环境保护概论：第6章物理性污染及其防治

在我们的城市中，有这样的隐行杀手潜伏在我们身边。。。。。嘈杂的交通建筑工地的轰鸣声施工现场的声光污染飞机的震撼电磁包围着城市声音萦绕在我们周围光眩晕着城市环境保护概论第六章物理性污染及其防治安徽理工大学经济与管理学院主要内容第一节噪声污染及其控制第二节放射性污染与防治第三节电磁辐射污染与防治第四节光污染与防护第五节热污染及其防治第一节噪声污染及其控制环境噪声的特征与噪声源分类环境噪声的危害噪声的控制噪声控制标准•物理学角度：噪声通常是指那些难听的、令人厌烦的声音。•环境保护角度：凡是影响人们正常学习、工作、休息的声音，凡是人们在某些场合“不需要的声音”，都属于噪声。1、噪声的定义:不需要的声音一、环境噪声的特征与噪声源分类2、噪声的特征环境噪声是一种感觉公害局限性和分散性：影响范围上的局限性声源分布上的分散性暂时性一、环境噪声的特征与噪声源分类声源：向外辐射声音的振动物体交通噪声工业噪声建筑施工噪声社会生活噪声声源3、声源及其分类工业噪声：是造成职业性耳聋的主要原因；噪声源是固定不变的，污染范围比交通噪声小得多；防治措施相对容易一些机械设备产生的噪声设备名称加速时噪声级，dB(A)设备名称加速时噪声级，dB(A)轧钢机92-107柴油机110-125鼓风机95-115汽油机95-110电锯100-105纺纱机90-100交通噪声：城市环境噪声的70%来自于交通噪声；是活动的噪声源，对环境的影响范围极大；来自：喇叭声、发动机声、进气和排气声、启动和制动声、轮胎与地面的摩擦声典型机动车辆噪生级范围车辆类型加速时噪声级，dB(A)车辆类型加速时噪声级，dB(A)重型货车89-93轿车78-84轻型货车82-90摩托车81-90公共汽车82-89拖拉机83-90建筑施工噪声：是暂时性的；随着城市建设的发展，影响越来越广泛；来自：打桩机、混凝土搅拌机、推土机等建筑施工机械噪生级范围机械名称距声源15m处加速时噪声级，dB(A)机械名称距声源15m处加速时噪声级，dB(A)打桩机95-105推土机80-95挖土机70-95铺路机80-90混凝土搅拌机75-90凿岩机80-100社会生活噪声：一般在80dB以下；来自：娱乐场所、商业活动中心、运动场所、家用机械、电器设备等家庭噪声来源及噪声级范围设备名称噪声级，dB(A)设备名称噪声级，dB(A)洗衣机50-80电视机60-83吸尘器60-80电风扇30-65排风机45-70电冰箱35-45猜猜看•超过多少分贝的噪声还会造成耳聋？A125分贝B115分贝•当噪声强度达到多少分贝时，人的视觉细胞敏感性下降，识别弱光反应时间延长？A90分贝B100分贝•噪声还会使色觉、视野发生异常。噪声会对视野的作用是？A减小视野B放大视野•适合人类生存的最佳声音环境为多少分贝？A15至45分贝B20至50分贝二噪声的物理量度（一）声压、声能量、声强和声功率1、声压p•当有声波存在时，在媒质中产生的压强的增量。•单位：Pa或μbr；1Pa＝10μbr。•当声频为1000Hz时，人耳可听声压范围为2×10-5~20Pa，其中，2×10-5Pa称为听阈，20Pa称为痛阈。•有效声压pe：一段时间内声压的均方根值。由于人耳无法感受声压的起伏，只能感受一个稳定的有效声压。•媒质的声阻抗率Zs＝p/u＝ρc，u为质点速度，c为声速。（一）声压、声能量、声强和声功率2、声能量•由于声扰动，声波在媒质中传播，产生动能和形变的势能。动能和势能之和即为声能量。单位：J•声场：空间中存在声波的区域。•声能密度D：声场中单位体积媒质所含有的声能量，单位：J/m3。•对于自由空间的平面声波：D＝W/cS＝I/c＝p2/ρc2（一）声压、声能量、声强和声功率3、声强I•单位时间内，通过和声波射线垂直的单位面积内的声能量称为声强，即在传播方向上通过单位面积上的声功率。单位：W/m2。•对于自由空间的平面声波和球面波：I＝W/S＝pu＝p2/ρc•声强与离开声源的距离有关：对于自由空间的点声源：I球＝W/（4πr2）对于放在具有反射的地面上的点声源：I球＝W/（2πr2）（一）声压、声能量、声强和声功率4、声功率W•声功率就是指声源在单位时间内辐射出来的总声能量。单位：W。•对于自由空间的点声源：W球＝4πr2p2/ρc•对于放在具有反射的地面上的点声源：W半球＝2πr2p2/ρc（二）声波的测量单位1、级的概念•1个量的级是这个量与同类基准值之比的对数，用L表示。•表达式：•r＝10时，级的单位为贝（耳），级表示的量与功率成正比。工程上常用分贝表示级，是贝的十分之一，符号为dB。•r＝e时，级的单位为奈培（Np）。1Np＝8.686dB0logXXLr主要声学量的级和基准名称定义基准值声压级（气体中）Lp＝20lg（p/p0）P0＝20μPa声压级（液体中）Lp＝20lg（p/p0）P0＝1μPa振动加速度级La＝20lg（a/a0）P0＝1μm/s2振动速度级Lv＝20lg（v/v0）v0＝1nm/s振动位移级Ld＝20lg（d/d0）d0＝1×10－12m力级LF＝20lg（F/F0）F0＝1μN声功率级LW＝10lg（W/W0）W0＝1×10－12W声强级LI＝10lg（I/I0）I0＝1×10－12W/m2（二）声波的测量单位2、声压级Lp•Lp＝20lg（p/p0）•Lp为声压级，单位dB；p为有效声压，Pa；基准声压p0＝2×10－5Pa。•对于听阈Lp＝0；对于痛阈Lp＝120dB。某些环境下的声压和声压级环境声压（Pa）声压级（dB）锅炉排气放空，距喷口1米200140铆钉枪，大型罗茨风机63130汽车喇叭，距人1米，大型球磨机20120柴油机6.3110离心风扇0.6390公共汽车上0.2080城市噪声，街道上0.06370普通说话0.02060电风扇，微电机附近0.006350安静房间0.002040轻声耳语0.0006330树叶飘动声0.0002020农村静夜0.00006310可听0.0000200（二）声波的测量单位3、声强级LI•LI＝10lg（I/I0）•LI为声强级，单位dB；I为声强，瓦/米2；基准声强I0＝1×10－12瓦/米2。•LI=10lg(I/I0)=10lg(p2/p02)+10lg[p02/(I0ρc)]=LP+10lg400/ρc当在1atm，38.9℃时，空气的ρc＝400Pa·s/m，LI＝Lp在一般情况下，空气中的声波LI与Lp的值相差±0.2dB，故LI≈Lp（二）声波的测量单位4、声功率级LW•LW＝10lg（W/W0）•LW为声功率级，单位dB；W为声功率，瓦；基准声功率W0＝1×10－12瓦。•LW=10lg(W/W0)=10lg(IS/W0)=10lg[I/10-12]+10lgS=LI+10lgS≈LP+10lgS•对于球面声波，距离声源半径微r，则有：LW=LP+10lg4πr2＝LP+20lgr＋11•对于半球面声波，距离声源半径微r，则有：LW=LP+10lg2πr2＝LP+20lgr＋8（三）噪声级的合成1、噪声级合成是按照能量的叠加规律进行叠加的。2、声强级：声强与能量成正比。总声强等于各声强之和。假设有n个噪声源同时存在，声强与声强级分别为I1、I2、…In和L1、L2、…Ln。则：L1＝10lgI1/I0，L2＝10lgI2/I0，…Ln＝10lgIn/I0。I1/I0＝100.1L1，I2/I0＝100.1L2，…In/I0＝100.1Ln。所以，总声强级L＝10lg（I1/I0＋I2/I0…In/I0）＝10lg（100.1L1＋100.1L2＋…＋100.1Ln）（三）噪声级的合成3、声压级：能量与声压的平方成正比。总声压的平方等于各声压排放之和。假设有n个噪声源同时存在，声压与声压级分别为p1、p2、…pn和L1、L2、…Ln。则：Lp1＝20lgp1/p0，Lp2＝20lgp2/p0，…，Lpn＝20lgpn/p0。（p1/p0）2＝100.1Lp1，（p1/p0）2＝100.1Lp2，…，（p1/p0）2＝100.1Lpn。所以，总声压级Lp＝10lg（100.1L1＋100.1L2＋…＋100.1Ln）（三）噪声级的合成4、n个相同噪声级合成的总噪声级L＝10lg（100.1L1＋100.1L2＋…＋100.1Ln）＝10lg（n100.1L1）＝L1＋10lgn•当n＝2时，L＝L1＋10lg2＝L1＋3即表示两个相同的声压级相加，能量增加一倍，声级增加3dB。（三）噪声级的合成5、不同噪声级的合成假设存在两个噪声源，声压级分别为L1、L2，且L1L2，则有：L－L1＝10lg（100.1L1＋100.1L2）－L1＝10lg[100.1L1＋100.1L2）/100.1L1]＝10lg[1+10—0.1(L1-L2)]设噪声合成的附加值△L＝10lg[1+10—0.1(L1-L2)]，则L＝L1＋△L其中△L可查表，根据表可知，当L1-L26dB时，△L1dB，所以当两个声源中的一个噪声级超出另一个噪声级6～8dB，则较弱的噪声可以忽略不计。两噪声级合成的附加值L1-L2（dB）△L=10lg[1+10—0.1(L1-L2)]（dB）0312.522.131.841.551.261.070.880.690.5100.4（三）噪声级的合成6、计算例题•例1强度为80dB的噪声，其相应的声压为多少？•解：Lp＝20lg（p/p0），则，p＝p010Lp/20所以，p＝2×10－5×1080/20＝0.2Pa例2声强为10－6W/m2时的声强级是多少？•解：L＝10lg（I/I0）＝10lg（10－6/10－12）•所以，L＝60dB（三）噪声级的合成•例3室内洗衣机工作时，测得噪声声压p＝0.02Pa；电冰箱单独开动时声压级是54dB，试计算两者同时开动时的合成声压级。•解：洗衣机单独工作时声压级为：L1＝20lg0.02/（2×10－5）＝20×3＝60dB电冰箱声压级L2＝54dBL1-L2＝6dB，所以△L＝1dB则两者同时工作时L＝60＋1＝61dB（三）噪声级的合成例4、声压级分别为70、76、77、80、83dB，试计算合成声压级。解：L＝86dB例5、声压级分别为70、84、78、82、86、89dB，试计算合成声压级。解（1）首先将声压级按从大到小顺序排列：89、86、84、82、78、70；（2）89与86合成：合成声压级＝89＋1.8＝90.8dB；（3）90.8与84合成：90.8＋0.84＝91.64dB；（4）91.64与82合成：91.64＋0.46＝92.1dB（5）由于92.1－78＝14.1dB，因而78、70dB两个声源可忽略不计。则总声压级为92.1dB。（四）噪声级的相减1、噪声级相减是按照能量的相减进行的。•噪声级的相减与相加类似，实质都是声能的加和减。•例：室内有两个噪声源，同时工作时总声压级为82dB，当其中一个声源停止工作时，测得室内声压级为81dB，试求另一声源的声压级。•解：由于82－81＝1dB，则另一声源声压级＝81－6＝75dB。三、噪声的危害1、噪声对听力的损伤•长期在强噪声环境下工作，会使内耳听觉组织受到损伤，造成耳聋；——慢性的噪声性耳聋•听力损失用500Hz、1000Hz和2000Hz三个频率上听力损失的平均值来表示。•听力正常（听力损失在15dB以内)；接近正常（听力损失15～25dB)；轻度耳聋（听力损失25～40dB)；中度耳聋（听力损失40～65dB)；重度耳聋（听力损失65dB以上）。•噪声级在80dB以内，才能保证人们长期工作不发生耳聋。在90dB以下，只能保证80％的人工作40年后不会耳聋；85dB仍会有10％的人产生噪声性耳聋。•强噪声性耳聋，或爆震性耳聋2、噪声对睡眠的干扰•40dB的连续噪声可使10％的人睡眠受到影响；70dB的连续噪声可使50％的人受到影响；•40dB的突发性噪声可使10％的人惊醒，到