9其他物理污染与防治

1环境保护概论第九章其他物理污染与防治陇东学院化学化工学院仵博万（wǔbówàn）Tel:[phone]QQ:2592729134Email:[e-mail]2本章主要内容9.1放射性污染与防治9.2电磁辐射污染及防治9.3热污染及防治9.4光污染及防治3放射性元素的原子核在衰变过程放出α、β、γ射线的现象，俗称放射性。放射性污染是指因人类的生产、生活等活动排放的放射性物质，使环境中的放射性水平高于天然本底或放射环境标准，从而危害人体健康的现象。9.1.1放射性污染9.1放射性污染与防治4放射性污染事故：（1）核设施泄露（1986年前苏联切尔诺贝利核电站爆炸）；据白俄罗斯政府1997年公布的资料，切尔诺贝利核事故所泄漏的放射性粉尘有70％飘落在白俄罗斯境内。在事故发生初期，白俄罗斯大部分公民都受到了不同程度的核辐射，大约6000km2的土地无法使用，400多个居民点成为无人区，政府不得不关闭了600多所学校、300多个企业和54个大型农业联合体。到目前为止，还有200多万人生活在核污染区。白俄罗斯政府预计，核事故给白俄罗斯的直接经济损失在2350亿美元以上，相当于白俄罗斯32个财政年的总和，政府为了消除危害，每年拨款要占整个国家预算的20％～25%。核事故严重影响了人们健康，尤其是对儿童的健康。白俄罗斯儿童甲状腺癌、白血病的数量迅速增加，新生儿生理残疾者剧增。白俄罗斯儿童甲状腺癌的比率，在发生核事故前为1:200万，与其他国家相差无几。但到1994年为1:1万，上升了200倍，某些地区甚至高达1:1000，上升了2000倍。1997年，白俄罗斯卫生部门对距切尔诺贝利约400km处的一所学校的数百名学生进行体检。几乎没有一个是健康的，都患有不同程度的慢性疾病。椐专家估计，完全消除事故影响需要800年的时间，将经过整整40代人。5放射性污染事故：（2）核弹爆炸（1945年日本广岛和长崎）；（3）其他放射性物质扩散。6表9-1高辐射剂量对人体的影响剂量（雷姆）影响100000100001000700200100几分钟死亡几小时死亡几天内死亡几个月内90%死亡，10%幸免几个月内10%死亡，90%幸免没有人在短期死亡，但是大大增加了患癌症和其他缩短寿命的机会，女子不育，男子在2—3年也不育7（一）天然辐照源天然辐照源是自然界中天然存在的辐射源，人类从诞生起一直就生活在这种天然的辐射之中，并已适应了这种辐射。天然辐射源主要来自于：①地球上的天然放射源，主要的有铀（235U）、钍（232Th）核素以及钾（40K），碳（14C）和氚（3H）等；②宇宙间高能粒子构成的宇宙射线，以及在这些粒子进人大气层后与大气中的氧、氮原子核碰撞产生的次级宇宙线。天然放射性物质在自然界中的分布很广，存在于矿石、土壤、天然水、大气和动植物的组织中。一般认为，天然辐射基本不会影响人体的安全。9.1.2放射性污染的来源8(二)人工辐射源20世纪40年代核军事工业逐渐建立和发展起来，50年代后核能逐渐被利用到动力工业中。近几十年来随着科学技术的发展，放射性物质被更广泛地应用于各行各业和人们的日常生活中，因而构成了放射污染的人工污染源。（1）核爆炸的沉淀物。核试验，使地球表面明显地增加了人工放射性物质。核爆炸时会产生大量的放射性裂变产物，随同高温气流被带到不同的高度，大部分在爆点的附近地区沉降下来，较小的粒子能进入对流层甚至平流层，绕地球运行，经数天，数月或数年缓慢地沉降到地面，因此，核试验的污染带有全球性。且为放射性环境污染的主要来源。9（2）核工业过程的排放物。核能应用于动力工业，构成了核工业的主体。核工业的废水、废气、废渣的排放是造成环境放射性污染的一个重要原因。核燃料的生产、使用及回收形成了核燃料的循环，在这个循环过程中的每一个环节都会排放种类、数量不同的放射性污染物，对环境造成程度不同的污染。核动力工业中如核电站的建立和运转，可产生放射性裂变产物。目前，全世界核电站已达443座。从一座核电站排放出的放射性物质，虽然其极微量的浓度几乎检不出来，但核电站的温排水排放量很大，经过水生生物的生物链，被成千上万倍地浓缩，成为放射性物质污染的一个来源。10（3）医疗照射的射线随着现代医学的发展，辐射作为诊断、治疗的手段越来越广泛应用，且医用辐照设备增多，诊治范围扩大。辐照方式除外照射方式外，还发展了内照射方式，如诊治肺癌等疾病就采用内照射方式，使射线集中照射病灶。但同时这也增加下操作人员和病人受到的辐照，因此医用射线已成为环境中的重要人工污染源。（4）其他方面的污染源。某些用于控制、分析、测试的设备使用了放射性物质，对职业操作人员会产生辐射危害。如某些生活消费品中使用了放射性物质，如夜光表、彩色电视机等；某些建筑材料，如含铀、镭量高的花岗岩和钢渣砖等，它们的使用也会增加室内的辐照强度。11放射性对人体的危害（一）进入人体途径呼吸道－人体－肺，血液全身消化道－人体－肝脏，血液，全身皮肤或粘膜－人体－可溶性物质易被皮肤吸收（伤口的吸收率更较高）12（二）危害1.损伤机理1）α、β高速带电粒子属直接电离粒子。2）γ射线等不带电的粒子为间接带电粒子。——统称为电离辐射：引起生物组织内原子、分子电离，破坏组织中的大分子结构。2.影响因素－射线性质剂量、次数、时间、部位、方式。（致死剂量、半致死剂量）3.损伤方式－急性、慢性（远期效应、躯体效应、遗传效应）。13①急性损伤当人体遇到核爆炸、核事故时，一次或短期内受到大剂量的射线照射，体内的各组织、器官和系统将会遭受严重的伤害，轻者出现病症，重者造成死亡。急性照射时的机体效应受照射剂量/Gy急性效应0~0.25无可检出的临床效应0.5血相发生轻度变化、食欲减退1疲劳、恶心、呕吐1.25血相发生显著变化、将有20%~25%的被照射者发生呕吐等急性放射性病症状224h内出现恶心、呕吐，经过大约一周的潜伏期，出现毛发脱落、全身虚弱的病症4(半死剂量)数小时内出现恶心、呕吐，两周内毛发脱落，体温上升，三周后出现紫斑、咽喉感染、极度虚弱的病症，50%的人四周后死亡，存活者半年后可逐渐康复≥5(致死剂量)1~2h内即出现严重的恶心，呕吐的症状，一周后出现咽喉炎、体温增高、迅速消瘦等症状，第二周就会死亡14③远程效应远程效应指人体遭受急性照射后经过若干时间或长期遭受低剂量的照射，数年后才表现出的躯体效应或遗传效应的现象。常见的躯体效应有白血病、白内障及各种癌症，常见的遗传效应有基因突变和染色体畸变，在第一代表现为流产、死胎、畸型和智力不全等，在以下几代可能出现变异、变性和不孕等。②慢性损伤若放射源长期对人体产生辐射，将会引发各种慢性损伤。放射性物质进入环境后，不仅会对人体产生外辐射，还将通过物质的循环(如呼吸、饮水及食物链)进入人体内产生内辐射。内辐射的危害程度因放射性物质的种类及其在体内的积蓄量、分布于各组织器官的不同而有所不同。主要危害为白血球减少、白血病及其他恶性肿瘤等。159.1.3放射性污染的防治由各种辐射污染源产生的放射性废物，按其物理形态可分为放射性废气、放射性废水（液）和放射性固体废物。但不同场合、不同设备所产生的这些放射性废物，其放射性水平各不相同。依据1977年国际原子能机构的建议，可将放射性废物作如表9-2所示分类。在处理这些放射性废物时，针对不同情况可按比放射性进行分类处理。16表9-2国际原子能机构建议的放射性废物分类标准废物相态类别比放射性（A）（3.7×1010Bq/m3）废物表面剂量（D）[2.58×10-4C/（kg·h）]备注液体12345A≤10-610-6A≤10-310-3A≤10-110-1A≤10410-4A—一般可不处理处理时不用屏蔽处理时可能需要屏蔽处理时必须屏蔽必须先冷却气体123A≤10-1010-10A≤10-610-6A—一般不处理一般用过滤法处理用其他严格方法处理固体1234D≤0.20.2D≤2.02.0Dα放射性用Bq/m3表示β、γ辐射占优势含α辐射体微量从危险的观点确定α辐射占优势，β、γ辐射微量17放射性污染的防治表9-3我国《辐射防护规定》中有关剂量当量的规定限值分类年有效当量限值①器官或组织年剂量当量限值辐射工作人员②一次事件的事先计划特殊照射一生中的事先计划特殊照射16~18岁学生、学徒工、已知怀孕妇女50mSv（5rem）100mSv（10rem）250mSv（25rem）15mSv（1.5rem）眼晶体150mSv（15rem）其他每个器官或组织500mSv（50rem）公众人员③（含16周岁学生、学徒工）1mSv（0.1rem）皮肤和眼晶体50mSv（5rem）（一）防治标准18（1）外照射防护。①为了尽量减少射线对人体的照射，应使人体远离辐射源，并减少受照时间。②在采用这些方法受到限制时，常用屏蔽的办法，利用屏蔽材料对射线的吸收降低外照射剂量。α射线的防护。α射线射程短，穿透力弱，因此用几张纸或薄的铅膜，即可将其吸收。β射线的防护。β射线穿透物质的能力强于α射线，因此对屏蔽β射线的材料可采用有机玻璃、烯基塑料、普通玻璃及铅板等。γ射线的防护。γ射线穿透能力很强，危害也最大，常用具有足够厚度的铅、铁，钢、混凝土等屏蔽材料屏蔽γ射线。（2）内照射防护。内照射防护的基本原则是阻断放射性物质通过口腔、呼吸器官、皮肤、伤口等进人人体的途径或减少其进入量。（二）防治措施19对放射性废物中的放射性物质，现在还没有有效的办法将其破坏，以使其放射性消失。因此，目前只是利用放射性自然衰减的特性，采用在较长的时间内将其封闭，使放射强度逐渐减弱的方法，达到消除放射污染的目的。（二）防治措施（一）放射性废液的处理（1）稀释排放。对符合我国《放射防护规定》中规定浓度的废水，可以采用稀释排放的方法直接排放，否则应经专门净化处理。（2）浓缩贮存。对半衰期长或放射强度高的废液，可使用浓缩后贮存的方法。对高放射性的废液可采用玻璃固化。固化物可深埋或贮存于地下，使其自然衰变。（3）回收利用。在放射性废液中常含有许多有用物质，因此应尽可能回收利用。20（二）放射性固体废物的处理。放射性固体废物主要是指铀矿石提取铀后的废矿渣，被放射性物质玷污而不能再用的各种器物，以及前述的浓缩废液经固化处理后所形成的固体废弃物。（1）对铀矿渣的处置。目前采用的是土地堆放或回填矿井。这种方法不能根本解决污染问题，但目前尚无其他更有效的可行办法。（2）对被玷污器物的处置。这类废弃物包含的品种繁多，根据受玷污的程度以及废弃物的不同性质，可以采用不同方法进行处理。①去污。用适当的清洗剂进行擦拭、清洗，可将大部分放射性物质清洗下来。②压缩。对容量小的松散物品用压缩处理减小体积，便于运输、贮存及焚烧。③焚烧。对可燃性固体废物可通过高温焚烧大幅度减容，同时使放射性物质聚集在灰烬中。焚烧后的灰渣可在密封的金属容器中封存，也可进行固化处理。④再熔化。对无回收价值的金属制品，还可在感应炉中熔化，使放射性被固封在金属块内。21（三）放射性废气的处理。对于低放射性废气，特别是含有半衰期短的放射物质的低放射性废气，一般可以通过高烟筒直接稀释排放。对于含有粉尘或含有半衰期长的放射性物质的废气，则需经过一定的处理，如用高效过滤的方法除去粉尘，碱液吸收去除放射性碘，用活性炭吸附碘、氪、氙等。经处理后的气体，仍需通过高烟筒稀释排放。22电场和磁场的交互变化产生电磁波。电磁波在自由空间以一定的速度向四周传递的现象，叫电磁辐射。电磁辐射是一种能量的传递，与电磁波的功率、密度及频率等因素密切相关。过量的电磁辐射就造成了电磁污染。目前，电磁辐射已被公认为是在大气污染、水污染、噪音污染之后的第四大公害，引起了世界各国的重视，联合国人类环境大会将电磁辐射列入必须控制的主要污染物之一。9.2.1电磁辐射污染9.2电磁污染与防治23电磁辐射对人体危害的程度与电磁波波长有关。对人体危害程度：微波超短波短波中波长波，微波对人体作用最强的主要原因：高频率引起机体内分子振荡激烈，摩擦作用强，