第五講-物理性污染與控制工程

1、物理性污染與控制,環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 胡 輝 楊家寬 李勝利 Tel E-mail: ; ,環(huán)境工程導(dǎo)論,內(nèi) 容,一、物理性污染概述 二、噪聲污染與控制 三、電磁輻射污染與控制 四、放射性污染與控制 五、 熱輻射污染與控制 六、光污染與控制,一、物理性污染概述,一. 基本概念 1.物理性污染 物理性污染是指由物理因素引起的環(huán)境污染 2.物理性污染種類 噪聲污染、電磁輻射污染、核輻射污染、光污染和熱污染 3. 物理性污染特性 污染源消失，污染隨即停止； 沒(méi)有累積性效應(yīng)； 無(wú)色無(wú)味。,二、噪聲污染與控制,一. 基本概念 1.噪聲 將雜亂無(wú)章，

2、聽(tīng)起來(lái)不和諧的聲音或不需要的聲音。 2.環(huán)境噪聲 把工業(yè)生產(chǎn)、建筑施工、交通運(yùn)輸和社會(huì)生活中所產(chǎn)生的，使人討厭、受害和不需要的聲音。 3.噪聲污染 指當(dāng)所產(chǎn)生的環(huán)境噪聲超過(guò)國(guó)家規(guī)定的環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)，并干擾他人正常生活、工作和學(xué)習(xí)的現(xiàn)象。,二、噪聲污染與控制,二.城市區(qū)域環(huán)境噪聲功能區(qū)的分類和標(biāo)準(zhǔn)值 1.功能區(qū) 0類: 特別需要安靜的區(qū)域。位于城郊和鄉(xiāng)村的這一類區(qū)分別按嚴(yán)于0類標(biāo)準(zhǔn)5dB執(zhí)行； 1類: 以居住、文教機(jī)關(guān)為主的區(qū)域。 2類: 居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)； 3類: 工業(yè)區(qū)； 4類: 城市中的道路交通干線道路兩側(cè)區(qū)域,穿越城區(qū)的內(nèi)河航道兩側(cè)區(qū)域。穿越城區(qū)的鐵路主、次干線兩側(cè)區(qū)域。,二、噪

3、聲污染與控制,二.城市區(qū)域環(huán)境噪聲功能區(qū)的分類和標(biāo)準(zhǔn)值 2.標(biāo)準(zhǔn)值 五類，不同功能類別執(zhí)行相應(yīng)類別的標(biāo)準(zhǔn)值。功能類別高的標(biāo)準(zhǔn)值嚴(yán)于低的區(qū)域。（表） 3夜間突發(fā)噪聲限值 夜間突發(fā)的噪聲，其最大值不準(zhǔn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值15dB,二、噪聲污染與控制,二.其它環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織已接受A分貝為評(píng)價(jià)噪聲的標(biāo)準(zhǔn)，并規(guī)定90dB(A)為保護(hù)人體健康和聽(tīng)力的最高限值，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已為世界各國(guó)普遍接受。 1、工廠企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)(GB12348-90)； 2、摩托車和輕便摩托車噪聲限值(GB16169-1996)； 3、地下鐵路車站站臺(tái)噪聲標(biāo)準(zhǔn)(GB14227-93)； 4、中國(guó)工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(單位：dB(A

4、),二、噪聲污染與控制,二. 噪聲的影響 1.生理影響 聽(tīng)力損傷；睡眠干擾； 對(duì)交談、工作思考的干擾（表）； 對(duì)動(dòng)物的干擾等。 2. 心理影響 三.噪聲的測(cè)量量 聲壓級(jí)：LP=20lg(p/p0) 噪聲表示單位：分貝（dB ）,1環(huán)境噪聲測(cè)量量： 等效連續(xù)A聲級(jí)LAeq、最大A聲級(jí)LAmax、 計(jì)權(quán)有效連續(xù)感覺(jué)噪聲級(jí)（LWECPN） 2噪聲源測(cè)量量 聲壓級(jí)或倍頻帶聲壓級(jí)、聲功率級(jí)、A計(jì)權(quán)聲功率級(jí)。,二、噪聲污染與控制,四. 噪聲源： 交通運(yùn)輸噪音； 工業(yè)生產(chǎn)噪音； 建筑施工噪音； 公共活動(dòng)噪音 五. 噪聲污染的三個(gè)要素： 聲源 聲音傳播途徑 接受者,二、噪聲污染與控制,第二節(jié) 噪聲級(jí)的衰減計(jì)算

5、 一噪聲級(jí)相加計(jì)算方法 1.噪聲級(jí)的相加 a. 公式法： b.查表法： 2.噪聲級(jí)的相減： 例題：某工廠內(nèi)有4種機(jī)器，單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的聲壓級(jí)分別為84 dB、82 dB、86 dB、89dB，他們同時(shí)運(yùn)行時(shí)的聲壓級(jí)為多少？,二、噪聲污染與控制,第二節(jié) 噪聲級(jí)的衰減計(jì)算 二.點(diǎn)聲源隨傳播距離增加而衰減 1.點(diǎn)噪聲源隨傳播距離增加引起的衰減值 距點(diǎn)聲源r1處傳播到r2處的衰減值： 例題：某廠鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生噪聲，距鼓風(fēng)機(jī)3m處測(cè)得的噪聲為85 dB，鼓風(fēng)機(jī)距居民樓30m，該鼓風(fēng)機(jī)在居民樓處產(chǎn)生的聲壓級(jí)為多少？若居民樓執(zhí)行55 dB噪聲標(biāo)準(zhǔn)，要使居民樓噪聲達(dá)標(biāo)，則居民樓應(yīng)離鼓風(fēng)機(jī)的距離是多少？,思考:某廠鍋爐

6、產(chǎn)生的噪聲源2m處測(cè)量為80dB(A)，試判斷距離噪聲源20m處的居民樓處晝夜是否達(dá)標(biāo)？若超標(biāo)，請(qǐng)分析噪聲源必須設(shè)置在多遠(yuǎn)處才會(huì)使得噪聲值達(dá)標(biāo)？(標(biāo)準(zhǔn)值：白 天65 dB(A) ，夜間55 dB(A) ),二、噪聲污染與控制,六.噪聲污染防治技術(shù)措施 1從聲源上控制噪聲 2從傳播途徑上控制噪聲 總體設(shè)計(jì)上合理布局 ； 充分利用噪聲隨距離的衰減規(guī)律； 利用屏障阻止噪聲傳播（圖） ； 利用聲音輻射的指向性控制噪聲傳播； 應(yīng)用吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)（圖）。 3對(duì)接收者的防護(hù),二、噪聲污染與控制,七.噪聲污染防治管理措施 管理內(nèi)容 1法律、法規(guī)和行政規(guī)章 中華人民共和國(guó)環(huán)境噪聲污染防治法（1996） 關(guān)于

7、進(jìn)一步加強(qiáng)高考期間噪聲管理的通知 （1998） 關(guān)于加強(qiáng)社會(huì)生活噪聲污染管理的通知 （1999） 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)(GB3096-93) 工廠企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)(GB12348-90),三、電磁輻射污染與控制,第一節(jié) 電磁輻射基本概念及類型 一、基本概念 1.電場(chǎng)與磁場(chǎng) 電場(chǎng)：帶電體周圍存在的一種場(chǎng)。 磁場(chǎng)：在電流通過(guò)的導(dǎo)體周圍所產(chǎn)生的具有磁力的場(chǎng)。 2.電磁場(chǎng)與電磁輻射： 電磁場(chǎng)：交替產(chǎn)生的具有電場(chǎng)和磁場(chǎng)作用的物質(zhì)空間。 電磁輻射：電磁場(chǎng)的能量以電磁波形式由源發(fā)射到空間的現(xiàn)象。,三、電磁輻射污染與控制,第一節(jié) 電磁輻射基本概念及類型 一、基本概念 3.電磁輻射污染： 接受者長(zhǎng)期暴露在超過(guò)安

8、全輻射劑量下，產(chǎn)生傷害的現(xiàn)象。 4.電磁環(huán)境： 是存在于給定場(chǎng)所的所有電磁現(xiàn)象的總和。 5.電磁騷擾： 任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或?qū)τ猩驘o(wú)生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。,人們?yōu)榱诵蜗蟮乇磉_(dá)電磁波輻射與電磁能量的泄漏。以及由此而造成的污染，通稱其為“電子煙霧”。既然稱之為“電子煙霧”，那么必然會(huì)構(gòu)成一定程度和一定范圍的危害。,（一）,電磁輻射污染源的種類,自然電磁場(chǎng)源,雷電,火山活動(dòng),太陽(yáng)活動(dòng)和宇宙射線,自然電磁場(chǎng)源,家用電器,人工電磁場(chǎng)源,電子設(shè)備,表4-2 人工電磁場(chǎng)源分類,大功率輸電線,人工電磁場(chǎng)源,三、電磁輻射污染與控制,第二節(jié) 電磁輻射源及其傳播 一、電磁輻射污染源

9、1天然的電磁輻射污染源 2人為的電磁輻射污染源 某些電氣和電子設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生各種頻率的電磁輻射 發(fā)射設(shè)備； 通信、雷達(dá)及導(dǎo)航發(fā)射設(shè)備設(shè)施 工業(yè)、醫(yī)療、科研用高頻設(shè)備 工業(yè)用電磁輻射設(shè)備; 交通設(shè)備; 電力設(shè)備; 醫(yī)療用電磁輻射設(shè)備; 科研及其它用途電磁輻射設(shè)備.,表4.1 一些設(shè)備的電磁波的頻譜和用途,第二節(jié) 電磁輻射源及其傳播途徑 二、電磁污染的傳播途徑 1空間輻射傳播途徑 是指電磁波通過(guò)空間直接輻射 2線路傳導(dǎo)傳播途徑 是指借助電磁耦合由線路傳導(dǎo) 三、電磁污染污染的危害 1電磁輻射對(duì)電器設(shè)備的干擾 使航空通信受到干擾; 對(duì)廣播電視信號(hào)造成的干擾; 干擾了當(dāng)?shù)匕傩帐湛措娨?,三、電磁輻射污染

10、與控制,三、電磁輻射污染與控制,三、電磁輻射污染的危害,對(duì)人體健康危 害的影響因素,三、電磁輻射污染的危害,周圍環(huán)境,受體差異,輻射源,頻率（波長(zhǎng)）,電磁場(chǎng)強(qiáng)度,波形,照射時(shí)間,與輻射源距離,累計(jì)頻次,電磁輻射危害,電離輻射（高頻）,非電離輻射（低頻）,電離輻射是指波長(zhǎng)短、頻率高、能量高的射線（粒子或波的雙重形式）。能在生物物質(zhì)中產(chǎn)生離子對(duì)的輻射,熱效應(yīng)機(jī)理,偶極子轉(zhuǎn)向,離子振動(dòng),電磁感應(yīng)渦流損耗,當(dāng)然這些影響不是絕對(duì)的，因個(gè)人身體狀況的不同而有所差異，個(gè)人身體條件，個(gè)體適應(yīng)性與敏感程度以及性別、年齡和工齡不同，電磁場(chǎng)對(duì)機(jī)體的影響也不相間。 頻率越高、強(qiáng)度越大，上述效應(yīng)越大,電磁能在機(jī)體的作用

11、特性,吸收作用：含水量70%以上（皮膚、肌肉、肝臟、腎臟、心臟），介電常數(shù)高（50-70），電導(dǎo)率高（100.cm)，吸收電磁能量高,折、反射：含水量70%以下（脂肪、骨骼），介電常數(shù)小(4-8)，電導(dǎo)率小(600-3500 .cm )，吸收少，折、反射,第二節(jié) 電磁輻射源及其傳播途徑 三、電磁污染污染的危害 2電磁輻射對(duì)人體健康的危害 軀體效應(yīng) 人體接受電磁輻射后,體內(nèi)極性與非極性分子,在電磁場(chǎng)作用下,極性分子重新排列,非極性分子可被磁化. 危 害 增加兒童患白血病概率;誘發(fā)癌癥并加速人體癌細(xì)胞增殖; 影響人的生殖系統(tǒng); 影響人的心血管系統(tǒng); 對(duì)人的視覺(jué)系統(tǒng)有不良影響,三、電磁輻射污染與控制

12、,第二節(jié) 電磁輻射源及其傳播途徑 三、電磁污染污染的危害 2電磁輻射對(duì)人體健康的危害 種群效應(yīng)(五類人群最受電磁輻射的侵害) 生活和工作在高壓線、變電站、電臺(tái)、電視臺(tái)、雷達(dá)站和電磁發(fā)射塔附近的人員; 經(jīng)常使用電子儀器、醫(yī)療設(shè)備、辦公自動(dòng)化設(shè)備的人員; 生活在現(xiàn)代電器自動(dòng)化環(huán)境中的工作人員; 佩戴心臟起博器的患者; 生活在以上環(huán)境里的孕婦、兒童、老人及病患者等.,三、電磁輻射污染與控制,第三節(jié) 電磁輻射污染的防護(hù) 一、行政管理措施 二、技術(shù)工程措施 1區(qū)域控制及綠化 自然干凈區(qū)； 輕度污染區(qū) 廣播輻射區(qū)； 工業(yè)干擾區(qū) 2屏蔽防護(hù) 主動(dòng)場(chǎng)屏蔽防護(hù)； 被動(dòng)場(chǎng)屏蔽防護(hù) 3對(duì)接受者進(jìn)行防護(hù),三、電磁輻射

13、污染與控制,第一節(jié) 概述 1.基本概念 放射性元素：自然界和人工生產(chǎn)的元素中，有一些能自動(dòng)發(fā)生衰變，并放射出肉眼看不見(jiàn)的射線。這些元素統(tǒng)稱。 核輻射：原子核從一種結(jié)構(gòu)或一種能量狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N結(jié)構(gòu)或另一種能量狀態(tài)過(guò)程中所釋放出來(lái)的微觀粒子流。 放射性：放射性元素的原子核在衰變過(guò)程放出、射線的現(xiàn)象。 放射性污染：由放射性物質(zhì)所造成的污染。,四、放射性污染與控制,第一節(jié) 概述 2.環(huán)境中的放射源 天然放射源（輻射源）： 宇宙射線、陸地輻射源和體內(nèi)放射性物質(zhì)。 人工放射源（輻射源）： 原子能工業(yè)排放的放射性廢物; 核武器試驗(yàn)的沉降物; 醫(yī)療放射性物質(zhì); 科研排出的含有放射性物質(zhì)的廢水、廢氣、廢渣等。

14、 其它放射源（輻射源）：消毒行業(yè)，農(nóng)業(yè)，工業(yè),四、放射性污染與控制,第一節(jié) 概述 3. 放射性危害 急性損傷 如果人在短時(shí)間內(nèi)受到大劑量的射線、射線和中子的全身照射，就會(huì)產(chǎn)生急性損傷。在極高的劑量照射下，發(fā)生中樞神經(jīng)損傷至直死亡。 慢性損傷 由于多次照射、長(zhǎng)期累計(jì)的結(jié)果，將會(huì)造成慢性放射病。,四、放射性污染與控制,第二節(jié) 輻射劑量學(xué)基礎(chǔ) 一、常用的輻射量和單位 1、天放射性活度(A)： 單位時(shí)間內(nèi)放射線原子核所發(fā)生的核轉(zhuǎn)變數(shù)。Bq(貝可) 2、照射量(X) ： 表示射線或X射線在空氣中產(chǎn)生電離程度大小的輻射量。庫(kù)侖/千克(C/kg) 3、吸收劑量(D) ： 單位質(zhì)量受照物質(zhì)中所吸收的平均輻射能

15、量。 Gy (戈瑞) 4、劑量當(dāng)量(H) ：輻射對(duì)人體造成生物效應(yīng)的嚴(yán)重程度或發(fā)生概率，輻射防護(hù)上采用劑量當(dāng)量進(jìn)行表示。Sv(希沃特),四、放射性污染與控制,第二節(jié) 輻射劑量學(xué)基礎(chǔ) 二、輻射防護(hù)的量和單位 1、危害度： 指某個(gè)組織或器官接受單位劑量照射后引起的第i種有害效應(yīng)的概率。10-2/Sv. 表 幾種對(duì)輻射敏感器官的危險(xiǎn)度,四、放射性污染與控制,第二節(jié) 輻射劑量學(xué)基礎(chǔ) 二、輻射防護(hù)的量和單位 2、劑量與效應(yīng)的關(guān)系： 隨機(jī)性效應(yīng)：發(fā)生概率(而非嚴(yán)重程度)與劑量大小有關(guān)的效應(yīng)。 確定性效應(yīng)：一種有“閾值”的效應(yīng)。當(dāng)受照劑量大于閾值，就會(huì)發(fā)生確定性效應(yīng)。 3、基本限值 職業(yè)照射劑量限值()：

16、公眾照射劑量限值(). 4、外照射與內(nèi)照射：,四、放射性污染與控制, 由監(jiān)管部門決定的連續(xù)5年的年平均有效劑量，20mSv； 任何一年中的有效劑量，50 mSv； 眼晶體的年當(dāng)量劑量，150 mSv； 四肢（手與足）或皮膚的年當(dāng)量劑量，500 mSv。,年有效劑量，1 mSv； 特殊情況下，如果5個(gè)連續(xù)年的年平均劑量不超過(guò)1 mSv/a,則某一單一年份的有效劑量可提高到5 mSv； 眼晶體的年當(dāng)量劑量，15 mSv； 皮膚的年當(dāng)量劑量，50 mSv。,外照射：體外輻射源對(duì)人體的照射. 內(nèi)照射: 進(jìn)入人體內(nèi)的放射性核素作為輻射源對(duì)人體的照射.,第三節(jié) 放射性污染與防止 一、放射性廢物的特點(diǎn)及分類

17、 1、放射性廢物特點(diǎn)： 長(zhǎng)期危害性； 處理難度大； 處理技術(shù)復(fù)雜。 2、放射性廢物分類 高放射性廢物； 中放射性廢物； 低放射性廢物。,四、放射性污染與控制,第三節(jié) 放射性污染防治 中華人民共和國(guó)放射性污染防治法(2003頒布), 2003.10.1實(shí)施。 二、輻射防護(hù) 1、輻射防護(hù)的三原則 時(shí)間的正當(dāng)性; 防護(hù)水平的最優(yōu)化; 個(gè)人受照的劑量限值。 2、外照射防護(hù)方法 受照射時(shí)間的控制; 增大與輻射源間的距離; 采用屏蔽。,四、放射性污染與控制,第三節(jié) 放射性污染防治 二、輻射防護(hù) 3、控制內(nèi)照射的基本原則 防止或減少放射性物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi); 對(duì)于放射性核素可能進(jìn)入體內(nèi)的途徑要予以防范. 三、輻射

18、防護(hù)的基本措施 1、對(duì)于外照射的防護(hù)措施 距離防護(hù)：盡可能遠(yuǎn)的遠(yuǎn)離放射源; 時(shí)間防護(hù)：盡量縮短操作時(shí)間，從而減少所受輻射量; 屏蔽防護(hù)：針對(duì)、射線，采用不同措施。,四、放射性污染與控制,第三節(jié) 放射性污染防治 三、輻射防護(hù)的基本措施 2、對(duì)于內(nèi)照射的防護(hù)措施 防止呼吸道吸收：防止氣體放射性核素進(jìn)入呼吸道; 防止胃腸道吸收：被放射性核素沾污的食物、水等經(jīng)口由胃腸進(jìn)入人體; 防止由傷口吸收：防止某些放射性核素透過(guò)完整皮膚進(jìn)入人體。,四、放射性污染與控制,第四節(jié) 放射性廢物處理技術(shù) 一、放射性固體廢物處理技術(shù) 3、常用固化方法： 低中放射廢物 水泥固化、瀝青固化、塑料固化； 高放射、a放射廢物： 玻

19、璃固化、陶瓷固化。,四、放射性污染與控制,第四節(jié) 放射性廢物處理技術(shù) 二、放射性廢液處理技術(shù) 常用處理方法： 低中放射廢液、洗衣和淋浴水：凝沉淀、吸附、反滲透； 低中放射廢液、高放射廢液：蒸發(fā)方法 低中放射廢液：離子交換法。 三、放射性廢氣處理技術(shù) 常用處理方法： 吸附方法,四、放射性污染與控制,四、放射性污染與控制,第一節(jié) 熱污染類型及來(lái)源 熱污染是指現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活中排出的各種廢熱所導(dǎo)致的環(huán)境污染。 1.基本類型 水體熱污染； 大氣熱污染。 2.基本來(lái)源 工業(yè)生產(chǎn)中排放的廢熱; 城市居民生活中排放的廢熱。 3.熱污染的危害 廢熱水對(duì)水環(huán)境的影響; 廢熱氣體對(duì)城市空氣環(huán)境的影響.,五

20、、熱污染及其控制,第二節(jié) 熱污染評(píng)價(jià)及防止 一. 熱污染評(píng)價(jià)與標(biāo)準(zhǔn) 1. 水體熱環(huán)境評(píng)價(jià)與標(biāo)準(zhǔn) 利用地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn); 受納水體的周溫升1；周平均最大溫降2. 2. 大氣熱環(huán)境評(píng)價(jià)與標(biāo)準(zhǔn) 利用生理熱環(huán)境指標(biāo)； 有效溫度；將干球溫度、濕度、空氣流速對(duì)人體溫暖感和冷感綜合成一個(gè)單一數(shù)值的任意指數(shù)；,五、熱污染及其控制,第二節(jié) 熱污染評(píng)價(jià)及防止 一. 熱污染評(píng)價(jià)與標(biāo)準(zhǔn) 2. 大氣熱環(huán)境評(píng)價(jià)與標(biāo)準(zhǔn) 利用生理熱環(huán)境指標(biāo)； 有效溫度；將干球溫度、濕度、空氣流速對(duì)人體溫暖感和冷感綜合成一個(gè)單一數(shù)值的任意指數(shù)； 干-濕-黑球溫度：干球溫度、濕球溫度和黑球溫度法測(cè)定的溫度值按比例加權(quán)平均，可反應(yīng)環(huán)境溫度對(duì)生理

21、的影響. 操作溫度：平均溫度和空氣溫度關(guān)于各自對(duì)應(yīng)的換熱系數(shù)的加權(quán)均值。 預(yù)測(cè)平均熱反應(yīng)指標(biāo):很冷,冷,涼,適中,溫暖,熱,很熱.,五、熱污染及其控制,第二節(jié) 熱污染評(píng)價(jià)及防止 二. 熱污染防止 1.改進(jìn)燃燒裝置和熱能利用技術(shù)，提高熱能利用率; 熱泵、熱管、隔熱材料、空冷技術(shù) 2. 廢熱利用可以減少熱污染; 3.利用降溫冷卻，減少?gòu)U熱氣體對(duì)空氣環(huán)境的熱污染.,五、熱污染及其控制,七、光污染及其控制,第一節(jié) 概述 光是以電磁波顯示傳播的輻射能，人眼看到的是可見(jiàn)光，范圍380-780nm。在此波長(zhǎng)范圍中不同波長(zhǎng)的可見(jiàn)光會(huì)引起人眼產(chǎn)生不同的顏色，并隨著波長(zhǎng)的變化而變化。,第一節(jié) 概述 1.光的基本物理量： 光通量:以人眼的光感覺(jué)量為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)光的輻射通量。 發(fā)光強(qiáng)度:光通量