作用改变污染物的形态从而降低在环境中的迁移性;第三:从土壤中去除。二、污染土壤修复技术污染土壤的修复方法:物理修复是指通过各种物理过程将污染物(特别是有机污染物)从土壤中去除或分离的技术。(1)热处理技术是应用于工业企业场地土壤有机污染的主要物理修复技术,包括热脱附、微波加热和蒸气浸提等技术,已经应用于苯系物、多环芳烃、多氯联苯和二噁英等污染土壤的修复。1、物理修复热脱附是用直接或间接的热交换,加热土壤中有机污染组分到足够高的温度,使其蒸发并与土壤介质相分离的过程。特别对PCBs这类含氯有机物,非氧化燃烧的处理方式可以显著减少二恶英生成。目前欧美国家已将土壤热脱附技术工程化,广泛应用于高污染的场地有机污染土壤的离位或原位修复。技术特点:热脱附技术具有污染物处理范围宽、设备可移动、修复后土壤可再利用等优点,但诸如相关设备价格昂贵、脱附时间过长、处理成本过高等问题尚未得到很好解决,限制了热脱附技术在持久性有机污染土壤修复中的应用。热脱附技术(2)蒸气浸提技术
技术要点:土壤蒸气浸提(简称SVE)技术是去除土壤中挥发性有机污染物(VOCs)的一种原位修复技术。它将新鲜空气通过注射井注入污染区域,利用真空泵产生负压,空气流经污染区域时,解吸并夹带土壤孔隙中的VOCs经由抽取井流回地上;抽取出的气体在地上经过活性炭吸附法以及生物处理法等净化处理,可排放到大气或重新注入地下循环使用。 技术特点:SVE具有成本低、可操作性强、可采用标准设备、处理有机物的范围宽、不破坏土壤结构和不引起二次污染等优点。苯系物等轻组分石油烃类污染物的去除率可达90%。(3)固化-稳定化技术
固定化技术是将污染物囊封入惰性基材中,或在污染物外面加上低渗透性材料,通过减少污染物暴露的淋滤面积达到限制污染物迁移的目的;稳定化是指从污染物的有效性出发,通过形态转化,将污染物转化为不易溶解、迁移能力或毒性更小的形式来实现无害化,以降低其对生态系统的危害风险。 技术特点:固化产物可以方便地进行运输,而无需任何辅助容器;而稳定化不一定改变污染土壤的物理性状。固化技术具有工艺操作简单、价格低廉、固化剂易得等优点,但常规固化技术也具有以下缺点,如固化反应后土壤体积都有不同程度的增加,固化体的长期稳定性较差等。2、化学修复技术化学淋洗技术化学固定技术溶剂浸提技术化学氧化修复技术化学还原与还原脱氯修复技术相对于物理修复,污染土壤的化学修复技术发展较早,主要有土壤固化-稳定化技术、淋洗技术、氧化-还原技术、光催化降解技术和电动力学修复等。(2)氧化-还原技术 技术要点:土壤化学氧化-还原技术是通过向土壤中投加化学氧化剂(Fenton试剂、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等)或还原剂(SO2、Fe0、气态H2S等),使其与污染物质发生化学反应来实现净化土壤的目的。化学氧化法适用于土壤和地下水同时被有机物污染的修复。运用化学还原法修复对还原作用敏感的有机污染物是当前研究的热点。(3)化学淋洗技术土壤淋洗法是利用水力压头推动淋洗液通过土壤,而将污染物从土壤中清洗出来,然后对含有污染物的淋洗液进行处理与回用。按处理土壤的位置可以分为原位土壤淋洗技术和异位土壤淋洗技术两类。原位土壤淋洗指通过注射井等向土壤施加淋洗剂,使其向下渗透,穿过污染带与污染物结合,最终使其成为可迁移态化合物。该技术需要在原地搭建修复设施,包括清洗液投加系统、土壤下层淋出液收集系统和淋出液处理系统。该技术对于均质、渗透性土壤中污染物具有较高的分离与去除效率。优点包括:无需污染土壤进行挖掘、运输,适用于包气带和饱水带多种污染物去除,适用于组合工艺中。缺点有:可能会污染地下水,无法对去除效果与持续修复时间进行预测,去除效果受制于场地地质情况等。异位土壤淋洗指把污染土壤挖掘出来,通过筛分去除超大的组分并把土壤分为粗料和细料,然后用淋洗剂来清洗、去除污染物,再处理含有污染物的淋出液,并将洁净的土壤回填或运到其他地点。该技术操作的核心是通过水力学方式机械地悬浮或搅动土壤颗粒,土壤颗粒尺寸的最低下限是9.5mm,大于这个尺寸的石砾和粒子才会较易由该方式将污染物从土壤中洗去。通常将异位土壤淋洗技术用于降低受污染土壤土壤量的预处理,主要与其他修复技术联合使用。当污染土壤中砂粒与砾石含量超过50%时,异位土壤淋洗技术就会十分有效。而对于粘粒、粉粒含量超过30%~50%,或者腐殖质含量较高的污染土壤,异位土壤淋洗技术分离去除效果较差。如何从淋出液中,回收利用化学助剂,成为制约土壤淋洗技术广泛用于工程实践的一个主要问题,这中间主要涉及到化学助剂的成本。如何实现土壤淋洗技术与其他修复技术的有效组合,在未来土壤修复中,具有较为广阔的应用前景。异位土壤淋洗工艺设备图3、生物修复技术利用生物转化或降解的方法来去除或消除有毒有害污染物,是改善环境质量最有效的方法。利用生物的吸收、富集、代谢等作用将污染物转化或降解为无害物质甚至有用物质,从而去除或消除环境污染的一种生物技术,也被称为生物清除、生物恢复。污染土壤的生物修复技术包括微生物修复和植物修复修复。生物修复技术具有成本低、无继发污染、操作简便,环境影响小,维持自然生态,并能够提高土壤肥力,利于可持续发展等优越性。(1)污染土壤植物修复技术
技术要点:从20世纪80年代问世以来,利用植物资源与净化功能的植物修复技术迅速发展。植物修复技术包括利用植物超积累或积累性功能的植物吸取修复、利用植物根系控制污染扩散和恢复生态功能的植物稳定修复、利用植物代谢功能的植物降解修复、利用植物转化功能的植物挥发修复、利用植物根系吸附的植物过滤修复等技术;可被植物修复的污染物有重金属、农药、石油和持久性有机污染物、炸药、放射性核素等。其中,重金属污染土壤的植物吸取修复技术在国内外都得到了广泛研究,已经应用于砷、镉、铜、锌、镍、铅等重金属以及与多环芳烃复合污染土壤的修复,并发展出包括络合诱导强化修复、不同植物套作联合修复、修复后植物处理处置的成套集成技术。 (2)污染土壤微生物修复技术早期的生物修复主要指微生物修复,是研究最早、最深入、应用也最为广泛的一种生物修复方法,其他生物修复技术也大多离不开微生物的作用。有机物土壤污染的微生物修复是最为有效和可靠的方法,就是运用向土壤提供足够的O2或其他电子受体,添加N、P等营养物质并接种经驯化培养的高效微生物,调节适当的环境条件等工程化技术,利用微生物将残存在土壤中的农药、矿物油等有机污染物降解或去除,使之转化为无害物或降解为CO2和H2O等。4、污染土壤联合修复技术
协同两种或以上修复方法,形成联合修复技术,不仅可以提高单一污染土壤的修复速率与效率,而且可以克服单项修复技术的局限性,实现对多种污染物的复合P混合污染土壤的修复,已成为土壤修复技术中的重要研究内容。(1)微生物/动物-植物联合修复技术
技术要点:微生物(细菌、真菌)-植物、动物(蚯蚓)-植物联合修复是土壤生物修复技术研究的新内容。筛选有较强降解能力的菌根真菌和适宜的共生植物是菌根生物修复的关键。种植紫花苜蓿可以大幅度降低土壤中多氯联苯浓度。根瘤菌和菌根真菌双接种能强化紫花苜蓿对多氯联苯的修复作用。利用能促进植物生长的根际细菌或真菌,发展植物2降解菌群协同修复、动物2微生物协同修复及其根际强化技术,促进有机污染物的吸收、代谢和降解将是生物修复技术新的研究方向。(2)物理-化学联合修复技术
技术要点:土壤物理-化学联合修复技术是适用于污染土壤离位处理的修复技术。溶剂萃取-光降解联合修复技术是利用有机溶剂或表面活性剂提取有机污染物后进行光解的一项新的物理-化学联合修复技术。例如,可以利用环己烷和乙醇将污染土壤中的多环芳烃提取出来后进行光催化降解。此外,可以利用PdPRh支持的催化2热脱附联合技术或微波热解-活性炭吸附技术修复多氯联苯污染土壤;也可以利用光调节的TiO2催化修复农药污染土壤。土壤污染修复实例武汉汉阳赫山,正在进行的原武汉农药厂片区土壤修复治理工程,这片正在修复中的地块占地面积约242亩。主要污染物是有机磷、有机氯农药,即滴滴涕和六六六;平均污染深度在1.8米左右,局部最深达9米。七成污染土壤需高温焚烧处理。一排排用于生物化学还原的巨大白色塑料大棚耸立其间。武汉毒土地修复成本2.8亿。曾作地产用地。重庆天原化工总厂位于重庆市江北区,2004年4月发生氯气泄漏事故发生爆炸,造成所在场地严重污染,后实施了厂址搬迁。重庆天原化工总厂原址环境修复项目,对污染土壤进行了环境修复。美国经典案例
20世纪中叶,宾夕法尼亚州阿帕拉契山脉脚下的帕尔默顿小镇因多年的锌金属冶炼,造成了严重的土壤和地下水污染。新泽西锌业公司多年倾倒的累计超过三千万吨的矿渣堆积成了占地数百英亩、高达数十米的矿渣山,并因长年雨水冲刷产生了高污染的渗滤液,严重影响附近河流与地下水;此外,因工厂烟囱经年累月排出含有高浓度重金属的粉尘,全镇表层土壤和地下水均受到严重的重金属污染,附近三千英亩山地也因此几乎寸草不生;而植被缺失造成的严重水土流失,又加剧了污染物在环境中的扩散和对附近居民健康的威胁。在项目初期,面对有限的预算,环保局广泛采用一种由稳定化污泥、粉煤灰和生石灰组成的人造土壤调节剂覆盖失去植被的山坡和矿渣山区域。其后,环保局又使用堆肥替代污泥。在每一片区域阶段性完工后,又将适宜当地气候的植物种子和肥料通过卡车和飞机被抛洒到地表。据估计,已有近30万吨土壤调节剂被用于该部分修复,耗资逾千万美元。第七章噪声及振动污染控制7.1噪声与噪声污染教学内容7.2声音的物理量度7.3噪声的评价量与评价方法7.4噪声标准7.5噪声的防治技术7.6
振动与振动污染7.7振动的防治技术一、噪声污染的特点
物理污染随距离衰减再利用价值不大6.1噪声与噪声污染二、噪声的危害1、噪声对听力的损失暂时性听阈迁移永久性听阈迁移可听声频率范围:20~20000Hz
噪声性耳聋噪声性耳聋的特点暴振性耳聋听力损失的衡量国际标准化组织规定:听力损失用500Hz、1000Hz、2000Hz三个频率上的听力损失的平均值来表示<15dB,正常15~25dB,接近正常25~40dB,轻度耳聋40~65dB,中度耳聋>65dB,重度耳聋噪声性耳聋一般是指平均听力损失超过25dB大量统计资料表明:<80dB,长期工作不耳聋<85dB,10%可能耳聋<90dB,只能保护80%的人工作40年不耳聋噪声dB(A)国际统计(%)美国统计(%)噪声dB(A)国际统计(%)美国统计(%)<8000<952928<85108<1004140<902118工作40年后噪声性耳聋发病率连续噪声可以加快熟睡到轻睡的回转,使人熟睡时间缩短:40dB连续噪声,可使10%的人受影响70dB连续噪声,可使50%的人受影响突然的噪声可使人惊醒。40dB突发的噪声,可使10%的人惊醒60dB突发的噪声,可使70%的人惊醒2、噪声影响人们的正常生活噪声对睡眠的干扰:3、噪声对语言交流的干扰4、噪声影响工作5、对动物的影响三、噪声的分类1、从噪声产生的机理分:机械振动噪声——由于机械摩擦、撞击及动力不平衡等产生机械振动而辐射出的噪声。空气动力性噪声——凡高速气流、不稳定气流以及由于气流与物体相互作用产生的噪声。电磁噪声——由于电磁场的交替变化,引起某些机械部件或空间容积振动产生的噪声。2、按噪声来源分:
交通运输噪声工业生产噪声社会生活噪声建筑施工噪声2002年城区环境噪声源构成情况
一、声音的频率、波长和声速c=fλf=1/T
式中:f的单位为Hzλ的单位为m
c的单位为m/s,
T
为周期,单位为s人耳的可听声频率范围为20~20000Hz鼓面波长λ6.2噪声的客观评价量二、声压P、声功率W和声强I1、声压P
单位面积上所承受的声音的压力叫声压。声压可以直接用仪器测量。瞬时声压p
:我们把声场中某点在某一瞬时,由静压P0改变到压强p’
时,所产生的压强增量称为该点的瞬时声压p,即有效声压pe
:瞬时声压传入人耳,由于耳膜的惯性作用,分辨不出声压随时间的变化,而是一个稳定的有效值,称为有效声压。实际应用中一般所指声压,如未加说明,就是指有效声压。空气中传播的声波,在1000Hz时,正常人耳的听阈声压为2×10-5Pa
,痛阈声压是20Pa。对应的听阈声强10-12w/m2
,痛阈声强为1w/m2
。2、声功率W声功率是表示声源特性的物理量。单位时间内声源辐射出来的总声能量,用W表示,单位是瓦,记为W声源声功率仅是声源总功率中以声波形式辐射出来的一小部分功率。声源工作情况一定时,辐射的声功率是一恒量。3、声强I声音有强弱之分,描述声音强弱的物理量叫声强。单位时间内通过垂直于声波传播方向单位面积的平均声能量,称为声强。一般用I表示,单位为W/m2
。rW声强与声压的关系声强与声压平方成正比。大量实测显示:一定频率的声波,其强度存在上、下两个限值。在下限以下,人耳听不到声音,一般称下限值为听阈值。在上限以上,人耳会有疼痛的感觉,上限值为痛阈值。频率不同,上、下限值不同。三、声压级、声强级和声功率级分贝:指两个相同的物理量(例如A1和A0)之比取常用对数并乘以10(或20),单位为dB.
即N=10lgA1/A0A1是基准量(或参考值)A0是被量度量1、声压级用声压级的差值来表示声压的变化,与人耳判断声音强度的变化是大体一致的。2、声强级声强级代表声音的能量密度3、声功率级四、噪声的叠加和相减声能量是可以代数相加的,设两个声源的声功率分别为W1和W2,那么总声功率:W总=W1+W而两个声源在某点的声强为I1和I2时,叠加后的总声强:I总=
I1+I2声压不能直接相加因为设有两个声压级L1和L2的噪声,求两个噪声的合成声压级L1+2。因为所以,第一步:求声压P1和P2因为所以,第二步:求合成声压P1+2第三步:按声压级的定义合成声压级
总声压级如有i个声压级Lpi的噪声,则其合成声压级Lp用下式计算。解:解:解:也可查表(或查曲线图7--1)求分贝和步骤:(1)将求和的声压级从大到小排列(L1、L2,…,
Ln)
;
(2)先求L1与L2的差值:L1-L2;
(3)由差值L1-L2从表中查得增值△L (4)L1+2=L1+△L,
(5)再将L1+2与L3求和,直到最后,求出总合成声压级L1-L201234567891011△L3.02.52.11.81.51.21.00.80.60.50.40.3例:已知两个声压级分别为L1=90dBA,L2=84dBA,求合成声压级L1+2。解:(1)L1-L2=90-84=6dBA(2)查表6dB→△L=1.0dBA(3)L1+2=L1+△L=90+1.0=91dBA小结:1、两个声压级相等时,合成L=L1+3dB2、两个声压级不等时,最大增量不超过3dB。(L1>L2,L1+2≤L1+3)3、两个声压级不等时,相差≥10dB以上时,增值很小,可以忽略不计,仍等于L1L1=90dB,L2=75dB,合成L=90dB4、多声源叠加时,逐次两两叠加。众所周知,炮弹的爆炸声是“很响”的,而一个人在远处的谈话声就是“不很响”的,这种直观上的“响”与“不很响”的感觉在声学上如何定量描述呢?这个问题的复杂性在于人耳感觉的“响”或“不响”与声波的强度既有关,又不完全是一回事。实验表明,它不仅与声波强度的对数近于成正比,而且与声波的频率也有关。6.3噪声的主观评价量例如对两个声压同为
0.002P
a
、但频率不相同的纯音
(
如分别为
100
Hz
及
1000
Hz
,人耳听起来却不一样响,因为人耳对
100
Hz
声音的灵敏度比
1000Hz
声音的灵敏度要低得多,所以
100Hz
的声音听起来比同样声压的
1000
Hz
的声音要轻得多。实验表明,要使
100
Hz
的纯音听起来和
0.002Pa
的
l
000
Hz
纯音同样呐,它大约应有
0.0025Pa
的声压。实用上为了定量地确定某一声音的轻与响的程度,最简单的方法就是把它和另一个标准的声音
(
通常为
1000Hz
纯音
)
相比较,调节
1000Hz
纯音的声压级,使它和所研究的声音听起来有同样的响,这时
l
000Hz
纯音的声压级就被定义为该声音的响度级,响度级的单位称为方。例如,当
1000
Hz
纯音的声压级为
80
dB(
相对于
2
×
10
-
5
Pa)
时与某一扬声器发出的声音听起来同样地响,那么不管扬声器声音的声压级为多少,它的响度级被认为是
80
方。按照以上规定,显然对
1000
Hz
的纯音,其以分贝计的声强级与以方计的响度级数值上是相等的。一、响度级、响度和等响曲线fLpLN效果20Hz82dB20方感觉一样响,但f不同,Lp也不一样,但LN一样100Hz35dB20方1000Hz20dB20方10000Hz30dB20方人耳对声音强弱的主观感觉,不仅与声压级有关,而且与声音的频率高低有关。1、响度级(LN)
调整1000赫兹纯音的强度,使其和某一声音(noise)听起来一样响,这个1000赫兹纯音的声压级(dB),就是该声音(noise)的响度级,单位为方(phon)。
响度级是一个表示声音响度的主观量,它把声压级和频率用一个概念统一起来了。2、等响曲线利用与基准声音相比较的方法,通过大量的实验,就可得到整个可听频率范围的纯音的响度曲线,绘成等响曲线。不同声压级,不同频率的声音可产生相同响度的噪声。3、响度(N)
频率为1000赫兹,声压级为40dB的纯音所产生的响度为1宋(sone),也就是说响度级为40方的声音的响度为1宋。正常听者判断一个声音比响度级为40方声音强响的倍数。即听起来比它大几倍,就是几宋。实验证明:响度级每增加10方,响度加倍。40方——1宋50方——2宋60方——4宋70方——8宋二、A声级由于用响度级来反映人耳的主观感觉太复杂,而且人耳对低频声不敏感,对高频声较敏感。因此,为了模拟人耳的听觉特征,人们在等响曲线中选出三条曲线,即40、70、100phon的曲线,分别代表低声级、中强声级和高强声级时的响度,并按这三条曲线的形状,设计出A、B、C三档计权网格,即在噪声测量仪上安装相应的滤波器,对不同频率的声音进行一定的衰减和放大,这样便可从噪声测量仪上直接读出A声级、B声级、C声级,分别记为dB(A)、dB(B)、dB(C)。
A、B、C三种计权网络AACAB滤波器声级计传声器前置放大器计权网络输出放大器检波器指示器输出A声级对连续的稳态噪声来说,是一种较好的评价方法,但对起伏和不连续的噪声显得就不合适了。于是人们提出用噪声能量平均值的方法来评价噪声对人的影响。三、等效连续A声级Leq在相同时间间隔T内,与不稳定噪声能量相等的连续稳定噪声的A声级即为该不稳定噪声在时间间隔T内的等效连续A声级,又称平均声级。四、昼夜等效声级Ldn
Ld昼间(6:00—22:00)等效声级,dB(A)
;Ln夜间(22:00—6:00)等效声级,dB(A)
。一、工业企业噪声卫生标准每个工作日接触噪声时间(h)8421允许标准dB(A)85889194最高不得超过115dB(A)新建、扩建、改建企业标准现有企业暂行标准每个工作日接触噪声时间(h)8421允许标准dB(A)90939699最高不得超过115dB(A)6.4噪声标准二、城市区域环境噪声标准(GB3096-93)将城市划分为5类区域,分别执行不同的标准:0类标准:疗养区、高级宾馆区和别墅区等特别需要安静的区域。1类标准:居民区、文教区、居民集中区以及机关、事业集中的区域。2类标准:居住、商业与工业混合区,规划商业区。3类标准:规划工业区和业已形成的工业集中地带。4类标准:城市道路中交通干线两侧区域;穿越城区的内河航道两侧区域;穿越城区的铁路主、次干线和轻轨交通道路两侧区域。
城市区域环境噪声标准(GB3096-93)类别昼间(dB(A))夜间(dB(A))0504015545260503655547055三、工业企业场界噪声标准(GB12348-90)类别昼间dB(A))夜间dB(A))标准适用范围的划定Ⅰ5545以居住、文教机关为主的区域Ⅱ6050居住、商业、工业混杂区及商业中心区Ⅲ6555工业区Ⅳ7055交通干线道路两侧区域四、建筑施工场界噪声标准(GB12523-90)施工阶段主要噪声源噪声限值昼间dB(A)夜间dB(A)土石方
推土机、挖掘机、装载机等7555打桩
各种打桩机等85禁止施工结构
混凝土搅拌机、振捣棒、电锯等7055装修
吊车、升降机等6555五、机场周围飞机噪声环境标准(GB9660-85)本标准采用一昼夜的计权等效连续感觉噪声级
作为评价量,用Lwecpn表示,单位为dB。标准值和适用区域:一类区域≤70(标准值)二类区域≤75(标准值)一类区域:特殊住宅区,居住、文教区。二类区域:除一类区域以外的生活区。本标准适用的区域地带范围由当地人民政府划定。五、其他噪声标准GB16170-1996汽车定置噪声限值GB1495-79机动车辆允许噪声GB12525-90铁路边界噪声限值及其测量方法GB12524-90建筑施工场界噪声测量方法GB12523-90建筑施工场界噪声限值GB12349-90工业企业厂界噪声测量方法GB12348-90工业企业厂界噪声标准GB11339-89城市港口及江河两岸区域环境噪声标准GB9660-88机场周围飞机噪声环境标准GB10070-88城市区域环境振动标准GB/T14623-93城市区域环境噪声测量方法GB/T14623-93城市区域环境噪声测量方法GB/T15190-94城市区域环境噪声适用区划分技术规范GB3096-93城市区域环境噪声标准一、声源控制二、传播途径控制隔声吸声消声6.5噪声控制途径吸声板SDS型蒸汽排放消声器SDA型气体放空消声器三、个人防护一、概述1、振动是指一个物体在其平衡位置附近做一种周期性的往复运动,任何一种机械都会产生振动。2、振动和噪声有着十分密切的联系。当振动的频率在20~20000HZ时,振源同时也就是噪声源。6.6振动及振动污染二、振动的危害1、振动对环境的污染振动会引起强烈的空气噪声和结构噪声。2、振动对设备、建筑物会产生很多不良后果。3、振动作用于人体,会对人的身心健康产生危害。当振动频率接近人体某一器官的固有频率时,会引起共振,对器官产生危害。一、声源控制二、传播途径控制三、接收体保护隔振阻尼吸振6.7振动的控制技术1、一工人操作四台机器,在他的操作位置上,测得各机器的声压级分别为85、84、88和82dB。问在操作岗位上,机器产生的噪声有多少dB?(结果保留两位小数)91.33dB2、一实验组,在校园内做环境噪声监测实验,测量仪上显示噪声为58dB。几分钟后,一辆卡车从附近经过,测量仪显示此时的噪声为72dB.。试问仅由这辆卡车发出的噪声为多少dB?(结果保留两位小数)71.82dB第八章其他物理性污染第一节电磁辐射污染与防治第二节放射性污染与防治第三节光污染与防治第一节电磁辐射污染与防治
在斯德哥尔摩市,生活在高压输电线区域内的市民,因磁通密度B>3mG(毫高斯),癌症发病率为其他地区的3.8倍!瑞典等北欧三国的研究调查公布,长期受到2mG以上的电磁辐射影响,罹患白血病的机会是正常人的2.1倍,罹患脑肿瘤的机会是正常人的1.5倍。咖啡炉1mG电饭锅40mG传真机2mG复印机40mG电熨斗3mG吹风机70mG录像机6mG手机100mGVCD10mG电脑100mG音响20mG电须刀100mG电冰箱20mG电热毯100mG空调20mG吸尘器200mG电视机20mG无绳电话200mG洗衣机30mG微波炉200mG一、电磁污染的定义与危害1、定义
电磁辐射是“非电离辐射”,包括微波和电磁场。
电磁辐射污染是指各种天然的和人为的电磁波干扰和对人体有害的电磁辐射。2、危害电磁污染的生物效应通常是指微波频段(300~300,000兆赫)、射频段(0.1~300兆赫)的电磁波辐射和工频段(50或60赫)高压输电线路周围环境电磁场对生物体所产生的各种生理影响。任何一种电器都会产生非电离辐射,包括手机、电脑、电视、电线和超声波等等。对人体的危害(波长越短,人体作用越强)电磁辐射可以产生大量自由基!
心血管疾病、糖尿病、癌突变的主要诱因;
对人体生殖系统、神经系统和免疫系统造成直接伤害;造成流产、不育、畸胎等病变的诱发因素;过量的电磁辐射直接影响大脑组织发育、骨髓发育、视力下降;肝病,造血功能下降,严惩者可导致视网膜脱落;电磁辐射可使男性性功能下降,女性内分泌紊乱,月经失调。对机械设备的危害
飞机安全、影响航海安全;交通指挥灯的失控、电子计算机的差错;自动化工厂操作的失灵、假警。对安全的危害电磁辐射会引燃引爆,特别是高场强作用下引起火花而导致可燃性油类、
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