城市生态

城市生态学6城市中的环境问题6.1城市环境问题及其产生原因1城市主要环境问题—环境污染大气污染:主要因能源耗用产生(固定/移动,其中机动车尾气污染呈迅速增加趋势)水质污染:工业与生活废水(重金属/无机物/有机营养物等)噪声污染:交通、工业生产、居民生活工业废弃物和生活垃圾污染6城市中的环境问题2造成城市环境污染的主要原因资金匮乏:全世界1/4的的煤在中国燃烧,且还是低质或劣质煤,燃煤脱硫是最基本的防治办法,但电厂改造缺乏资金例1:1992年全世界安装脱硫燃煤机组已达646套,其中美国占一半以上;德国1983年时仅装机容量的15%有脱硫装置,1988年跃升至95%。国内至1992年才刚刚引进1套设备(重庆珞璜电厂),只占全国总装机容量的0.5%6城市中的环境问题例2:扬州电厂曾叫苦说:日本广岛电厂建了一个脱硫装置,花了3.4108元人民币,正好相当于一个扬州电厂的全部投资。这意味着扬州电厂要想拥有这样一套脱硫装置,就要卖光全部家当据估算,要想让中国的火电厂都自行出资配上脱硫装置,其结果是绝大部分火电厂都将因此关门倒闭6城市中的环境问题国际环保领域研究表明:一个国家的环境污染,当污染治理投入/GDP=1%~1.5%,可基本控制污染污染治理投入/GDP=2%~3%,经数十年努力,可逐步恢复至自然状态反观中国:“六五”期间,该项比值为0.5%“七五”和“八五”,该项比值升至0.7%~0.8%“九五”和“十五”期间,该项比值约近1%。这不要说与发达国家的2%~4%差距甚远,就是基本控制所需的1%~1.5%也还未完全达到6城市中的环境问题管理不善,执法不严例1:国家规定,超标排放要交纳排污费,然而企业经常心甘情愿(交罚款):超标排放1吨交200元排污费了事;如果进行治理,采用国内技术每吨成本300~400元,采用国外技术每吨更高达400US$,于是“罚款使污染合法化”例2:某省电力行业,按其排放的SO2,每年应交排污费7107元,但因电力行业是该省的财税收入大户,因此排污费可以一分钱不交6城市中的环境问题例3:某市有98%的锅炉配备有消烟除尘装置,但由于管理不善,不少成了聋子的耳朵—摆设,实际达标运行率仅为60%全国人大常委会环境执法检查组甚至发现,有的企业为省钱,环保设备白天运行,一到夜晚就停;来人检查时开机,检查团一走就关机6城市中的环境问题3城市环境问题的综合整治目前的重点仍是防治城市四害—大气污染、水源污染、固体废弃物污染和噪声污染。然而顾名思义,综合整治并非是单纯的四害治理,而是从城市环境保护的现实和长远目标出发,合理规划功能区,调整产业布局和产业结构城乡结合,综合防治环境污染和生态破坏配套与完善城市环境基础设施绿化城市,美化市容,搞好环境卫生等6城市中的环境问题6.2城市噪声公害及其控制噪声属物理污染,是现代城市公民每天必须忍受的公害之一。各地噪声近年来有上升趋势1噪声的定义和特性噪声(noise)—一般指人不需要的、使人厌烦的、对生活和生产有妨碍的声音。~~不单取决于声音的物理性质,还与人的生活状态有关。作为感觉公害,~~分为:过响声(飞机),妨碍声(不大,但影响正常生活),不愉快声(刹车)及无影响声6城市中的环境问题噪声的特性无污染物,不留毒害;不积累,不持久具有声音的一切声学特性和规律与噪声有关的几个物理量频率—声音是物体振动以波的形式在弱性介质(气体/固体/液体)中进行传播的物理现象,即通常所说的声波.声波的频率等于造成和产生该声波的物体振动的频率(Hz)。频率的高低,反映声调的高低。频率高,声调尖锐;频率低,声调低沉6城市中的环境问题人耳对声波的感应范围在20~20000Hz,其中对1000Hz以下听觉反应迟顿。换句话说,人耳对低频率噪声容易忍受些,而对高频噪声则感觉烦燥些声压—声波在空气中传播时,空气分子在其平衡位置的前后,沿着波的前进方向前后运动,使空气的密度也随之时疏时密。在密处与大气压相比压力稍许上升;反之在疏处则稍许下降。在声音传播过程中,空气压力相对于大气压力的变化,称为声压,其单位为帕(Pa)6城市中的环境问题声强—声音的强度:1秒钟内通过与声音前进方向成垂直的1m2面积上的能量称为声强(用J表示),其单位是W/m2。声强J与声压(用P表示)的平方成正比,其关系式如下:ρ—介质的密度(kg/m3)c—声音的传播速度(m/s)cPJ26城市中的环境问题声压级—由于常遇到的噪声声强大小差别极大,例如飞机发动机噪声的声压为20Pa,而刚能听到的蚊子飞过的噪声声压约为210-5Pa。两者声强之比达1012倍!因此采用声强之比(亦即声压之比)的对数来表示：P—被测声压,P0—基准声压,其值为210-5Pa,LP—声压级(Bel)02020lg2lglgPPPPJJLP6城市中的环境问题用Bel(贝尔,电话发明家名字缩写)作声压级的单位仍显不便,因此常用它的十分之一即分贝(dB)作单位。此时声压级应用下述公式进行计算：(dB)所以声压级就是被测声压与基准声压之比的对数乘以20的分贝数。0lg20PPLP6城市中的环境问题0dB的声音刚刚能为人们听到,称为听阈。声压级数值愈大,噪声愈强,120dB是痛阈,使人听来感到难受,并引起耳聋。如果有几种声音同时发生,则总的声压级不是各声压级的简单算术和,而是按照能量的叠加规律,即压力的平方进行叠加的。设有两个噪声,其声压级分别为Lp1dB和Lp2dB,则叠加后的声压级Lp1+2为：101002121211010lg10lg20ppLLpppL6城市中的环境问题由计算总声压级Lp1+2的公式可见:1)当,或时(dB)即总声压级等于任一声压级加上3dB。这3dB就是两个声音同时存在时声压级的增值。任意两种声压级不等的声音共存时,其值见下表21ppLL021ppLL32lg101121pppLLL声压级差(Lp1-Lp2)012345678910增值(dB)3.02.52.11.81.51.21.00.80.60.50.4两个声音共存时其分贝和的增值6城市中的环境问题此值加在两声音声压级中较大的一方。利用值大大简化了声压级叠加的计算过程2)如有几种声音同时出现,其总的声压级必须是由大而小地每两个声压级逐一相加而得。例如声压级分别为85、83、82和78dB的四种声音共存时,其总声压级为89dB6城市中的环境问题噪声级—声压级只反映了人们对声音强度的感觉,不能反映人们对频率的感觉,而且由于人耳对高频声音比对低频声音较为敏感,因此声压级和频率不同的声音听起来很可能一样的响。这样,要表示噪声的强弱,就必须同时考虑声压和频率对人的作用,这种考虑了共同作用的噪声强弱称为噪声级噪声级可用噪声计测量,它能把声音转变为电压,经过处理后用电表指示出分贝数6城市中的环境问题噪声计中设有A、B、C三种特性网络。其中A网络可将声音的低频大部滤掉,能较好地模拟人耳的听觉特性。由A网络测出的噪声级称为A声级,其单位亦为分贝[记作dB(A)]。A声级越高,人们越觉吵闹。因此现在大都采用A声级来衡量噪声的强弱下两页的表和图中列出了一些声源的噪声级(A)值和对人的影响→干扰语言通讯安全长期影响尚无定论长期接触听觉受损,聋听觉较快受损,耳聋对人的影响很静安静一般吵闹很吵难受痛苦噪声级值dB(A)0~20~40~60~80~100~120~140一些声源的噪声级(A)值和对人的影响一些声源的噪声级(A)值和对人的影响6城市中的环境问题等效连续A声级(Leq)—通常许多地区噪声是时有时无、时强时弱的,如道路两旁的噪声,当有车辆通过时,测得的A声级就大;当没有车辆通过时,测得的就小。这与从具有稳定声源的区域中测出的A声级数值极不相同,后者随时间的变化甚小。为了较准确地评价噪声的强弱,国际标准化组织(1971)公布了~~,它的定义是:21d101lg101.012TTLeqtTTLP6城市中的环境问题从而将随时间变化的声级变为等声能稳定的声级。该式目前被认为是评价噪声的最佳方法，式中T1为噪声测量的起始时刻,T2为终止时刻,不过由于式中的LP是时间的函数,不便于应用,而一般进行噪声测量时,都是以一定的时间间隔来读数的,比如每隔5秒读一个数,因此实践中采用较为方便的下式计算等效连续A声级:Li—等间隔时间t读得的噪声级;n—读取噪声级Li的次数niLeqinL110101lg106城市中的环境问题昼夜等效A声级(Ldn)—修正公式,夜间加上10dB,以反映噪声在夜间对人的干扰作用大于白天,公式如下:Ld—白天(7:00-22:00)的等效A声级Ln—夜间(22:00-7:00)的等效A声级101.01.0dnnd1091015241lg10LLL6城市中的环境问题统计A声级(LN)—反映噪声的时间分布特性,如:L10—表示在测量期内,平均有10%的时间所超过的噪声级,相当于噪声的平均峰值L50—表示在测量期内,平均有50%的时间所超过的噪声级,相当于噪声的平均值L90—表示在测量期内,平均有90%的时间所超过的噪声级,相当于噪声的本底值例如若L10=70dB(A),说明一天内平均有10%的时间噪声超过70dB(A),而90%时间噪声都低于70dB(A)6城市中的环境问题2噪声的危害久远的生物进化,使耳朵类似于人体的哨兵远古时代噪声不多,一旦有便是危及生命的信号—惊吓反应40dB(A)以下属正常的环境声音,一般被认作噪声的卫生标准。在其上便是有害的噪声,它影响睡眠、干扰工作、妨碍谈话、使听力受损害,甚至引起心血管系统、神经系统、消化系统等方面的疾病。噪声危害有以下主要表现：6城市中的环境问题干扰睡眠睡眠是人消除疲劳、恢复体力和维持健康的一个重要方面。但是噪声会影响人的睡眠质量和数量,老年人和病人对噪声干扰更敏感。当睡眠受干扰而辗转不能入睡时,会出现呼吸频繁、脉搏跳动加剧,神经兴奋等现象,第二天会觉得疲倦、易累,从而影响工作效率。久而久之,就会引起失眠、耳鸣多梦、疲劳无力、记忆力衰退,医学上称为神经衰弱症候群。高噪声环境下,该病的发病率可达50%~60%以上6城市中的环境问题损伤听力噪声可以使人造成暂时性的或持久性的听力损伤,后者即耳聋。一般说来,85dB以下的噪声不至于危害听觉,而超过85dB则可能发生危险(测量噪声时,其强弱还包括距声源的距离);90dB(A)的噪声,耳聋发病率明显增加;即使是高至90dB(A)的噪声,也只是产生暂时性的病患,休息后即可恢复。因此噪声的危害,关键在于它的长期作用6城市中的环境问题对人体的生理影响一些实验表明,噪声会引起人体紧张反应,刺激肾上腺素的分泌,因而引起心率改变和血压升高。可以说,生活中的噪声,是20世纪以来心脏病恶化和发病率增加的一个重要原因。噪声会使人的唾液、胃液分泌减少,胃酸降低,从而易患胃溃疡和十二指肠溃疡。一些研究指出,某些吵闹的工业企业里,职工溃疡症的发病率比安静环境中的高5倍6城市中的环境问题噪声对人的内分泌机能也会产生影响。在高噪声环境下,会使一些女性的性机能紊乱,月经失调,孕妇流产率增高。近年还有人指出,噪声是刺激癌症的病因之一。有些生理学家和肿瘤学家指出:人的细胞是产生热量的器官,当人受到噪声或各种神经刺激时,血液中的肾上腺素显著增加,促使细胞产生的热能增加,而癌细胞则由于热能增高而有明显的增殖倾向,特别是在睡眠之中6城市中的环境问题对儿童和胎儿的影响在噪声环境下,儿童的智力发育缓慢。有人做过调查,吵闹环境下儿童智力发育比安静环境中的低20%噪声对胎儿也会产生有害影响。研究表明,噪声使母体产生紧张反应,会引起子宫血管收缩,以致影响供给胎儿发育所必需的养料和氧气。有人对机场附近居民的一个初步的研究发现,噪声与胎儿畸形有关,或影响到新生儿的体重6城市中的环境问题极强的噪声[如175dB(A)],人还会当即死亡对动物的影响强噪声会使鸟类羽毛脱落,不下蛋,甚至内出血,最终死亡。如60年代初期,