物理性污染监测.ppt
Chapter7 物理性污染监测,主要内容,噪声污染监测 振动及监测方法 反射性和辐射监测 光污染监测。,Chapter7 物理性污染监测,第一节 噪声污染监测一、声音及噪声 声音的本质是波动，当振动频率在2020000Hz时，作用于人耳鼓膜而产生的感觉称为声音。超过人们生活、生产和活动所允许的声音程度的声音称为噪声。判断噪声与主观感觉和心理因素有关。噪声能损伤听力、干扰人们的休息和工作，干扰语言交流，诱发疾病，甚至伤人，强噪声能影响设备正常运转和损环建筑结构。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,环境噪声的来源,交通噪声,工厂噪声,建筑施工噪声,生活噪声,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,二、声音的物理特性和量度1、声音的发生、频率、波长和声速声音的发生：物体在空气中振动，使周围空气发生疏、密交替变化并向外传递，振动频率在2020000Hz之间，人耳可以感觉，称为可听声，简称声音。次声频率低于20Hz 超声 频率高于20000Hz频率：声源在一秒钟内振动的次数叫频率，记作f，单位为Hz。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,波长：沿声波传播方向，振动一个周期所传播的距离称为波长，用表示，单位为m。声速：一秒钟内声波传播的距离叫声波速度，简称声速，记作c，单位为m/s。频率、波长和声速三者的关系：,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,2、声功率、声强和声压,声功率（W）：单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。噪声监测中的声功率是指声源总声功率，单位为W。声强（I）：单位时间内，声波通过垂直于声波传播方向单位面积的声能量，单位为W/m2。声压（p）：由于声波的存在而引起的压强增值，单位为Pa。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,3、分贝、声功率级、声强级和声压级,分贝：两个相同的物理量（如A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。以符号“dB”表示，无量纲。,A0：基准量或参考量A1：被量度量,其对数值称为被量度量的“级”，代表被量度量比基准量高出多少“级”。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,声压级：常用Lp表示，定义为：,Lp声压级，dB p声压，Pa p0基准声压 在空气中p0为2105Pa，是正常青年人耳朵刚能听到的1000Hz 纯音的声压值。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,4、噪声的叠加和相减,噪声的叠加两个以上独立声源作用于某一点，产生噪声的叠加。声能量可以进行代数相加。设：两个声源的声功率分别为W1和W2，总声功率为：W总=W1+W2设：两个声源在某点的声强分布为I1和I2，总声强：I总=I1+I2,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,声压不能直接相加。设：两个声源的声压分别为P1和P2，总声压为：,则，总声压级为：,当二个声源声压级相等，Lp1Lp2时，总声压级为：,LpLp110lg2Lp13(dB),第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,例 两声源作用于某一点的声压级分别为：Lp1=96 dB，Lp2=93 dB，Lp1Lp2=3 dB，查曲线得：Lp=1.8 dB，Lp总96 dB+1.8 dB97.8 dB。,当二个声源的声压级不等时，用图计算总声压级。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,表 声压级差与增加值关系表（dB）,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,推广到多声源的叠加时，只需将两两声压级叠加，与叠加次序无关。例如，有8个声源作用于一点，声压级分别为70、70、75、82、90、93、95、100dB，任选两种叠加次序计算总声压级。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,噪声的相减,即扣除背景噪声。例由声级计测定车间一台机器噪声为104 dB，当机器停止工作，测得背景噪声为100dB，求该机器噪声。,解：由题，Lp104dB，机器噪声背景噪声 Lp1100 dB，背景噪声 LpLp1=4 dB，查图得 Lp2.2 dB 机器的实际噪声 Lp2=Lp-Lp=101.8 dB,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,5、噪声物理量和主观听觉的关系,（1）响度和响度级 响度（N）：是人耳判别声音由轻到响的强度等级，单位为“sone，宋”。1 sone声压级为40dB，频率为1000Hz，来自听者正前方平面波形的强度。如果另一个声音听起来比这个大n倍，则声音的响度为 n sone。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,响度级（LN）：1000Hz纯音的声压级即为响度级。任何其他频率的声音，当调节1000Hz纯音的强度使之与这声音一样响时，则这1000Hz纯音的声压级分贝值就定为这一声音的响度级值。响度级的单位叫“phon，方”。显然，响度级是二个声音的主观比较。与基准声音比较，得到人耳听觉频率范围内一系列响度相等的声压级频率的关系曲线，即等响曲线（ISO等响曲线）。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,等响曲线(又称ISO等响曲线),第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,响度与响度级的关系 响度级每改变10 phon，响度加倍或减半。,响度可以相加 响度级不能直接相加,如：LN40 phon，N1 sone；LN50 phon，N2 sone LN60 phon，N4 sone,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,（2）计权声级,A计权声级：模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性。B计权声级：模拟5585dB中等强度噪声的频率特性。C计权声级：模拟高强度噪声的频率特性。D计权声级：对噪声参量的模拟，专用于测量飞机噪声。,通过声级计计权网络测定的声压级称为计权声级。,一种特殊的滤波器，当各种频率的声波通过时，它对不同频率成分的衰减不同。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,A、B、C、D计权特性曲线,40 phon,70 phon,100 phon,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,（3）等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级,等效连续声级：用噪声能量按时间平均方法评价噪声对的人影响，用符号“Leq”或“LAeq,T”表示；反映声级不稳定情况下，人能接受噪声能量的大小，是表达噪声随时间变化的等效量。,LpA某时刻t的瞬时A声级，dBT 规定的测量时间，s,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,如果数据符合正态分布，可用近似公式计算：,L10，L50，L90累积百分声级 L10测定时间内，10的时间超过的噪声级，相当于噪声的平均峰值；L50测量时间内，50的时间超过的噪声级，相当于噪声的平均值；L90测量时间内，90的时间超过的噪声级，相当于噪声的背景值。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,计算方法：将测得的100个数据按照由大到小的顺序排列 总数为100个数据的第10个数据即为L10;总数为100个数据的第50个数据即为L50;总数为100个数据的第90个数据即为L90.,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,噪声污染级（LNP）,K常数，对交通和飞机噪声取值2.56 s测定过程中瞬时声级的标准偏差,噪声污染级可以写成：LNPLAeq,T+d,评价非稳态涨落的噪声对人们情绪影响的一种方法适用于评价航空或道路交通噪声污染。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,昼夜等效声级（Ldn）：夜间噪声具有更大的烦扰程度而提出的评价指标，也称日夜平均声级。反映噪声昼夜间的变化情况。,Ld白天的等效声级，从6:0022:00时，共16个小时；Ln夜间的等效声级，从22:00次日6:00，共8个小时。,美国环保局已引用,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,三、噪声测量仪器,（一）声级计（噪声计）工作原理,按照频率计权和时间计权方式测量声音的声压级和声级的仪器。模拟人耳对声波反应速度的时间特性，将声信号转变为电信号。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,声级计的分类,按精度：分为1级和2级。两种级别声级计的性能指标具有同样的中心值，仅是容许误差不同，而且随着级别增大，容许误差放宽。按体积大小：分为台式声级计、便携式声级计和袖珍式声级计。按指示方式：分为模拟指示声级计（电表、声级灯）、数字指示声级计。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,AWA5633D型声级计,AWA6270A噪声频谱分析仪,AWA6270噪声频谱分析仪,AWA6218C噪声统计分析仪,（二）其他噪声测量仪器,声级频谱仪录音机记录仪实时分析仪,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,四、噪声标准,噪声对人的影响与声源的物理特性、暴露时间、个体差异等因素有关。制定标准主要考虑到对人体健康的影响、保护听力、人们对噪声的烦恼程度、以及经济、技术条件等方面。对不同的场所、不同的时间段分别限制。同时考虑标准的科学性、先进性和现实性。环境基本噪声是制定环境噪声标准的依据。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,干扰睡眠和休息的噪声级阈值白天为50dB，夜间为45dB；在70dB的环境中，谈话困难；在80dB和95dB环境中工作30年，耳聋可能性为8和18。,表7.3 我国环境噪声允许范围 单位：dB,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,各国参考ISO推荐的基数，如：睡眠为30dB，根据不同时间、不同地区和室内噪声受室外噪声影响的修正值以及本国具体情况来制定环境噪声标准。,表7.4 一天不同时间对基数的修正 单位：dB,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,表7.5 不同地区对基数的修正值 单位：dB,表7.6 室内噪声受室外噪声影响的修正值 单位：dB,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,选自声环境质量标准 GB30962008,城市噪声标准,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,表7.7 城市区域环境噪声标准值单位：等效声级Leq/dB(A),第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,表7.7 城市区域环境噪声标准值单位：等效声级Leq/dB(A),适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域，位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于0类标准执行特别需要安静的地方。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,表7.7 城市区域环境噪声标准值单位：等效声级Leq/dB(A),适用于以居住、文教、机关为主的区域，乡村居住环境可参照执行需要保持安静的地方。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,表7.7 城市区域环境噪声标准值单位：等效声级Leq/dB(A),适用于居住、商业、工业混杂区需要维护住宅安静的地方。,表7.7 城市区域环境噪声标准值单位：等效声级Leq/dB(A),第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,适用于工业生产、企业物流区 需要防止工业噪声对周围环境产生严重影响的区域,为高速公路、一级公路、二级公路、城市快车路、城市柱干路、城市次干路、城市轨道交通（地面段）、内河轨道两侧区域,表7.7 城市区域环境噪声标准值 单位：等效声级Leq/dB(A),铁路干线两侧区域。适用于2011年1月1日起环境影响评价文件通过审批的新建铁路干线建设项目两侧区域。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,表7.11 机场周围飞机噪声标准 单位：dB,“一类区域”指特殊住宅区，居住、文教区“二类区域”指除一类区域以外的生活区,机场周围噪声标准,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,测定噪声分布后，在地图上用不同颜色或阴影线标示噪声带（噪声等级），每级相差5dB。表7.12 各噪声带颜色和阴影线表示规定,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,五、噪 声 监 测,城市环境噪声监测,城市区域环境噪声监测,城市交通噪声监测,城市环境噪声长期监测,城市环境中扰民噪声源的调查测试,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,（一）测量仪器：精度2型以上的积分式声级计及环境噪声自动监测仪器。（二）测量条件：在无雨、无雪的天气条件进行测量，风速为5ms以上时停止测量。（三）测量时间：白天（6:0022:00)夜间（22:00 6:00）,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,（四）测点布置1、城市区域环境噪声监测,网格测量法,定点测量法,适用于了解总体环境噪声水平，环境噪声的时间和空间分布规律。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,2、城市交通噪声监测,距离路口应大于50m,离车行道路沿20cm处,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,3、工业企业噪声监测方法,传声器的位置应在操作人员耳朵的位置，但人需离开。选择测点的原则：车间内各处A声级波动小于3dB，只需在车间内选择13个测点。车间内各处声级波动大于3dB，则按声级大小，将车间分成若干区域，每个区域须包括工人为观察或管理生产过程而经常工作、活动的地点和范围。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,表7.13 工业企业噪声测量记录表_厂_车间，厂址_，_年_月_日,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,4、机动车辆噪声测量方法,车外噪声测量,测量条件,测量场地及测点位置,加速行驶车外噪声测量方法,匀速行驶的车外噪声测量方法,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,车外噪声测量条件,测量场地平坦、开阔，在测试中心50m范围内无建筑物、围墙等反射物。测试场地的跑道具有100m以上平直、干燥的沥青路面，坡度应小于0.5。本底噪声低于测量噪声10dB，无其它干扰声源。除读表人员外，现场应无其它人员。空载车辆的发动机应处于正常使用温度；车辆有其它噪声源时，测量时是否开动，视正常使用情况而定。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,图7.10 车外噪声测量场地,车外噪声测量场地及测点位置,跑道中心,话筒距地面高度1.2m，并平行于路面,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,图7.11 摩托车测量场地,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,加速、匀速行驶车外噪声测量方法 各种车辆应按规定条件做加速行驶和匀速行驶。声级计使用A计权网络测量，读取车辆行驶时声级计的最大读数。同样的测量往返进行二次，测量一侧的二次测量结果之差不能大于2dB。每侧二次声级的平均值中的最大值为被检车辆的最大噪声级。测量结果记入“车外噪声测量记录表”。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,表7.19 车外噪声测量记录表,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,车内噪声测量,车内噪声测量条件,车内噪声测点位置,测量方法,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,车内噪声测量条件,具有足够长度，平直、干燥的沥青路面或水凝土路面跑道。测量时风速应小于20km/h。测量时车门窗应关闭，车内有噪声源时，按正常使用情况决定是否开动。车内环境噪声应低于车内噪声10dB，并保持无其它干扰声源。车内除驾驶员和测量人员外，不应有其它人员。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,图7.12 驾驶室内噪声测量示意图,车内噪声测点位置 在人耳附近，载客车选在车厢中部和最后一排位置的中间。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,测量方法,车辆以50km/h以上的不同车速匀速行驶，进行测量。声级计测量A、C计权声级，读取最大读数的平均值，记入“车内噪声测量记录表”中。,第七章 物理性污染监测 第一节 噪声污染监测,表7.21 摩托车排气管后方噪声测量记录表,放射性核衰变原子核+核外电子=原子，质子+中子=原子核某些原子核不稳定，能够自发改变结构，称为核衰变；衰变可以连续进行衰变中会放射出具有一定动能的带电或不带电的粒子、射线。,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,一、基础知识（一）放射性和辐射1、放射性一种不稳定的原子核（放射性物质）自发地衰变 的现象，通常该过程伴随发出能导致电离的辐射（如：、等放射性）。,2、辐射是一种特殊的能量传递方式粒子辐射与电磁辐射。粒子辐射粒子、粒子及各种核反应或放射性核素自然衰变过程中所放出的高速带电荷粒子及中子等。电磁辐射包括可见光、红外线、紫外线、X射线及射线等。,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,3、核子原子核4、核衰变不稳定的原子核能自发地改变核结构。,衰变：不稳定重核(一般原子序数大于82)自发放出4He核(粒子)的过程粒子的质量大，速度小，穿透能力小，只能穿过皮肤的角质层衰变：放射性核素放射粒子（即快速电子）的过程，它是原子核内质子和中子发生互变的结果穿透能力较强，也能灼伤皮肤；衰变负衰变、正衰变和电子俘获三种类型。衰变：原子核从较高能级跃迁到较低能级或者基态时所放射的电磁辐射射线是一种波长很短的电磁波（约为0.0070.1nm），穿透能力极强，,（二）放射性衰变的类型,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,-衰变是核素中的中子转变为质子并放出一个-粒子和中微子的过程。一般地，中子相对丰富的放射性核素常发生-衰变。-粒子是带一个单位负电荷的电子。,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,+衰变是核素中的质子子转变为中子并放出一个正电子和中微子的过程。一般地，中子相对缺乏的放射性核素常发生+衰变。,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,电子俘获不稳定的原子核俘获一个核外电子，使核中的质子转变成中子并放出一个中微子的过程。原子核俘获一个K层或L层电子而衰变成核电荷数减少1，质量数不变的另一种原子核。由于K层最靠近核，所以K俘获最易发生。在K俘获发生时，必有外层电子去填补内层上的空位，并放射出具有子体特征的标识X射线。,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,1.放射性活度指单位时间内发生核衰变的数目。单位贝可（Bq），其中1Bq=1s-1，1贝可表示1s内发生1次衰变；2.半衰期（T1/2）当放射性的核素因衰变而减少到原来的一半时所需的时间。,（三）放射性活度和半衰期,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,锶（90Sr）的半衰期=29a,（四）核反应是指用快速粒子打击靶核而给出新核（核产物）和另一粒子的过程。,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,二、照射量和剂量照射量和剂量是用来表征放射性粒子与物质作用后产生的效应及其量度的术语。（一）照射量,式中：dQ或X射线在空气中完全被阻止时，引起质量为dm 的某一体积元的空气电离所产生的带电粒子（正的或负的）的总电量值，C；X照射量，它的SI单位为C/kg，与它暂时并用的 专用单位是伦琴（R），简称伦。1R=2.5810-4C/kg,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,（二）吸收剂量 它是表示在电离辐射与物质发生相互作用时，单位质量的物质吸收电离辐射能量大小的物理量。其定义用下式表示：式中：D吸收剂量，SI单位为J/kg，专用单位的名称为戈瑞，简称戈，用符号Gy表示；电离辐射授予质量为dm的物质的平均能量。,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,（三）剂量当量（H）在生物机体组织内所考虑的一个体积单元上吸收剂量、品质因数和所有修正因素的乘积，即H=DQN 式中：D吸收剂量，Gy；Q品质因素，其值决定于导致电离粒子的初始动能、种类及照射类型等（见表7-19）；N所有其他修正因素的乘积。剂量当量(H)的国际单位 J/kg，专用单位希沃特(Sv)，1Sv=1J/kg 雷姆(rem)，1rem=10-2Sv剂量当量率：单位时间内的剂量当量，Sv/s或rem/s,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,表7-19 品质因数与照射类型、射线种类的关系,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,宇宙射线及地面上天然放射性核素放射的或、射线对人体的照射。,通过呼吸和消化系统进入人体内部的放射性核素造成的照射。,三、环境中的放射性,（一）环境中放射性的来源 天然放射性核素 环境中的放射性 人为放射性核素,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,1、天然放射性核素（1）宇宙射线及其产生的放射性核素（2）天然放射性核素系列铀系、锕系、钍系（3）自然界中单独存在的核素,2、人为放射性核素（1）核试验及航天事故（2）核工业（3）工农业、医学、科研等部门的排放废物（4）放射性矿的开采和利用,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,（二）放射性核素在环境中的分布1、在土壤和岩石中的分布,表7-20 土壤、岩石中天然放射性核素的含量 单位：Bq/g,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,2、在水体中的分布,表7-21 各类淡水中226Ra及其子代产物的放射性比活度 单位：Bq/L,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,3、在大气中的分布 大多数放射性核素均可出现在大气中，但主要是氡的同位素（特别是222Rn），它是镭的衰变产物，能从含镭的岩石、土壤、水体和建筑材料中逸散到大气，其衰变产物是金属元素，极易附着于气溶胶颗粒上。,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,4、在动植物组织中的分布 任何动植物组织中都含有一些天然放射性核素，主要有40K、226Ra、14C、210Pb和210Po等，其含量与这些核素参与环境和生物体之间发生的物质交换过程有关，如植物与土壤、水、肥料中的核素含量有关；动物与饲料、饮水中的核素含量有关。,(三)放射性污染的危害 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。放射性元素铀（238U、235U、234U）、钍(232Th）、镭（226Ra）、氡（222Rn）和钾（40K）对人体的辐射伤害特征见下表,表 天然放射性核素的主要辐射特征,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,危害方式主要是辐射损伤，导致蛋白质分子键断裂和畸变，破坏对人类新陈代谢有重要意义的酶。另外可以直接破坏细胞的组织和结构，对人体产生躯体损伤效应和遗传损伤效应。,图7-10 放射性物质辐射人体的途径,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,放射性核素通过呼吸道吸入、消化道摄入、皮肤或粘膜侵入等三种途径进入人体并在体内蓄积。致死剂量：全身吸收剂量达5戈瑞时，12小时内即出现恶心、呕吐、腹泻等症状，一周后出现咽炎、体温上升、迅速消瘦等症状，第二周就会死亡，且死亡率100。半致死剂量：吸收剂量为4戈瑞时，数小时后出现呕吐，两周内毛发脱落，体温上升，三周内出现紫斑，咽喉感染，四周后有50受照射者死亡，存活者六个月后才能恢复健康。,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,轻度急性放射病症状：吸收剂量为2戈瑞时，经过大约一周的潜伏期，出现毛发脱落、厌食等症状。吸收剂量为1戈瑞时，将有2025的受照射者发生呕吐等轻度急性放射病症状。辐射损伤：远期效应、驱体效应和遗传效应远期效应系指急性照射后若干时间或较低剂量照射后数月或数年才发生病变。驱体效应指导致受照射者发生白血病、白内障、癌症及寿命缩短等损伤效应。遗传效应指在下一代或几代后才显示损伤效应。,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,四、放射性辐射防护标准,（一）我国放射防护规定中的部分标准1、职业性放射性工作人员和居民每年限制剂量当量2、露天水源中限制浓度和放射性工作场所空气中最大容许浓度,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,四、放射性辐射防护标准,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,GB 8703-1988 辐射防护规定GB 14500-1993 放射性废物管理GB18871-2002 电离辐射防护与辐射源安全基本标准GBZ128-2002 职业性外照射个人监测规范GB8702-88 电磁辐射防护规定,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,表7-22 工作人员、居民年最大容许剂量当量,注：表内所列数值均指内、外照射的总剂量当量，不包括天然本底照射和医疗照射。16岁以下人员甲状腺的限制剂量当量为1.510-2Sv/a。,表7-23 放射性同位素在露天水源中的限制放射性比活度和放射性工作场所空气中的最大允许放射性比活度,注：露天水源的限制浓度值是为广大居民规定的，其他人员也适用此标准；放射性工作场所空气中的最大容许浓度值为职业放射性工作人员规定的，工作时间每周按40h计算；矿井下222Rn的最大容许浓度为3.7Bq/L。但222Rn子体或220Rn子体的潜能值不得大于4104MeV/L。,放射性同位素在放射性工作场所以外地区空气中的最大允许放射性比活度，按表7-23放射性工作场所空气中的最大允许放射性比活度乘以表7-24所列比值控制计算。,表7-24 比值控制,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,（二）其他国家和机构发布的有关环境放射性标准,表7-25 其他国家和机构发布的有关环境放射性防护的标准,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,五、放射性测量实验室和检测器,（一）放射性测量实验室 1、放射化学实验室 2、放射性计测实验室（二）放射性检测仪器 1、电离型检测器 2、闪烁检测器 3、半导体检测器,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,（一）放射性测量实验室放射化学实验室 基本要求不积尘、通风、不积水、个人防护、废物专门收集处置放射性计测实验室 基本要求屏蔽本底、隔离干扰、良好接地、供电稳定、恒温,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,（二）放射性检测仪器,放射性检测仪器检测放射性的基本原理 基于射线与物质之间相互作用产生的各种效应，包括电离效应、发光效应、热效应、化学效应和能产生次级粒子的核反应等常用的检测器即利用上述效应工作电离型检测器 利用电离效应 气体闪烁型检测器 利用光效应半导体检测器 利用电离效应 固态半导体,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,表7-26 各种常用放射性检测器,闪烁检测器,盖革计数器,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,（1）电流电离室,图7-11 电离室示意图,1、电离型检测器,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,利用射线通过气体介质时，使气体发生电离的原理制成的检测器。,测量由于电离作用而产生的电离电流，适用于测量强放射性。,（2）正比计数管,图7-12、粒子的电离作用与外加电压的关系曲线,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,测量由每个入射粒子引起电离作用而产生的脉冲式电压变化，从而对入射粒子逐个计数，适用于测量弱放射性。,图7-12 盖革计数管示意图,图7-13 射线强度测量装置示意图,（3）盖革（GM）计数管,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,2、闪烁检测器,图7-15 闪烁检测器测量装置示意图 1.闪烁体；2.光电倍增管；3.前置放大器；5.脉冲幅度分析器；6.定标器；7.高压电源；8.光导材料；9.暗盒；10.反光材料,闪烁检测器是利用射线与物质作用发生闪光的仪器。图7-15是这种检测器测量装置的工作原理。,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,闪烁体的材料可用ZnS，NaI，蒽、芪等无机和有机物质，其性能列于表7-27中。,表7-27 主要闪烁材料性能,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,3、半导体检测器 半导体检测器的工作原理与电离型检测器相似，但其检测元件是固态半导体。其工作原理如图7-16所示。,图7-16 半导体检测器工作原理示意图 n,p半导体的n极和p极；RH电阻。,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,六、放射性监测,（一）监测对象及内容,（1）现场监测 对放射性物质生产或应用单位内部工作区域的监测。（2）个人剂量监测 对放射性专业工作人员或公众进行的内照射和外照射的剂量监测。（3）环境监测 对放射性生产和应用单位外部环境（包括空气、水体、土壤、生物、固体废物等）的监测。,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,（1）放射性核素 即239Pu、226Ra、224Ra、222Rn、210Po、222Th、234U和235U。（2）放射性核素 即3H、90Sr、89Sr、134Cs、137Cs、131I和60Co。,按主要测定的放射性核素分,监测内容,（1）放射源强度、半衰期、射线种类及能量；（2）环境和人体中放射性物质含量、放射性强度、空间照射量或电离辐射剂量。,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,（二）放射性监测方法 定期监测：采样、样品预处理、样品总放射性或放射性核素测定。连续监测：在现场安装放射性自动监测仪器，实现采样、预处理和测定自动化。基本步骤：样品采集，样品前处理，选择适宜方法、仪器测定。,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,1、样品采集（1）放射性沉降物的采集 沉降物干沉降物和湿沉降物。放射性干沉降物样品可用水盘法、黏纸法、高罐法采集。湿沉降物常用一种能同时对雨水中核素进行浓集的采样器，如图7-17所示。,图7-17 离子交换树脂湿沉降物采集器示意图1.漏斗盖；2.漏斗；3.离子交换柱；4.滤纸浆；5.阳离子交换树脂；6.阴离子交换树脂,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,（2）放射性气溶胶的采集 放射性气溶胶包括核爆炸产生的裂变产物、各种来源于人工放射性物质以及氡、钍射气的衰变子体等天然放射性物质。这种样品的采集常用滤料阻留采样法，其原理与大气中颗粒物的采集相同。（3）其他类型样品的采集 水体、土壤、生物样品的采集、制备和保存方法与非放射性样品所用的方法大致相同。,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,2、样品预处理 预处理目的：将样品处理成适于测量的状态，将样品的欲测核素转变成适于测量的形态并进行浓集，以及去除干扰核素。常用的样品预处理方法：衰变法 灰化法共沉淀法 电化学法,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,3、环境中放射性监测（1）水样的总放射性比活度的测定 水体中常见的辐射粒子的核素有226Ra、22Rn及其衰变产物。目前公认的水样总放射性浓度是0.1Bq/L，当大于此值时，就应对放射粒子的核素进行鉴定和测量，确定主要的放射性核素，判断水质污染情况。（2）水样的总放射性比活度测定 水样总放射性活度测量步骤基本上与总放射性活度测定相同，但检测器用低本底的盖革计数管，且以含40K的化合物作标准源。,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,（3）土壤中总、放射性比活度的测定（4）大气中氡的测定 222Rn是226Ra的衰变产物，为一种放射性惰性气体。它与空气作用时，能使之电离，因而可用电离型探测器通过测量电离电流测定其放射性比活度；也可用闪烁探测器记录由氡衰变时所放出的粒子来计算其放射性比活度。,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,（4）大气中各种形态131I的测定 碘的同位素很多，除127I天然存在的稳定同位素外，其余都是放射性同位素。131I是裂变产物之一，它的裂变产额较高，半衰期较短，可作为反应堆中核燃料元件包壳是否保持完整状态的环境监测指标，也可以作为核爆炸后有无新鲜裂变产物的信号。,图7-18 各种形态碘的采样器,第七章 物理性污染监测 第三节 放射性和辐射监测,本章结束谢 谢！,
