物理污染及其防治ppt课件.ppt

第九章 物理污染及其防治,案例,成都市民余某购一住房，入住后发现卧室窗户对面大约5米是一老年活动中心，每晚都有一些麻将爱好打至深夜，时间一长，唏里哗啦的麻将声和争执声导致房主睡眠不足，神经衰弱，读小学的儿子无法正常学习与休息，成绩下降。多次向居委会反映，均遭拒绝。房主无奈，只能通过法律手段来保护自已的要权利。根据中华人民共和国环境噪声污染防治法第46条规定：使用家用电器或者进行其他家庭室内活动，应当限制作业时间，并采取其他措施，以减轻、避免对周围居民造成环境噪声污染；第61条规定：受到噪声污染的单位和个人有权有求加害人排除危害，造成损失的依法赔偿损失。为此，原告房主请求法庭判定被告居委会所属老年活动中心立即排除危害，赔偿医药费、工资、奖金、交通费等5000元。,案例 上海一家汽车展销厅的高压钠灯直射附近一位居民的房间，让居民无法入睡。这位市民递上一纸诉状，请求法院判令被告拆除对其造成伤害的高压钠灯，停止光污染。该诉讼得到上海浦东新区法院的支持：要求被告立即停止使用涉案照明路灯，排除对原告造成的光污染侵害支持。这是上海首例公开审理的光污染纠纷案件，也是全国罕见的原告胜诉的光污染案件,涉案路灯,1986年4月26号，位于乌克兰北部的切尔诺贝利核电站站4号反应堆因操作人员违反操作规程发生严重爆炸，造成31人当场死亡，200多人受到严重的放射性辐射，成为人类利用核能史上的一大悲剧。它给核电蒙上的阴影，至今还没有消除。,图为当年发生事故后的切尔诺贝利核电站,切尔诺贝利的教训,城市热岛,在人口高度密集、工业集中的城市区域，由人类活动排放的大量热量与其他自然条件的共同作用致使城区气温普遍高于周围郊区的气温。高温的城市处于低温郊区的包围之中，如同汪洋大海中的一个个小岛，因此称之为“城市热岛”。,首发在伦敦,北京、上海,温哥华、柏林,本章讨论内容,一 噪声污染及其控制,二 放射性污染及其控制,三 电磁辐射污染及其控制,四 热污染及其防治,五 光污染及其防治,什么是物理污染,1.噪声的定义,从心理学的观点来看，凡是不需要的，使人厌烦并对人类生活和生产有妨碍的声音都是噪声。,噪声不仅取决于声音的物理性质，还和人类的生活状态有关。,2.噪声分类,过响声,妨碍声,不愉快声,无影响声,噪声污染及其控制,从物理学的观点来看，噪声是指声波的频率和强弱变化毫无规律、杂乱无章的声音。,按感觉,按机理分可分两类：社会生产噪音和社会生活噪音 社会生产噪音：空气动力性噪声、机械性噪声、电磁性噪声 社会生活噪音：电声性噪音、声乐性噪音、人类语言性噪音按来源分可分五类：交通噪声、工业噪声、建筑施工噪声、社会生活噪声、自然噪声。,工厂中的噪声污染,飞机噪声污染,城市交通的噪声污染,3.噪声的特性,1）噪声的污染特性,没有污染物,对环境的影响不积累、不持久，传播的距离也有限,声源分散，而且一旦声源停止发声，噪声也就消失,2）噪声的声学特性,频率,声功率,声强,声压,噪声级,与声音强弱有关的物理量,衡量噪声强弱的物理量,噪声的危害是间接的慢性的,响度,反映人耳对声音的主观评价,声波的产生与传播声源：产生声音的振动物体称作声源。声波：这种向前推进着的空气振动。声场：有声波传播的空间叫声场。声速：振动在媒质中传播的速度，随媒质的弹性和密度以及环境温度发生变化。,频率,声音是物体的振动以波的形式在弹性介质中进行传播的一种物理现象。,声波的频率,声波频率的高低反映声调的高低,人耳能听到的声波的频率范围是2020000赫兹 20Hz以下的称为次声；20000Hz以上的称为超声。人耳有一个特性：从1000赫兹起，随着频率的减少，听觉会逐渐迟钝。,等于造成该声波的物体振动的频率,声功率与声功率级,声功率,声功率的大小反映声源辐射声能的本领。,单位瓦特（W）,在单位时间内声源发射出来的总产能。,基准声功率，取10-12W,声功率，W,声压与声压级,在声音传播的过程中，空气压力相对于大气压力的压力变化称为声压。,单位：帕，微巴,1微巴=1达因/厘米2,1帕=1牛顿/米2,1帕=10微巴,1巴=106微巴,基准声压，取210-5Pa,声压，Pa,声强与声强级,1秒钟内通过与声音前进方向成垂直的、1平方米面积上的能量称为声强。（单位：瓦/米2）,介质的密度（千克/米2）,声音的传播速度（米/秒）,声 压,基准声强，取10-12W/m2,声强，W/m2,课堂练习1 某声音的声压为0.02Pa,其声压级为()dB A、20 B、40 C、60 D、80课堂练习2 强度为80dB的噪声，其相应的声压为（）A、0.1Pa B、0.2Pa C、0.4Pa D、20Pa,C,B,噪声级,A声级LA,等效连续A声级LAeq将随时间变化的声级变为等声能稳定地声级，被公认为当前评价声音的一种最佳方法。,单位分贝,dB(A),将声音的低频滤掉，较好的模拟人耳听觉,读得的噪声级Li的总个数,等间隔时间t读的噪声级,声压级和频率对人的共同作用的强弱。,噪声级,昼夜等效 A声级Ldn,统计A声级LN反映噪声的时间分布特性。,反映夜间噪声对人的干扰大于白天。,夜间22:007:00）的等级A声级,白天（7:0022:00）的等级A声级,L10表示10%的时间内所超过的噪声级；,L50表示50%的时间内所超过的噪声级；,L90表示90%的时间内所超过的噪声级；,课堂练习3 L20=75 dB 表示什么意思？,课堂练习3 统计噪声级L20=75dB表示()A 取样时间内20%的时间超过75dB的噪声级B 取样时间内80%的时间超过75dB的噪声级C 取样时间内80%的时间低于75dB的噪声级D 取样时间内20%的时间低于75dB的噪声级,AC,4.噪声危害,1）对人体的健康的影响,2）对动物的影响,3）对物质结构的影响,一般认为，噪声的卫生标准是40分贝(正常的环境声音)。,噪声会影响人的睡眠质量和数量。连续噪声可以加快熟睡到轻睡的回转，使人 熟睡时间缩短；突然的噪声可使人惊醒。一般 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 40dB时，使10%的人惊醒；60dB时，使70%的人惊醒,2、干扰睡眠 影响工作效率,对人体的健康的影响,1、损伤听力,造成暂时性或持久性噪声性耳聋。90分贝下20聋，85分贝下10耳聋。噪声的危害关键在于它的长期作用,3、对交淡、通讯、工作思考的干扰,在噪声环境下妨碍人们之间的交谈、通讯，同时也影响人们思考和正常工作。,4、噪声诱发各种疾病,噪声会引起人体神经紧张的反应。在吵闹的工作环境中，使人得胃溃疡和十二指肠溃疡的几率增高。,5、噪声对儿童智力和胎儿发育的影响,老师讲课听不清，结果造成儿童对讲授内容不理解，妨碍儿童智力发育，吵闹环境中儿童智力比安静环境中低20。噪声对胎儿会造成胎儿畸形。,6、噪声影响人的心理状态,烦恼，使人激动、易怒、甚至失去理智。,7、噪声影响安全生产和降低劳动生产率,老师讲课听不清，结果造成儿童对讲授内容不理解，妨碍儿童智力发育，吵闹环境中儿童智力比安静环境中低20。此外，噪声对胎儿会造成有害的影响，造成胎儿畸形。,对动物的影响,对物质结构的影响,强噪声可使建筑物和金属结构等遭到破坏,强噪声会使鸟类的羽毛脱落，不下蛋，甚至内出血，最终死亡。高声强实验证明，170dB（A）的噪声5分钟可致豚鼠死亡。,5.噪声的控制标准,噪声标准应随地区与时间的不同而异,1）听力保护标准(工厂中的噪声标准)依据:调查噪声性耳聋的病发率,2）城市机动车噪声标准,3）环境噪声标准,6.噪声的控制,6.1 噪声控制原理,在噪声到达耳膜之前，采取阻尼、隔振、吸声、隔声、消声器、个人防护和建筑布局等七大措施，尽力减弱或降低声源的振动，或将传播中的声能吸收掉，或设置障碍，使声音全部或部分反射出去，减弱噪声对耳膜的作用，达到控制噪声的目的。,抑制噪声源,控制传播途径,保护接收器,（1）从声源上降低噪声,降低声源本身的噪声是治本的方法。空气动力性噪声:平滑的气流通动和降低气流速度;机械性噪声:润滑减少摩擦或撞击;电磁性噪声:消声器 其他如用无声的液压代替高噪声的锤打,用焊接代替铆接以及减少振动等.,6.2控制噪声的途径,（2）在传播途径上控制噪声,总体设计上合理布局,在城市规划上尽量把高噪声的工厂或车间与居民区、文教卫生区及政府、机关办公区等分隔开，防止工业噪声对这些地区的影响；,对于一个工厂，把噪声强的车间、作业场所与职工生活区分开；,工厂车间内部的强噪声设备应与一般生产设备分隔开来，便于采取其它措施，为保护在一般操作岗位和控制室内的工作人员，可以把几个车间同类型的噪声源，如空压机、水泵、通风机等集中在某些机房内，防止声源过于分散，减少噪声污染面，同时也便于采用声学技术措施，集中治理。,在传播途径上控制噪声,在传播途径上控制噪声,充分利用噪声随距离的衰减规律,在厂址选择上，把噪声级高、污染面大的工厂、车间或作业场所建立在比较边缘的偏僻地区，使噪声最大限度地随距离增加而自然衰减。,利用屏障阻止噪声传播,利用天然地形如山岗、土坡、树木、草丛和已有的建筑物，阻断或屏蔽一部分噪声的传播。,在噪声严重的工厂和施工现场周围或交通道路两旁设置足够高度的围墙或屏障，可以减弱声音的传播。,绿化不仅改善城市环境，而且一定密度和宽度种植面积的树丛、草坪也能引起声衰减。,利用声源指向性控制环境噪声,对于环境污染面广的强噪声源，如果在传播方向上布置得当，也会有显著的降噪效果。,火电厂、化工厂的高压锅炉、高压容器的排气放空，经常辐射出高频强噪声，如果将气流出口朝上或朝向野外就比朝向生活区能 降低环境噪声10dB。,工厂中使用的各类风机的进排气噪声大都有明显的指向性，如果把排气管道与烟道或地沟连接起来，噪声从烟囱或地沟排向大气也可减少噪声对环境的污染。,在传播途径上控制噪声,利用局部声学技术措施控制环境噪声,在传播途径上控制噪声,北京轻轨铁路两侧的声屏障,利用声学手段降噪实例（隔声）,隔声窗,利用声学手段降噪实例（消声）,利用声学手段降噪实例（吸声）,（3）在接受点阻止噪声,在工厂车间内，工人的耳内塞以防声棉、防声耳塞,坦克和飞机驾乘人员配带耳罩和防声头盔等,采取轮班作业，缩短在高噪声环境中的工作时间,发生噪声污染必须有三个要素：噪声源、传播途径和接受者。原则上讲，噪声控制的优先次序是噪声源控制、传播途径控制和接受者保护。,噪声控制,合理规划、加强管理,技术措施,噪声的利用,有源消声、噪声变乐音、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,本章讨论内容,一 噪声污染及其控制,二 放射性污染及其控制,三 电磁辐射污染及其控制,四 热污染及其防治,五 光污染及其防治,什么是物理污染,天然放射性物质在自然界中分布很广，它存在于宇宙射线、矿石、土壤、天然水、大气及动植物的所有组织中。近几十年来，由于核武器的频繁试验，核能工业的不断发展、供医疗诊断用的电离辐射源的增加等等，放射性已成为国际社会关注的污染问题。,放射性污染及其控制,放射性的来源,一、核武器试验的沉降物,这些放射性物质主要是铀钚的裂变产物，其中危害较大的有90锶、137铯、131碘、14碳。,二、核燃料循环的“三废”排放,核燃料循环的各个阶段均会产生“三废”，这会给周围环境带来一定程度的污染，其中最主要的是对水体的污染。,放射性的来源,三、医疗照射,四、其它,目前，由于辐射在医学上的广泛应用，已使医用射线源成为主要的环境人工污染源。,一是因运输事故、遗失、偷窃、误用，以及废物处理等失去控制而造成；二是一般居民消费用品，包括含有天然或人工放射性核素的产品。,射线的度量单位P245 照射650拉德，100%死亡；400拉德，5%死亡；150拉德以下，死亡率降至零，但20年以后损害作用会表现出来。症状主要为白血病、骨癌、甲状腺癌等疾病，还可能表现为不同程度的寿命缩短。损害遗传物质，引起基因突变和染色体畸变。其遗传学效应有的在第一代子女中出现，也可能在下几代中陆续出现。在第一代子女中放射性对遗传性的损伤通常表现为流产、死胎、先天缺陷和婴儿死亡率的增加，以及胎儿体重减少和两性比例的改变等。,危害和影响,放射性污染的防治,加强对放射性物质的管理是控制放射性污染的必要措施,（一）放射性废液的分类,（二）国际原子能机构建议的放射性废物标准分类,（三）放射性“三废”的处理与防治,1.核工业厂址、工艺流程、设备型号等的选择；2.加强对核企业周围的监护；3.对从事放射性工作的人员，做好保护措施；4.加强对核工业三废的净化处理。图9-2、9-3,本章讨论内容,一 噪声污染及其控制,二 放射性污染及其控制,三 电磁辐射污染及其控制,四 热污染及其防治,五 光污染及其防治,什么是物理污染,人类对电磁辐射的利用始于1831年英国科学家法拉第发现电磁感应现象。时至今日，电磁辐射已经深入到人类生产、生活的各个方面。但是，电磁辐射的大规模应用，也带来了严重的电磁污染。当电磁辐射强度超过人体所能承受的或仪器设备所能容许的限度时，即产生了电磁污染。,电磁辐射污染及其控制,电磁辐射的来源,雷电、火山喷发、地震、太阳黑子活动引起的磁暴,天然源,脉冲放电高频交变电磁场 射频电磁辐射,人为源,电磁辐射的传播途径,空间辐射、导线传播、复合传播,电磁辐射的危害,一、电磁辐射对人体的危害人体机能性障碍和功能紊乱；严重时造成植物神经功能紊乱；长期处于高电磁辐射的环境中，会影响人体的循环 系统、免疫、生殖和代谢功能，严重的还会诱发癌 症，并会加速人体的癌细胞增殖。,电磁辐射的危害,二、电磁辐射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；假警报；电视机被干扰,电磁辐射的危害,三、电磁辐射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、气体和武器弹药的燃烧与爆炸事故。,电磁污染的控制,控制电磁污染的手段从两个方面考虑：一是将电磁辐射的强度减小到容许的强度；二是将有害影响限制在一定的空间范围。,电磁屏蔽室,个人防护,远距离控制和自动作业,微波污染与人体健康,什么是微波？从现象看，如果把电磁波按波长(或频率)划分，则大致在300MHz3000GHz，(对应空气中波长是 0.1mm 1m)这一频段的电磁波称之为微波。纵观“左邻右舍”它处于超短波和红外光波之间。,微波的应用,广播、电视、电话和卫星-地面间的通讯,工业上的烤烘,军事上的雷达检测,家用微波炉的制造,微波辐射污染又称：“电子烟雾”、“幽灵电波”，在地球上各式各样的电磁波充满人类生活空间，无线电广播、电视、移动通讯、导航、高压送配电线等均向空中和地面辐射强大的电磁波能量。高频淬火、焊接、熔炼、切割、塑料热合、木材干燥、电磁理疗、微波治疗、微波加热等感应加热设备均会向环境发射与泄漏一定强度的电磁能，人类生活在这样一个电子烟雾的海洋里。从而成为继废气、废水、废渣和噪声之后的人类环境的又一大公害。,1、使癌症发病率增加,2、伤害眼睛,3、影响生殖功能,4、影响遗传,5、损害中枢神经系统,6、引起心血管疾病,7、强电磁辐射还会对某些武器弹药构成威胁,微波对环境的不利影响,微波对生物体造成的伤害的原理：主要是所谓“加热”作用的结果。微波照射到生物体上，一部分被反射回去，一部分被吸收，能被生物体吸收的那部分微波的能量，大都转化为分子的动能，即温度的升高，这就是“加热”作用。由于微波的穿透力大，不仅可使皮肤表面加热，而且还可以使深部组织加热；更由于深部组织散热困难，所以升温速度比表面皮肤快，以致当人体还未感到皮肤疼痛时，深部组织已被烧伤；或由于热量充分，而有利于癌组织的生长。,防护措施,在工作场所安装防护屏,个人穿用防护服,适当降低温度,采用微波指示器和警报器,本章讨论内容,一 噪声污染及其控制,二 放射性污染及其控制,三 电磁辐射污染及其控制,四 热污染及其防治,五 光污染及其防治,什么是物理污染,热污染是指日益现代化的工农业生产和人类生活中排放出的废热所造成的环境污染。,水体热污染,大气热污染,火力发电厂、核电站、钢铁厂的循环冷却系统；石油、化工、铸造、造纸等工业,随着人口的增长、耗能量的增加，被排入大气的热量日益增多,城市热岛效应,热污染及其控制,一、城市建筑物和铺砌水泥地面的道路多半导热性好，受热传热快。高楼林立，绿地锐减，也是造成气候岛的原因。二、人口高度密集、工业集中，固定热源及流动热源大量释放城市废热。三、高耸入云的建筑物造成近地表风速小且通风不良。四、人类活动释放的废气排入大气，改变了城市上空的大气组成，使其吸收太阳辐射的能力及对地面长波辐射的吸收力增强。,造成城市热岛效应的几种因素,城市热岛的影响,使城区冬季中取暖能耗减少,污染物重又聚集到市区上空，久久不能消散,夏季不仅降低工作效率，而且造成中暑和死亡人数的增加,使城市能耗增加，造成更多的废热，导致恶性循环,城市上空的云、雾会增加，城市的风、降水 等也会发生变化,加重城市供水紧张，火灾多发，加剧光化学烟雾灾害等等,热污染的危害,水体热污染的危害,首当其冲的受害者是水生物；大量厌氧菌滋生，有机物腐败严重；水生生物代谢率增高从而需要更多的氧，造成一些水生生物在热效力作用下发育受阻或死亡，从而影响环境和生态平衡；给一些致病微生物造成一个人工温床、使它们得以滋生，引起疾病流行。,热污染的危害,大气热污染的危害,海水热膨胀和极冰融化；海平面上升；加快生物物种灭绝外；为蚊子、苍蝇、蟑螂、跳蚤以及病原体、微生物等，提供了最佳的孳生条件及传播机制，造成以疟疾、登革热、血吸虫病、恙虫病等病的流行。,热污染防治,废热的综合利用,造成热污染最根本的原因是能源未能被最有效、最合理地利用,加强隔热保温、防止热损失,寻找新能源,本章讨论内容,一 噪声污染及其控制,二 放射性污染及其控制,三 电磁辐射污染及其控制,四 热污染及其防治,五 光污染及其防治,什么是物理污染,光污染及其控制,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。它主要来源于人类生存环境中日光、灯光以及各种反射、折射光源造成的各种过量和不协调的光辐射。一般光污染可分成三类，即白亮污染、人工白昼污染和彩光污染。,光污染来源白亮光 阳光照射强烈时，城市里建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石和各种涂料等装饰反射光线，明晃白亮、眩眼夺目。,玻璃,无处不在,夜幕降临后，商场、酒店上的广告灯、霓虹灯闪烁夺目，令人眼花缭乱。有些强光束甚至直冲云霄，使得夜晚如同白天一样。,人工白昼污染,舞厅、夜总会安装的黑光灯、旋转灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源构成了彩光污染。,彩光污染,光污染的危害,首先受害的是直接接触光源的眼睛和皮肤,白亮污染：头昏心烦，失眠、食欲下降等类似神经衰弱的症状；使室内温度增加；反射光汇聚容易引起火灾；容易诱发车祸。人工白昼污染：影响正常的天文观测；使人夜晚难以入睡，导致白天工作效率低下；伤害鸟类和昆虫，破坏昆虫在夜间的正常繁殖过程。彩光污染：长期接受这种照射，可诱发流鼻血、脱牙、白内障，甚至导致白血病和其他癌变；还会影响心理健康。,光污染的危害,伤害眼睛,扰乱生物钟,造成各种疾病,造成事故,光污染的控制,光污染很难像其他环境污染那样通过分解、转化和稀释等方式消除或减轻，因此，其防治应以预防为主,1.加强城市规划与管理，以减少光污染的来源,2.对有红外线和紫外线污染的场所采取安全防措施,3.采用个人防护措施，主要是戴防护眼镜和防护面罩,核武器爆炸,战术高能激光武器（美国与以色列合作研制）,激光,军方科学家在实验固态激光,千瓦的激光束用秒的时间将铝板烧成这样,