环境学概论第六章物理环境

第六章物理环境污染主要内容第一节噪声污染第二节电磁辐射污染第三节放射性污染第四节光污染第五节热污染一.噪声的定义与分类1.定义：人们不需要的，使人厌烦并干扰人的正常生活、工作和休息的声音。2.分类：①从感觉上●过响声●妨碍声●不愉快声●无影响声第一节噪声概述②从产生机理上●机械噪声●空气动力噪声●电磁性噪声二、噪声的污染特性●噪声污染：是指噪声强度超过了人类生产和生活活动所容许的程度，对人类健康或生产产生危害的现象。1.是物理性污染，无污染物；2.没有后效作用；3.是局部和多发性的；噪声是一种感觉公害，在环境中不残留，不能集中处理，需要特殊的方法进行控制。三、噪声的来源根据产生情况，城市环境噪声的来源主要有：图1.工业噪声；是造成职业性耳聋的主要原因2.交通运输噪声；是城市噪声的主要来源(图)3.社会生活噪声；(图)没有直接生理危害，却最易影响学习、休息和睡眠4.建筑施工和土木工程噪声(图)四、噪声的危害1.导致听力损失；暂时性听阈迁移；永久性听阈迁移；完全失听2.干扰睡眠、休息和谈话；3.引以多种生理疾病；心脏病；消化系统疾病；神经系统疾病4.影响人的心理；5.影响儿童的智力和胎儿发育；6.对动物的影响；7.对建筑物的影响。五、噪声的控制1.噪声的传播过程三要素：噪声源、传播途径和接受者2.控制噪声的基本方法①声源上降低噪声；A机械噪声●利用润滑或阻尼物料减少摩擦或撞击；●用焊接代替铆接；●用无声液压或挤压代替冲压，用压力机代替锻锤。B空气动力噪声●选择合适的空气动力机械设计参数，减少气流脉动，减少周期性激发力；●降低气流速度，减少气流压力突变，以降低湍流噪声；●降低高压气体排放压力和速度；●安装合适的消声器。C电磁噪声●电动机噪声：合理选择沟槽数和级数；在转子沟槽中充填一些环氧树脂材料，以降低振动；增加定子的刚性；提高电源稳定度；提高制造和装配精度。●变压器电磁噪声：减少磁力线密度；选择低磁性硅钢材料；合理选择铁心结构，铁心间隙充填树脂性材料，硅钢片之间采用树脂材料黏贴。②在传播途径上控制噪声；③在接受点阻止噪声；A吸声降噪●吸声材料：多孔材料；共振吸声材料●吸声结构：吊挂结构；有空气层B消声器降噪●阻性(图)、抗性、损耗型、扩散、复合不仅与吸声材料有关，还与所选的吸声结构有关C隔声技术●典型的隔声措施是隔声罩、隔声间、隔声屏。●内用：佩戴耳塞●外用：佩戴耳罩；头盔补充：噪声的度量1.描述声波的客观物理量①频率；声压；声强；声功率●频率反映声调的高低，单位赫兹(Hz)，用r表示；客观物理量均以1000Hz为基准度量●声压度量声音强弱，单位为帕，用P表示闻阈声压2×10-5P；痛阈声压20P(1000Hz)●声强：度量声音强弱，单位牛顿/米2，用I表示；声强与声压的关系：●声功率：度量声源特性，单位瓦(W)，用W表示；002cPIIdsWI—声波沿面积元ds的法线方向传播的声强②声压级；声强级；声功率级声压级是目前普遍采用的度量声音大小的物理量声压级符号LP单位：分贝(dB)定义：将待测声压的有效值Pe与参考声压P0的比值取以10为底的常用对数，再乘以20。即：Pe---声压的有效值P0---基准声压，其值为2×10-5帕0lg20PPLpe思考：如果有几种声音同时发声，其总的声压级如何计算？例：设有两个噪声，其声压级分别为LP1dB和LP2dB，求叠加后的声压级LP1+2？011lg20ppLp10201110LPPP10202210LPPP1010202221211010LPLPPPP022lg20ppLp02121lg20ppLp1020212110LPPP1010102121101010LPLPLP例：设有两个噪声，其声压级分别为LP1dB和LP2dB，求叠加后的声压级LP1+2？)1010lg(1010102121LpLpLP当LP1=LP2时，LP1+2=LP1+10=LP1+3(dB)2lg当LP1≠LP2时，LP1+2=LP1+10=LP1+α(dB))101lg(10Lp结论：若有几种声音同时出现，其总的声压级为由大到小每两个声压级取其增值逐一相加而得。计算：声压级分别为83、85、78、90dB的四种声音共存时，其总的声压级为多少？声压级差（L大－L小）012345678910增值α（分贝）3.02.52.11.81.51.21.00.80.60.50.4当两种声音共存时，其声压级差的增值声压级α为：解：对各声压级由大到小排序，分别设定为LP1=90dB;LP2=85dB;LP3=83dB;LP4=78dB.∵LP1-LP2=5dB，查表得α=1.2dB,则LP1+2=LP1+α=90+1.2=91.2dB∵LP1+2-LP3=8.2dB,查表得α=0.6dB(四舍五入)，则LP1+2+3=LP1+2+α=91.8dB∵LP1+2+3-LP4=13.8dB，因为α＞10dB，忽略不计，∴LP总=91.8dB答：总声压级为91.8dB。②声强级符号LI单位：分贝(dB)定义：将待测声强I与参考声强I0的比值取以10为底的常用对数，再乘以10。即：I---被测声强I0---基准声强，其值为10-12瓦/米20lg10IILI③声功率级符号LW单位：分贝(dB)定义：将声功率与基准声功率的比值取以10为底的常用对数，再乘以10。即：W---声功率W0---基准声功率，其值为10-12瓦注意：对于一定的声源，其声功率级是不变的，而声压级、声强级都随测点的不同而变化。0lg10WWLW二、噪声的主观评价1、响度级：频率为1000Hz纯音的声压级为其响度级。单位：方(LN)例1：某声源发出的声音听起来和1000Hz，声压级为90dB的纯音一样响，则此声源的响度级为例2：求100Hz，声压级为67dB纯音的响度级。等响曲线：把听起来同样响的各相应声压级按频率連成一条曲线，称为等响曲线。（90LN）(60LN)人耳对低频声音反应迟钝，对高频声音反应敏感。频率越低的声音，人耳能感觉出时，它的声压级就越高。②计权声级(噪声计原理)在噪声测量仪器---声级计中设计了一特殊的滤波装置，对所接受到的声音按频带设一定的衰减来模拟人耳的听觉特性。通常有A、B、C三种计权网络。●A计权网络即为噪声计的工作原理，是模拟等响曲线中40方的曲线而设计的，测得的噪声值较接近人的听觉；●B网络是模拟等响曲线中70方的曲线而设计的，对250Hz以下的声音有较大的衰减；●C网络是模拟等响曲线中100方的曲线而设计的，在整个频率范围内近乎平直，一般用它代表总声级；HS5633数字声级计的使用步骤：①选择监测点：②测量区域环境噪声值：接通电源开关；将动态特性选择开关置于“F”（快）或“S”（慢），通常选用“S”慢档；将功能选择开关置于“MEAS”；示器上的读数为测量结果，记录测量结果，类似地进行多次（100次以上）测量，并依次记录测量结果，多次测量结果的平均值即为某测点的环境噪声值；③改变测点，重复以上操作，得到各测点的环境噪声值；并分析变化原因。城市区域噪声标准适用区间类别昼间夜间特殊住宅区04535居民、文教区15040居住、商业、工业混杂区26050工业集中区36555交通干线道路两侧47055实验说明：①测量最大声级时，按一下最大值保持开关，显示器上出现箭头符号并保持在测量期间内的最大声级；②检测某区域环境噪声是否超标时，需要将功能选择开关置于“SET”，用起子调节声级设定电位器，使显示器显示测定区域对应的噪声标准，再将功能选择开关置于“MEAS”，当测定区域的声级超过设定的声级时，过载指示灯将亮。注意事项：①声级计的校正；②电池的更换。第二节电磁辐射污染一、电磁辐射的来源天然源：人为源射频电磁辐射(图)高频交变电磁场脉冲放电雷电；宇宙辐射等(图)表：电磁辐射频段分类二、电磁辐射的危害1.危害人体健康●热效应能使人体组织温度升高，引起生理机能变化，导致放射机能性障碍和功能紊乱，严重时造成植物神经功能紊乱，可致癌，还可能损伤眼睛；●非热效应引起的生理变化效应比较隐蔽，致病机理复杂，对健康的危害具有潜伏性；●对生殖系统影响较严重；2.工业干扰信号干扰与破坏3.对安全的危害引燃引爆三、电磁辐射的控制1.设计合理的电器及电子设备，减少设备的电磁泄露；2.工业合理布局，使电磁污染远离稠密居民区；3.技术防护●屏蔽防护主动屏蔽和被动屏蔽●吸收防护4.其他措施●制定设备的辐射标准并进行严格控制；●实行遥控和遥测，提高自动化程度，以减少工作人员接触高强度电磁辐射的机会。补充：电磁辐射应该怎样防(图)第三节放射性污染一、放射性物质的来源图：放射性射线1．天然放射源宇宙射线；宇宙核素；原生核素2．人工放射源①核反应(图)②核能生产(图)补充：切尔诺贝利的教训（图)③医疗照射④其他人工污染源二、放射性污染的危害●大剂量的照射，会破坏人体和动物的免疫功能，损伤其皮肤、骨骼及内脏细胞；●小剂量长期照射，可导致白血病、骨癌、甲状腺癌等疾病；●放射性还能损害遗传物质，引起基因突变和染色体畸变。三、放射性防护方法1.外照射防护①缩短受照时间②增加和放射性源之间的距离③将人体屏蔽起来2.内照射的防护(图：放射性核素进入人体的途径)第四节光污染一、光污染的来源1.白亮污染图2.人工白昼污染图3.彩光污染图二、光污染的危害●长时间白亮光照射会使视力急剧下降，引起白内障；导致神经衰弱；易诱发火灾和车祸；补充：白纸污染●过度的城市夜景照明将危及正常的天文观测；还会伤害鸟类和昆虫●黑光灯长期照射可诱发流鼻血、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。三、光污染的控制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必要的安全防护措施；3.采用个人防护措施(防护眼镜、面罩)第五节热污染一、热污染的类型1、水体热污染2、大气热污染二、热污染的危害1.水体热污染的危害①影响水生生物的生长②导致水中溶解氧降低③藻类及湖草大量繁殖④引起疾病流行，危害人类健康2．大气热污染的危害①导致全球变暖，加快生物物种灭绝②热岛效应使城市大气污染加剧③降低了人体的正常免疫功能三、热污染的控制1．改进热能利用技术，提高热能利用率2．提高降温技术水平，减少废热排放量3．废热的综合利用4．科学地进行城市环境区划1.噪声污染的特性；2.设有四个噪声源，声压级分别为86、94、80、90dB，计算叠加后的声压级为多少？3.日常生活中如何免受噪声污染；4.联系实际说明光污染、电磁污染的来源与控制；5.思考物理环境污染与环境要素污染的异同。复习与思考题：生活噪声施工噪声雷电火山爆发原子弹爆炸秦山核电站高楼在阳光的照耀下熠熠生辉幕墙白亮污染侵袭城市环境白亮污染人工白昼人工白昼彩光污染高楼在阳光的照耀下熠熠生辉幕墙白亮污染侵袭城市环境1.试从环境学角度，设计一种理想的人居模式；2.结合近年不断出现的各种“灾害”，分析环境问题是否违背自然规律？