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文檔簡介
其次章海洋開發(fā)產(chǎn)業(yè)
第一節(jié)港口航運(yùn)產(chǎn)業(yè)第五個(gè)問題:港區(qū)空氣污染特征分析
一、大氣的根本概念1.分層大氣指圍繞地球四周的空氣總和,質(zhì)量約為5.3×1015t〔地球水總量為13.9×1017m3〕。按分子組成分層:從地面到大約90km,氣體成份根本上都以分子形式存在,組成和等效分子量隨高度變化不大,稱為均質(zhì)層;90km以上由于分子發(fā)生電離,大氣的等效分子量隨高度發(fā)生變化因而稱為非均質(zhì)層。按氣溫存運(yùn)動(dòng)分層:對流層、平流層、中層和熱層。對流層、平流層和中層屬于均質(zhì)層,包含大氣質(zhì)量的99.9%;地面以上30km大氣總質(zhì)量98%。①對流層:地面對上0~10km,有較強(qiáng)空氣對流導(dǎo)致的垂直混合,平均每上升100m下降0.65℃,主要天氣現(xiàn)象都發(fā)生在該層。②平流層:對流層以上到約50km,空氣枯燥,大氣以水平運(yùn)動(dòng)為主,氧和臭氧吸取太陽輻射而使該層大氣溫度隨高度增加而上升,一般臭氧帶主要(l2km--35km)在平流層中。③中層:距地面50km--80km之間,溫度隨高度下降,層頂氣溫最低180K。④暖層:中層頂向上幾百公里,氣溫隨高度上升可達(dá)500K—l000K以上。在大約800km以上的大氣稱為外層,極淡薄,假設(shè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度快就可能完全擺脫地球引力而“逃逸”。2.穩(wěn)定〔爭論的是對流層的穩(wěn)定〕①風(fēng)速隨高度的變化指數(shù)分布規(guī)律:u(z)=u(10)(z/10)p,u(z)高度z處的風(fēng)速;u(10)地面高度10m處的風(fēng)速;指數(shù)P是大氣穩(wěn)定度函數(shù),一般在之間變化,大氣越不穩(wěn)定〔風(fēng)速隨高度變化小〕該指數(shù)值就小。②溫度隨高度的變化A.在無云或少云條件下。地面吸取太陽短波輻射的力氣遠(yuǎn)大于空氣,白天地面溫度高于空氣溫度,故氣溫向上遞減。夜間地面由于向外放射長波輻射而很快降溫,但空氣由于吸取地面的長波輻射,故降溫比地面慢,因而消逝地面溫度低于空氣溫度的狀況。逆溫層是穩(wěn)定的,阻礙對流。夜間從地面開頭的逆溫層稱為接-地逆溫。日出后由于太陽輻射的增加使地面升溫,即逆溫層底向上抬升,因而白天常常消逝離地面較高的逆溫,稱為脫-地逆溫,大氣邊界層中常存在幾個(gè)逆溫層,氣象學(xué)中把離地最近的第一個(gè)逆溫層底下部的空氣稱為混合層,逆溫層底為混合層高度。白天溫度隨高度減小即稱為大氣溫度遞減率一般約為0.65℃/100m。夜間近地面層的溫度隨高度增加稱為逆溫為逆溫強(qiáng)度,該氣層稱為逆溫層。上升的云層被逆溫層阻擋B.云的作用云能阻擋太陽輻射使白天的地面增溫削減,大氣的溫度遞減率減??;而夜間云阻擋地面對外的長波輻射,使地面溫度降低少,云下氣層溫度均勻而且偏暖,假設(shè)有逆溫則強(qiáng)度也小。③大氣穩(wěn)定度及其判據(jù)空氣團(tuán)絕熱上升,外界壓力減小,氣團(tuán)膨脹做功消耗內(nèi)能使氣團(tuán)降溫,絕熱冷卻;氣團(tuán)絕熱下降,外力做功氣團(tuán)因壓縮升溫。這種氣團(tuán)絕熱過程中溫度的變化率約為0.98℃/l00m,用表示。當(dāng)時(shí),假設(shè)一個(gè)氣團(tuán)絕熱上升,其溫度將高于環(huán)境空氣溫度,因而無外力,它仍會(huì)連續(xù)上升,反過來;絕熱下降后溫度低于環(huán)境空氣溫度,因而它也會(huì)連續(xù)下降,這種環(huán)境空氣(大氣)為不穩(wěn)定層結(jié)。當(dāng)時(shí),假設(shè)一個(gè)氣團(tuán)絕熱上升后,其溫度將低于環(huán)境空氣的溫度,故在無外力時(shí),它將下降返回原地;反之假設(shè)氣團(tuán)下降則將上升回到原地。這種環(huán)境空氣(即大氣)為穩(wěn)定-層結(jié)。當(dāng)時(shí),故無外力作用時(shí)它將不再移動(dòng)。這種環(huán)境空氣為中性-層結(jié)。簡潔理解:逆溫層是穩(wěn)定的〔上輕下重〕;非逆溫層〔上重下輕〕也只有其程度時(shí)才不穩(wěn)定。3.組成大氣成份的濃度兩種表示方法:一種是單位體積中物質(zhì)的質(zhì)量,例如:mg/m3以及μg/m3等,數(shù)值其值隨大氣溫度和壓力而變,承受標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下的濃度值(mg/m3)。另一種是體積〔或質(zhì)量〕混合比,大氣近似為抱負(fù)氣體,混合比不因混合氣體溫度和壓力而變化,常用的混合比單位有ppm〔百萬分之一〕、ppb〔十億分之一〕。兩種氣體濃度單位通過摩爾體積可相互換算。①大氣成份按濃度分成三大類a.主要成份,濃度有百分之幾的量級,氮?dú)庹?8.1%、氧氣占20%和氬氣占0.9%,它們加起來占整個(gè)大氣體積的99.9%以上。b.微量成份,濃度在l%―0.1%之間,它們是二氧化碳、水汽、甲烷、氦、氖、氪等。c.痕量成份,濃度<0.1%,主要有氫氣、臭氧氙、一氧化二氮、氧化氮、二氧化氮、氨氣、二氧化硫、一氧化碳以及氣溶膠等。②大氣成份按壽命也可以分成三大類大氣中自然存在物質(zhì)的分子在大氣中的平均停留時(shí)間定義為:該成份在大氣中的總質(zhì)量/該成份輸入大氣的速率或該成份在大氣中的總質(zhì)量/該成份消逝大氣的速率。處于平衡態(tài)的成份則用輸入速率和消逝速率確定的壽命一樣。a.根本不變成份〔壽命大于1000年〕:氮以及氧和幾種惰性氣體;b.可變的成份〔壽命等于幾年到十幾年〕:二氧化碳、甲烷、氫氣、一氧化二氮和臭氧等;c.變化很快的成份〔其壽命小于1年〕:水汽、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、氨、二氧化硫、硫化氫、氣溶膠等。③低濃度氣體的作用一般濃度越大的成份其壽命越長。微量和痕量氣體〔除惰性氣體外〕在大氣中的濃度均有較大的時(shí)空變化,這種變化有些是自然現(xiàn)象,有些是人類活動(dòng)造成的。它們作為化學(xué)活性物質(zhì)參與大氣中的各種化學(xué)變化過程,有的還具有輻射活性。因此它們對地一氣系統(tǒng)的能量收支有顯著的影響,它們的變化將引起一系列天氣氣候效應(yīng)和環(huán)境效應(yīng)。人類活動(dòng)首先從這些低濃度的微量和痕量成份的變化中得到顯示。一個(gè)小的擾動(dòng)就能引起它們偏離自然平衡狀態(tài),從而影響人類生存環(huán)境。例如:溫室氣體〔包括二氧化碳、甲烷、氯氟烴和一氧化二氮〕含量的總增加量,在目前相當(dāng)于200年以來CO2增加了約50%。過去的100年,全球地面平均溫度上升了0.3—0.6℃。氣溫的上升使全球海面以每年l.0mm—2.0mm的速率上升,總上升量為l0cm--20cm。二、空氣污染物、污染源1.空氣污染物空氣污染表示大氣中存在的某種物質(zhì)的濃度超過正常值,并對人類、動(dòng)物、植物及原材料產(chǎn)生可測量出的影響。分原始污染物和次生污染物。以化學(xué)成份分類分為:①含硫化合物;②含氮化合物;③含碳化合物;④CO和CO2;⑤鹵素化合物;⑥顆粒狀物質(zhì);⑦放射性物質(zhì)。懸浮在大氣中的顆粒物質(zhì)按其大小又分兩種,粒徑≤100μm的總懸浮顆粒物〔TSP〕和粒徑<l0μm的可吸入顆粒物〔PM10〕,又稱飄塵,一般來說PM10/TSP的重量比為60%--80%。我國的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-1996)中規(guī)定了環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)劃〔三類〕、標(biāo)準(zhǔn)分級〔三類不同環(huán)境功能區(qū)執(zhí)行不同的標(biāo)準(zhǔn)〕、污染物工程、取值時(shí)間及濃度限值,采樣與分析方法及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的有效性?!稑?biāo)準(zhǔn)》規(guī)定不允許超濃度限值10項(xiàng)污染物:二氧化硫、總懸浮物顆粒TSP、可吸入顆粒物PM10、氮氧化物〔以N02計(jì)〕、二氧化氮N02、一氧化碳CO、臭氧O3、鉛〔存在于總懸浮顆粒物中的鉛及其化合物〕、‘苯并[a]芘’B[a]P〔指存在于可吸入顆粒物中的‘苯并芘’〕、氟化物F〔以氣態(tài)及顆粒態(tài)形式存在的無機(jī)氟化物〕2.大氣污染源大氣污染源是指排放空氣污染物的設(shè)施如煙囪,或建筑物〔如車間〕等。按排放高度可分為地面源,低架源和高架源;按排放方式可分為點(diǎn)源〔如煙囪〕、線源〔如大路〕、面-源〔如居民區(qū)排煙〕和體-源〔如原料粉碎車間無組織排放〕。不同形式的污染源排放的污染物,在大氣中的集中輸運(yùn)和其落地濃度的計(jì)算方式都是不同的。建設(shè)工程的環(huán)境空氣質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查〔內(nèi)容、方法、結(jié)果分析〕及評價(jià)〔標(biāo)準(zhǔn)〕等有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)都有具體的規(guī)定。三、大氣集中的根本原理簡介大氣自凈力氣,表現(xiàn)在把排入空氣的污染物進(jìn)展稀釋輸運(yùn)。在輸運(yùn)過程中有些起了化學(xué)變化,最終通過干、濕沉降使空氣又恢復(fù)清潔。這里污染物的稀釋和輸運(yùn)的機(jī)制就是大氣的湍流集中作用。1.湍流集中的根本概念流體有兩種流淌形式:一種是層流,流體微團(tuán)的移動(dòng)軌道是一些平滑曲線,隨時(shí)間呈微小的規(guī)章變化;另一種是湍流,其中流體微團(tuán)呈雜亂的、無規(guī)章的、相互穿插而且隨時(shí)間變化很快的、有旋的隨機(jī)運(yùn)動(dòng),它是一種由各種不同尺度的渦旋同時(shí)存在,相互迭加而形成的。試驗(yàn)和理論都已證明白大氣邊界層的流淌時(shí)處處都存在湍流運(yùn)動(dòng)。大氣的運(yùn)動(dòng)可以分解為:水平氣壓力差引起的水平平均運(yùn)動(dòng)和渦旋運(yùn)動(dòng)引起的脈動(dòng)運(yùn)動(dòng)。污染物質(zhì)在隨風(fēng)向水平漂移的同時(shí),由渦旋運(yùn)動(dòng)把污染物質(zhì)混入四周的清潔空氣,又把清潔空氣卷入污穢的煙氣團(tuán)內(nèi),這樣不斷的交換和混合致使污染物質(zhì)從排放源處的高濃度區(qū)向遠(yuǎn)處的低濃度區(qū)輸送,這種污染物質(zhì)在‘湍渦’作用下漸漸被分散和稀釋的過程,就是湍流集中過程。以以以下圖A表示單個(gè)煙團(tuán)在不同大小‘湍渦’的作用下集中稀釋的過程。(a)‘湍渦’的尺度比煙團(tuán)小,煙團(tuán)在隨風(fēng)向下游飄移的同時(shí),由于‘湍渦’攪拌,邊緣不斷與四周空氣混合,緩慢膨脹,煙團(tuán)內(nèi)的濃度不斷降低;(b)‘湍渦’尺度比煙團(tuán)大,煙團(tuán)主要被‘湍渦’運(yùn)動(dòng)挾帶,增長不大;(c)‘湍渦’尺度與煙團(tuán)相當(dāng),‘湍渦’把煙團(tuán)拉開撕裂而變形,這種集中過程的速率較大。實(shí)際大氣中煙團(tuán)集中過程是由上述各種尺度的‘湍渦’同時(shí)作用共同完成的。以以以下圖B是連續(xù)點(diǎn)源的羽狀集中,煙囪排放廢氣屬于這一類型,這種煙羽可以看作是由連續(xù)不斷排放的無窮多個(gè)煙團(tuán)在沿風(fēng)方向移動(dòng)過程中,在湍流作用下不斷集中又相互迭加的平均結(jié)果。a)、b)、c)是對應(yīng)的。集中速率是相對于煙團(tuán)中心而言的,而煙團(tuán)中心又隨平均氣流移動(dòng);故稱為相對集中。相對集中的速率是煙團(tuán)運(yùn)行時(shí)間或距離的函數(shù)。以以以下圖左邊是不同平均時(shí)間的煙羽邊界,右邊是對應(yīng)不同時(shí)間的煙羽中的污染物濃度分布。煙羽內(nèi)濃度分布近似以煙羽軸為中心的對稱的正態(tài)分布,范圍和濃度是距離源時(shí)間或距離的函數(shù)。一般地講,當(dāng)有風(fēng)時(shí),下風(fēng)向的湍流集中作用遠(yuǎn)小于平均風(fēng)的輸運(yùn)作用,因此,這個(gè)方向的集中可以無視。湍流脈動(dòng)的強(qiáng)度越強(qiáng),脈動(dòng)速度間的相關(guān)越大,微粒的散布范圍就越寬,這就是湍流集中的實(shí)際狀況
2.影響大氣湍流集中的主要因素①風(fēng)的作用氣體污染物和粒徑<10μm的飄塵在大氣中完全跟隨空氣一起運(yùn)動(dòng)。風(fēng)對污染物做整體輸運(yùn)。污染區(qū)總在污染源的下風(fēng)向,煙羽的形態(tài)是湍流運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。風(fēng)越大,邊界層中風(fēng)的剪切越大,湍流得到能量越大,湍流強(qiáng)度越大,集中的速率和范圍也越大。污染物濃度應(yīng)與風(fēng)速成反比。②熱層結(jié)的影響大氣熱層結(jié)分為不穩(wěn)定、中性和穩(wěn)定。以以以下圖簡要描述了不同大氣熱層結(jié)條件下煙羽的集中形態(tài)。左邊是溫度廓線,右邊是對應(yīng)的煙羽集中類型。各種溫度構(gòu)造時(shí),煙-流集中示意圖,虛線為γd(a)表示穩(wěn)定層結(jié)條件下的,扇形煙羽,煙體側(cè)向集中遠(yuǎn)大于垂直集中。多消逝在晴天夜晚。(b)表示中性層結(jié)條件下的圓錐型煙羽,煙體順風(fēng)向在水平和垂直方向較均勻的集中成一圓錐形的煙體,它常消逝于多云和大風(fēng)的天氣。(c)表示對流強(qiáng)盛的大氣不穩(wěn)定層結(jié)條件下的波型煙羽,大尺度湍流攜帶煙團(tuán)作上、下無規(guī)章的運(yùn)動(dòng),使煙羽偏離水平煙-軸,污染物很快被帶到地面,使該地污染濃度明顯高于其他地區(qū)。它多消逝在微風(fēng)太陽輻射很強(qiáng)的晴天中午。各種溫度構(gòu)造時(shí),煙-流集中示意圖,虛線為γd(d)表示煙源的上層為穩(wěn)定層結(jié),下層為中性或不穩(wěn)定層結(jié)條件下的漫煙型〔熏煙型〕集中煙羽。是最不利集中的氣象條件。煙-體向上進(jìn)展受抑制,因而向下層漫延。使地面四周濃度很大,污染嚴(yán)峻。它常消逝在日出后數(shù)小時(shí)之內(nèi),是工業(yè)區(qū)和城市早晨煙霧布滿的主要緣由。(e)表示上層中性或不穩(wěn)定而下層穩(wěn)定的城堡型煙羽。與漫煙型相反,煙-體下部集中受阻,以向上集中為主,因而污染物地面濃度較小。③云量和輻射的影響大氣熱層結(jié)與云量多少和太陽輻射強(qiáng)弱有關(guān)。白天太陽輻射強(qiáng),地面溫度高,氣溫下面高上面低是不穩(wěn)定層結(jié);日落后無太陽輻射時(shí),地面溫度降低,大氣的下層先降溫,趨于中性層結(jié);午夜隨地面溫度進(jìn)一步降低形成穩(wěn)定層結(jié);日出前后層結(jié)又趨于中性。因此太陽輻射日循環(huán)導(dǎo)致了層結(jié)的日變化,從而影響了污染物的湍流集中。云對輻射起屏障作用,總效果是減弱白天的不穩(wěn)定性和夜間的穩(wěn)定性,減弱的程度視云量而定。④地面摩擦粗糙地面使風(fēng)速減弱,使其能量轉(zhuǎn)化為湍流的動(dòng)能,加劇了湍流集中。只要對大氣湍流有影響的動(dòng)力和熱力因子都會(huì)對大氣中污染物的集中產(chǎn)生直接或間接的作用,而且這些因素之間又是相互影響和互為因果的,因此湍流集中的速率應(yīng)是這些因素綜合作用的結(jié)果,集中參數(shù)應(yīng)當(dāng)是上述因素的函數(shù)。四、港區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量影響分析特殊性1.港區(qū)的氣象特征及其對污染物集中的影響①海陸風(fēng)環(huán)流由于?!菜酬懙臒醾鲗?dǎo)和熱容量不同,水陸交界區(qū)域最明顯的局地氣流是海陸風(fēng)。在晴朗的白天隨太陽輻射的日變化,水溫變化慢而弱,陸地溫則快而強(qiáng),因此海陸之間形成了一個(gè)溫差,高溫的陸地空氣因密度低向上運(yùn)動(dòng),低溫的海上空氣向下沉降,形成局地環(huán)流。下層為海風(fēng)上層為陸風(fēng),環(huán)流形式如以以以下圖所示。夜間,由于陸地輻射冷卻既快又強(qiáng),因此,海溫高于陸地溫度,海陸風(fēng)環(huán)流反向。下層為陸-風(fēng)上層為海風(fēng)。海陸風(fēng)的強(qiáng)弱與海陸的溫度差成正比,與地面摩擦成反比。海陸風(fēng)環(huán)流使沿岸污染源排放的污染物在環(huán)流中發(fā)生的范圍內(nèi)累積而使?jié)舛仍黾?。環(huán)流小于大尺度背景風(fēng)場時(shí),影響不大。②當(dāng)大尺度的盛行風(fēng)與海風(fēng)方向相反時(shí)污染物輸送狀況下層海風(fēng)溫度低,上層陸風(fēng)溫度高,在冷暖空氣的交界面形成一傾斜的逆溫層,如上圖所示。逆溫層兩邊氣流方向相反,冷空氣的前緣為輻合上升氣流帶。隨著海、陸空氣溫差的增大,海風(fēng)增大,并向內(nèi)陸伸展,通??蛇_(dá)幾公里,近岸處的海風(fēng)厚度可達(dá)數(shù)百米。處于離岸不同距離的煙-源排放的煙氣有不同的集中路徑,屬于不同的集中型,應(yīng)承受不同的濃度計(jì)算模式。③海風(fēng)強(qiáng)時(shí)的狀況漫煙型集中熱內(nèi)邊界層的漫〔熏〕煙型集中。氣流遇到海岸線,形成以海岸線為起點(diǎn)的內(nèi)邊界層;又因海面溫度低于陸地溫度,故形成的內(nèi)邊界層稱為熱內(nèi)邊界層。邊界層內(nèi)部空氣干、熱、呈不穩(wěn)定狀態(tài),邊界層頂高隨離岸距離增加而增高。岸邊煙源的煙羽順海風(fēng)輸運(yùn),分三個(gè)階段。第一階段:煙羽在穩(wěn)定層結(jié)海風(fēng)中平展集中。其次階段:煙羽下緣進(jìn)入不穩(wěn)定的內(nèi)邊界層然后,進(jìn)入局部漸漸增大至煙羽上緣與邊界層頂相交,煙羽全部進(jìn)入混合層。此時(shí),集中類似熏煙過程,持續(xù)達(dá)幾小時(shí),是沿岸主要的高污染現(xiàn)象。第三階段:煙羽全部進(jìn)入熱內(nèi)邊界層后,在垂直方向均勻分布的封閉型集中。2.其它幾個(gè)小尺度不利的局部風(fēng)場①城市熱島環(huán)流由于城市人類活動(dòng)以及城鄉(xiāng)對太陽輻射的吸取狀況不同,城市的溫度通常比農(nóng)村高,城區(qū)暖而輕的空氣要上升,鄰區(qū)的冷空氣要向城市輻合補(bǔ)充,形成城市風(fēng),也就是城市熱島環(huán)流。②山谷風(fēng)夜間山坡放熱比山谷快一些,谷底輻射冷卻較緩慢,導(dǎo)致山上氣壓比山谷高,冷而重的空氣沿山坡向谷底流淌,結(jié)果在山谷一股風(fēng)流入平原。形成“山風(fēng)”、又稱為“出山風(fēng)”、“下坡風(fēng)”。白天相反,形成“谷風(fēng)”、“上坡風(fēng)”、“進(jìn)山風(fēng)”。③過山氣流大氣運(yùn)動(dòng)遇到山體時(shí),水汽留在山一邊,但氣流連續(xù)前進(jìn),翻越山頂,到達(dá)山的另一邊,因此稱過山氣流〔含水量低,危害植物〕。在山〔或大型障礙物〕迎風(fēng)面流線密集,過山后流線稀疏。產(chǎn)生流線下滑作用,在背風(fēng)坡消逝‘氣流下泄’和‘尾流混合’。3.港區(qū)空氣污染源分析與評價(jià)港區(qū)空氣污染源的總體布局原則應(yīng)當(dāng)“黑白分家”避開貨種〔例如水泥和煤炭〕之間相互污染。污染物評價(jià)因子確實(shí)定污染物濃度猜測及影響評價(jià)在《環(huán)境影響評價(jià)導(dǎo)則》和《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中有嚴(yán)格的規(guī)定;依據(jù)評價(jià)結(jié)果,給出結(jié)論:假設(shè)可行,強(qiáng)調(diào)還需做哪些工作;假設(shè)不行行,強(qiáng)調(diào)主要緣由。①港區(qū)空氣污染源及主要污染物碼頭泊位:煤炭,建材,礦石,糧食,散貨、石油和燃?xì)獾龋唤煌ㄟ\(yùn)輸;鐵路機(jī)車,機(jī)動(dòng)車,船舶;生活鍋爐:集中供熱,食堂,賓館等。港區(qū)主要?dú)怏w污染物有S02、NOX、CO、CNHM和〔熏蒸處理產(chǎn)生的〕溴甲烷、鉛〔Pb〕等;顆粒污染物種類與貨種有關(guān)。分析每個(gè)泊位排放哪幾種污染物,確定其有幾個(gè)排放點(diǎn)〔源〕及每個(gè)排放點(diǎn)的排放參數(shù),包括源的幾何特征〔點(diǎn)、線、面、體〕,排放高度,排放量及排放物的粒徑分布〔假設(shè)是顆粒物〕和污染防治措施。②排放量的估算與猜測一般利用污染物的排放系數(shù)〔kg/t〕依據(jù)貨運(yùn)總量來估算排放量;假設(shè)沒有排放系數(shù)用現(xiàn)場觀測或風(fēng)洞模擬試驗(yàn)確定閱歷公式。③港區(qū)空氣污染源評價(jià)及評價(jià)因子的選取(a)使每個(gè)污染源,在每個(gè)排放點(diǎn)的每一種污染物排放量到達(dá)標(biāo)準(zhǔn);(b)計(jì)算每種污染物的等標(biāo)排放量[污染物單位時(shí)間的排放量與污染物把握質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(一般取1小時(shí)濃度允許值)的比值]和等標(biāo)排放率〔各污染物等標(biāo)排放量占總的等標(biāo)排放量的比值〕。等標(biāo)排放量和等標(biāo)排放率較高的集中污染物做評價(jià)因子,有毒的或本底濃度較大的污染物,直接選為評價(jià)因子。對于在《標(biāo)準(zhǔn)》中只規(guī)定了日平均容許濃度的大氣污染物取日平均容許濃度的三倍為標(biāo)準(zhǔn),對于致癌、毒性較大的如苯、汞、鉛等可以直接取日平均濃度的規(guī)定值做評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。其次章海洋開發(fā)產(chǎn)業(yè)
第一節(jié)港口航運(yùn)產(chǎn)業(yè)第六個(gè)問題港區(qū)其它污染因素把握一、噪聲的危害及把握措施
物理學(xué)的觀點(diǎn)看:但凡振幅和頻率雜亂、斷續(xù)或統(tǒng)計(jì)上無規(guī)律的聲振動(dòng),都稱為噪聲。從人們的感受和所受的影響來講:但凡人們不需要的聲音都稱為噪聲。恨別鳥驚心!1.聲音的計(jì)量①幾個(gè)概念聲功率:單位時(shí)間內(nèi)由聲源放射出的總聲能稱為聲功率,單位為瓦〔W〕。大小只與聲源本身有關(guān)〔一臺500kW的鼓風(fēng)機(jī)所發(fā)出的聲功率約數(shù)百瓦〕。聲強(qiáng):衡量聲音強(qiáng)弱的物理量,指在垂直于聲波傳播的方向上,單位時(shí)間內(nèi)通過的聲能,單位為瓦/米2〔W/m2〕。大小與聲源的聲功率、距聲源的距離、波陣面的外形及聲場的具體狀況有關(guān)。聲壓:用來衡量聲音強(qiáng)弱,某一瞬間介質(zhì)中的壓強(qiáng)相對于無聲波時(shí)壓強(qiáng)的轉(zhuǎn)變量稱為聲壓,單位〔Pa〕帕通常所說的聲壓,一般是指有效聲壓,即瞬時(shí)聲壓的均方根值。②度量正常人耳能聽到的最低聲壓稱為‘聽閾聲壓’,對于頻率為1000Hz的聲音,聽閾聲壓約為2×10-5Pa;剛剛能使人耳產(chǎn)生苦痛感覺的聲壓稱為‘痛閾聲壓’,對于頻率為1000Hz的聲音,正常人耳的‘痛閾聲壓’為20Pa;相差100萬倍。聽閾到痛閾的聲強(qiáng)確定值之比為1:1012。因此用聲壓或聲強(qiáng)確實(shí)定值表示聲音的強(qiáng)弱都很不便利。用對數(shù)值來度量聲音,分別稱為聲壓級、聲強(qiáng)級、聲源的聲功率級基準(zhǔn)聲壓為2×10-5Pa;基準(zhǔn)聲強(qiáng)為10-12W/m2。聲壓級、聲強(qiáng)級、聲功率級的單位都是分貝,分貝是“級”數(shù),沒有量綱。③分貝的運(yùn)算由分貝的定義知道分貝數(shù)運(yùn)算按對數(shù)運(yùn)算法而不是按算術(shù)法則進(jìn)展。例如:80分貝+80分貝=83分貝100分貝+98分貝=102.1分貝。有特地公式和表格。④響度級和A聲級人耳朵對高頻聲比對低頻聲敏感,同樣聲級的聲音,中、高頻聲就顯得比低頻聲更響一些。所謂響度級,就是以1000Hz的純音作標(biāo)準(zhǔn),使其和某個(gè)聲音聽起來一樣響,那么此1000Hz純音的聲壓級就定義為該聲音的響度級,單位為方。模擬40方、70方、100方三種等響曲線,設(shè)置三套網(wǎng)絡(luò),分別稱為A、B、C計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò),用以分別測定低、中、高三種強(qiáng)度的聲音。簡稱為A、B、C聲級。A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)使承受的噪聲在低頻有較大的衰減而在高頻稍有放大,特殊接近人耳的聽覺,幾乎成為一切噪聲的評價(jià)基準(zhǔn)。記為db(A)。幾種常見聲源的A聲級表(測點(diǎn)一般距離聲源lm--l.5m)A聲級(db)
聲
源
A聲級(db)聲
源
20—30輕聲耳語、播音室100—110織布機(jī)、電鋸、砂輪機(jī)、大鼓風(fēng)機(jī)40—60普通室內(nèi)噪聲110—120鑿巖機(jī)、球磨機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)60—70普通交談聲、小空調(diào)機(jī)120—130風(fēng)鉚、高射機(jī)槍、螺旋槳飛機(jī)80大聲交談、收音機(jī)、較吵鬧的街道130—150高壓大流量放風(fēng)、風(fēng)洞、噴氣式飛機(jī)90載重汽車、空壓機(jī)站、泵房、嘈雜街道160高射炮、火箭、飛船、導(dǎo)彈2.噪聲的危害正常的環(huán)境聲音是40dB,一般把40dB作為是噪聲的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)聲強(qiáng)超過此界限時(shí)危害主要表現(xiàn)如下:①干擾睡眠失眠、耳鳴多夢、疲乏無力、記憶衰退,在醫(yī)學(xué)上稱為神經(jīng)衰弱癥候群。高噪聲環(huán)境發(fā)病率50%--60%。②損傷聽力噪聲可以造成臨時(shí)性的或長期性的聽力損傷,后者即耳聾。一般,85dB以下的噪聲不危害聽覺,90dB的噪聲下,耳聾發(fā)病率明顯增加。但是,即使高至90dB的噪聲也只是產(chǎn)生臨時(shí)性的病患,休息后即可恢復(fù)。噪聲對聽力的危害,關(guān)鍵在于它的長期作用。③對人體的生理影響簡潔導(dǎo)致心臟病、胃潰瘍病和十二指腸潰瘍〔嘈雜的工業(yè)企業(yè)里,潰瘍癥的發(fā)病率比安靜環(huán)境的高5倍〕;噪聲是刺激癌癥的病因之一,當(dāng)人受到噪聲或各種神經(jīng)刺激時(shí),血液中的腎上腺素明顯增加,促使細(xì)胞產(chǎn)生的熱量增加,而癌細(xì)胞則由于熱能增高而有明顯的增殖傾向,特殊是在睡眠之中。④對兒童和胎兒的影響在噪聲環(huán)境下,兒童的智力發(fā)育緩慢;噪聲與胎兒畸形有關(guān)、影響胎兒的體重。極強(qiáng)的噪聲〔比方175dB(A)〕還會(huì)致人死亡。⑤對動(dòng)物的影響強(qiáng)噪聲會(huì)使鳥類羽毛脫落,不下蛋,內(nèi)出血、最終死亡。20世紀(jì)60年月初期,美國在俄克拉荷馬市上空做噴氣機(jī)超聲飛行試驗(yàn),飛行高度為10000m,每天飛越8次,共飛行6個(gè)月。結(jié)果,在飛機(jī)轟隆聲的作用下:一個(gè)農(nóng)場的10000只雞被轟鳴聲殺死6000只。⑥對建筑物的損害在美國統(tǒng)計(jì)的3000件噴氣飛機(jī)使建筑物受損害的大事中,抹灰開裂的占43%,損壞的占32%,墻開裂的占15%,瓦損壞的占6%。3.噪聲的把握一般企業(yè)為90dB(A),新建改建企業(yè)要求到達(dá)85dB(A);對環(huán)境〔不同區(qū)域要求不同〕噪聲和交通〔不同車輛要求不同〕噪聲也出臺了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),例如把安靜住宅區(qū)夜間的噪聲標(biāo)準(zhǔn)訂為35dB(A)等。把握噪聲的原理就是在噪聲到達(dá)耳膜之前,實(shí)行阻尼、隔振、吸聲、隔聲、消聲器、個(gè)人防護(hù)和建筑布局等七大措施,盡力減弱或降低聲源的振動(dòng),或?qū)鞑ブ械穆暷芪〉?,或設(shè)置障礙,使聲音全部或局部反射出去,減弱噪聲對耳膜的作用。一般從聲源上降低噪聲〔承受低噪聲的設(shè)備工藝、減輕振動(dòng)、平滑氣流等〕;在傳輸途徑上〔吸聲、隔聲、隔振和阻尼〕來降低噪聲;在承受點(diǎn)阻擋噪聲〔個(gè)人防護(hù)耳塞、耳罩、防聲蠟棉和防護(hù)面具等〕。二、固體廢棄物的處理和利用
1.固體廢棄物的幾個(gè)概念①固體廢棄物:生產(chǎn)和生活中丟棄的固體和泥狀物質(zhì)。②固體廢棄物的處理:將廢物治理到確定程度的過程,尚未到達(dá)無害排放到環(huán)境所容許標(biāo)準(zhǔn)的程度。③固體廢棄物的處置:指將廢物處置到無害排放到環(huán)境所容許的標(biāo)準(zhǔn)的最終過程。④固體廢棄物的利用:稱為固體廢物資源化,指廢物循環(huán)、回收等的被再利用過程,也就是將廢物轉(zhuǎn)化為原料、材料的過程,或直接作為成品的過程。⑤固體廢物的治理:廢物產(chǎn)生、收集、運(yùn)輸、貯存、利用、處理和處置各個(gè)過程中一切技術(shù)的、法律的行為的總合。
2.固體廢棄物的分類①按來源分類:礦業(yè)廢物、工業(yè)廢物、農(nóng)業(yè)廢物、生活垃圾、疏浚棄土等。②按性質(zhì)分類:有機(jī)廢物和無機(jī)廢物;有毒有害的危急性廢物和一般性廢物。3.固體廢物的環(huán)境治理對策傳統(tǒng)生產(chǎn)方式在開發(fā)利用自然資源時(shí),把原材料的70%--90%變成了廢物;任何服役期滿的產(chǎn)品也會(huì)變成廢棄物。大量廢棄物的產(chǎn)生的過程既鋪張了大量的自然資源又污染了環(huán)境〔一般人畜糞便和有機(jī)質(zhì)垃圾形成“病原體型污染”,工業(yè)礦業(yè)等的廢物所含的化學(xué)成分會(huì)形成化學(xué)物質(zhì)性污染〕。對固體廢棄物治理:把握其產(chǎn)生的源頭,進(jìn)展無廢、低廢工藝技術(shù)和以廢物為原料進(jìn)展循環(huán)的生產(chǎn)工藝。現(xiàn)行的主要對策如下〔概括為資源化、減量化、無害化〕:①一般工、礦業(yè)固體廢物目前主要對策為露天堆存,開展綜合利用;②危急〔有毒、腐蝕、化學(xué)活性及爆炸〕廢物主要對策為減量化和無害化并盡可能開展綜合利用;③城鎮(zhèn)垃圾,盡量分類收集和回收利用,對糞便應(yīng)實(shí)行無害化處理措施。三、生活垃圾的處理和利用
1.垃圾處理的根本方法居民在生活中產(chǎn)生各種固體廢物,統(tǒng)稱為城市垃圾。依據(jù)垃圾的有機(jī)物含量、可燃性成份確定對其處理途徑有以下三種:以填埋為主的方案其流程為:以燃燒為主的處理方案,其流程為:以資源回收為主的處理途徑,流程為:興盛城市垃圾中的有機(jī)質(zhì),可燃物的含量大,處理多以燃燒和填埋為主,利用其熱能;加強(qiáng)垃圾再生利用,如橡膠、塑料通過熱分解產(chǎn)生燃料氣和油等。進(jìn)展中國家重視有機(jī)垃圾的肥料成份的利用,對非可燃性、衛(wèi)生危害小的垃圾則進(jìn)展填埋處理。2.垃圾的預(yù)處理指為了轉(zhuǎn)變它的物理、化學(xué)性狀,以利于回收和提高對它的處理處置效果。①壓縮:機(jī)械壓縮使用的壓力在7×104MPa左右,壓后的垃圾容重300kg/m3—600kg/m3之間,一般未經(jīng)裂開的原狀垃圾經(jīng)壓縮后的容量極限值為1100kg/m3。②裂開經(jīng)過機(jī)械破壞后的垃圾:容積削減〔降低運(yùn)輸費(fèi)用〕、填埋時(shí)便于壓實(shí)〔加快復(fù)土復(fù)原過程〕、對分揀有利〔簡潔通過磁選等方法回收高品位金屬〕、使垃圾均勻〔燃燒快而且完全〕。③分選手選法是傳統(tǒng)方法〔分出紙張、木材、金屬〕,不能適應(yīng)大規(guī)模的資源化再生需要,而且對環(huán)境和衛(wèi)生帶有不利影響。對垃圾的機(jī)械分選方法主要有:篩分〔分出玻璃碎片〕、重力和風(fēng)力〔分出可燃物質(zhì)和金屬〕、靜電〔分出玻璃碎片〕、光〔分出玻璃碎片〕、磁〔分出鐵類〕和熔融等多種。④燃燒垃圾燃燒產(chǎn)生的殘?jiān)覡a性質(zhì)穩(wěn)定,其體積只占原體積5%--10%,可以減容、滅菌、使有毒有害物質(zhì)無害化、產(chǎn)生可用的熱量,但是避開廢氣的二次污染。3.城鎮(zhèn)垃圾堆肥化垃圾中的有機(jī)物可以通過微生物〔生化反響〕而降解為類似腐殖質(zhì)土壤的物質(zhì)而用作農(nóng)業(yè)肥料。堆肥過程溫度可達(dá)50℃--55℃,能消滅病原體、寄生蟲卵。有分子氧存在時(shí)的堆肥稱作“好氧發(fā)酵”,缺氧進(jìn)展的分解稱為“厭氧發(fā)酵”。傳統(tǒng)堆肥承受厭氧發(fā)酵野外堆垛法,占地面積大,處理周期長?,F(xiàn)在的堆肥技術(shù)以好氧為主,包括預(yù)處理、主發(fā)酵〔一次發(fā)酵〕、后發(fā)酵〔二次發(fā)酵〕、后處理、脫臭、貯存等五個(gè)步驟。堆肥應(yīng)滿足以下條件:衛(wèi)生與農(nóng)業(yè)方面安全無害;重金屬等有害物質(zhì)的含量不標(biāo)準(zhǔn);呈菊褐色到黑色且無惡臭;C/N把握在20以下;便于運(yùn)輸貯存;呈粒狀、含40%以下的水分、施用便利。4.垃圾的填埋優(yōu)點(diǎn)是:比燃燒和堆肥處理更經(jīng)濟(jì)、完全;可消納各種類型包括垃圾在內(nèi)的固體廢物,以及燃燒殘?jiān)逊适A系榷鵁o需分類收集;作業(yè)完成后的場地可以建筑利用等;對負(fù)荷波動(dòng)的適應(yīng)性強(qiáng),操作彈性大。其缺點(diǎn)是:遠(yuǎn)離居民區(qū),運(yùn)費(fèi)較高,對覆土材料有確定要求;填埋場地有嚴(yán)格的設(shè)計(jì)和構(gòu)造條件,對防滲漏防危害方面會(huì)有難以預(yù)料的潛在影響。①填埋場地的選擇由于垃圾填埋可以導(dǎo)致有毒〔H2S〕爆炸〔CH4〕氣體的聚攏、填埋場的滲出液能污染地表和地下水、填埋的場地簡潔沉降等問題所以對場地選擇要求較多:工程要求:面積足夠,運(yùn)距宜短,土壤滲透系數(shù)小。在環(huán)境方面:不影響地表及地下水源,避開專用蓄水層;遠(yuǎn)離風(fēng)景區(qū);在城市下風(fēng)向;在生態(tài)學(xué)上無爭議;地區(qū)的水分蒸發(fā)率應(yīng)大于降水量,避開臭味聚攏。經(jīng)濟(jì)方面:降低征地、施工、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用;充分利用低洼、濕軟地區(qū)。法律政治方面:符合法律規(guī)定,取得主管部門批準(zhǔn),留意輿論及社會(huì)影響。②填埋方法將垃圾卸在填埋場,壓實(shí),最終鋪土掩蓋。衛(wèi)生填埋法有三種根本形式:平面作業(yè)法、溝填作業(yè)法和斜坡作業(yè)法,可依據(jù)場地的地形條件及所填埋的垃圾性狀加以選擇。③產(chǎn)氣及滲出液的遷移與把握垃圾填埋特殊留意:所產(chǎn)生氣體〔特殊是甲烷〕的導(dǎo)出和滲出液的把握。(a)產(chǎn)氣的導(dǎo)出。有機(jī)物分解的前期和后期,垃圾的產(chǎn)氣量是衡量填埋物分解速度的標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)氣中的CO2和CH4占90%以上。CO2的密度是空氣中1.5倍,一般向填埋場底部集中,并與地下水接觸,成為碳酸,進(jìn)而溶解四周介質(zhì)中的礦物成份生成碳酸鹽,使水的雜質(zhì)增加,硬度上升,pH值降低。甲烷比空氣輕,能聚攏在建筑物內(nèi),或填埋場四周的封閉空間,當(dāng)在空氣中所占的濃度到達(dá)5%--15%時(shí),會(huì)形成爆炸性混合物,從而導(dǎo)致危急。因此,在填埋場地留意產(chǎn)氣的導(dǎo)出并保持空氣通暢甚為重要。(b)滲出液的把握。滲出液滲入地下、橫向遷移從而對地表水及地下水形成污染。當(dāng)垃圾中含有重金屬粒子時(shí),則通過滲出液-造成的危害會(huì)更大。一般填埋層與地下含水層之間至少應(yīng)有1.6m的距離,假設(shè)土壤滲透性強(qiáng)時(shí),則距離應(yīng)更大。增加土壤中粘土類不透水材料的含量,如在填埋場的底部,用自然粘質(zhì)土鋪設(shè)一層厚約的墊層并加以壓實(shí);也可在底部敷設(shè)一層薄膜。在最低處設(shè)-集水坑,用立管定時(shí)將滲出液抽出送往污水處理場。此外,在填埋場底部布設(shè)集合滲出液的排水管,將流出的滲液循環(huán)送至填埋場頂部的穿孔管系,使之噴淋而下以增加有機(jī)成分的含水量,提高產(chǎn)氣速率,加快其分解過程。在不需要增加水分時(shí),則可將收集的滲出液送往污水處理場。5.城鎮(zhèn)垃圾資源化垃圾資源化可分為前期和后期兩局部。前期系統(tǒng)〔分選提取型回收〕不轉(zhuǎn)變垃圾的性質(zhì),有的保持原形和有的破壞原形。后期系統(tǒng)主要是對前期回收后的剩余物承受化學(xué)的和生物學(xué)的方法,改進(jìn)其特性加以回收利用,其中包括有機(jī)物堆肥化技術(shù),垃圾燃燒供熱發(fā)電、熱分解回收可燃?xì)?、燃料油及炭黑等,其技術(shù)要求較高,并需使用多種裝置和機(jī)械設(shè)備。系
統(tǒng)
回收項(xiàng)目及技術(shù)
前期系統(tǒng)(分選提取型回收:物理的、機(jī)械的方法)
保持原形的回收:重復(fù)利用(手選、修補(bǔ),清潔洗滌);破壞原形回收素材;通過物理作用使垃圾原料化再生利用(破碎物理或機(jī)械分選);
后期系統(tǒng)(轉(zhuǎn)化型回收:化學(xué)的生物學(xué)的方法)
回收資源:用化學(xué)的生物學(xué)的方法使垃圾原料化、產(chǎn)品化而再生利用(轉(zhuǎn)化加分選精制:熱分解、催化分解、熔融、燒結(jié)、堆肥發(fā)酵)回收能源:貯存遷移型能源及燃料回收(熱分解、發(fā)酵、破碎粉碎;回收燃燒氣體、油、炭黑、粒狀燃料發(fā)電等);不能貯存的隨即使用型能源回收(燃燒、發(fā)電、水蒸汽、熱水等)垃圾燃燒是一個(gè)勸慰?二惡英族群,穩(wěn)定、熔點(diǎn)高、難溶于水,可溶于大局部有機(jī)溶劑,無色無味脂溶性物質(zhì),簡潔在生物體內(nèi)積存。毒性是氰化物130倍、砒霜900倍。二惡英的90%來源于城市工業(yè)垃圾燃燒:①燃燒含氯塑料燃燒溫度低于800℃以及含氯垃圾不完全燃燒;②燃燒含氯含碳物質(zhì)如紙張、木制品、食物殘?jiān)冉?jīng)過銅、鈷等金屬離子的催化生成二惡英。③燃燒制造氯系化學(xué)物質(zhì)〔如殺蟲劑、除草劑、木材防腐劑、落葉劑〕時(shí)產(chǎn)生的派生物。治理:1.樂觀提倡垃圾分類;2.提高燃燒溫度〔1200℃以上〕;四、土壤污染及疏浚棄土的處理1.土壤污染①土壤污染的概念和特點(diǎn)
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