1、第第7 7章章 物理性污染及其控制技术物理性污染及其控制技术 Physical pollution and control technology2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论1导读导读：声音、光和热是人类所必须的，但不适宜的声音、光和热会给人类带来危害，这就形成了噪声污染、光污染和热污染。现代社会是一个信息化、电气化、核发展的时代，家用电器、电子设备和核电在带给人们享用的同时，也向人类索取着代价。家用电器和电子设备在使用或生产过程中，都会产生不同波长和强度的电磁辐射，对人体健康具有潜在危害，对人类生存环境构成新的污染和威胁，成为当今社会中存在的第四大污染电磁污染，又称“
2、电子烟雾”。光、热、声音、电、磁、核衰变等都是物理学研究的范畴，故把噪声污染、光污染、热污染、电磁污染和放射性污染归为物理性污染。物理性污染是如何产生的？有何危害？它们有没有共同的特性？如何防止这些污染，保障人们的身体健康？这已是一个摆在人们面前十分重要和迫切需要解决的问题。提要提要：本章分别系统阐述了噪声、振动、电磁辐射、放射性、热、光等物理因素的基础知识、污染特性、评价方法及标准、控制原理与技术。要求要求：通过本章学习，了解和掌握各种物理性污染的定义、特点、特性、危害及防护措施和法律标准。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第2页页7.1噪声污染及其控制技术噪声污染及其
3、控制技术 7.1.1噪声源及其分类噪声源及其分类 噪声（Noise）是指在人的生存环境中出现了一些妨碍人的生活、学习、生产与思考的，令人感到不愉快的声音。向外辐射声音的振动物体称为声源（Sound source）。噪声源（Noise source）可分为自然噪声源（Natural noise）和人为噪声源（Man-made noise）两大类。目前人们尚无法控制自然噪声，所以噪声的防治主要是指人为噪声的控制。就人为噪声而言，则其来源可分为工业噪声(Industrial noise)、交通噪声(Traffic noise)、建筑噪声(Constructional noise)和社会生活噪声(So
4、cial activity noise)。从噪声产生的机理上分，噪声可以分为空气动力噪声(Aerodynamic noise)和机械振动噪声(Machinery vibration noise)两大类。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第3页页 1.交通噪声交通噪声 交通噪声包括飞机、火车、轮船、各种机动车辆等交通运输工具产生的噪声。其中以飞机噪声强度最大。交通噪声是活动的噪声源，对环境影响范围极大。尤其是汽车和摩托车，它们量大、面广，几乎影响每一个城市居民。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第4页页 2.工业噪声工业噪声 工业噪声主要是由机器运转而
5、产生的，如空压机、通风机、纺织机、金属加工机床等，还有机器振动产生的噪声，如冲床、锻锤等。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第5页页 3.建筑施工噪声建筑施工噪声 建筑施工噪声包括打桩机、混凝土搅拌机、推土机等产生的噪声。它们虽然是暂时性的，但随着城市建设的发展，兴建和维修工程的工程量与范围不断扩大，影响越来越广泛。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第6页页 4.社会生活噪声社会生活噪声 社会生活噪声主要指由社会活动和家庭生活设施产生的噪声，如娱乐场所、商业活动中心、运动高音喇叭、家用机械、电器设备等产生的噪声。2022年8月4日22时06分环境科学
6、导论环境科学导论第第7页页7.1.2噪声的污染特性噪声的污染特性 噪声对周围环境造成的不良影响被称为噪声污染。环境噪声污染是一种感觉公害，同时又是一种物理性污染，它与大气污染、水污染引起的公害不同，具有以下四个特点四个特点：1）噪声是人们不需要的声音总称，因此一种声音是否属于噪声全由判断者心理和生理上的因素所决定。2）噪声具有局部性。声音在空气中传播时衰减很快，它不像大气污染和水污染影响面广，而是带有局部的特点。3）噪声污染在环境中不会有残剩的污染物质存在，一旦噪声源停止发声后，噪声污染也立即消失。4）噪声一般不直接致命或致病，它的危害是慢性的或间接的。2022年8月4日22时06分环境科学导
7、论环境科学导论第第8页页7.1.3噪声的声学特性噪声的声学特性 噪声就是声音，因此它具有声音的一切声学特性和规律，噪声的强弱用噪声级(Noise level)衡量。1.频率频率(Frequency)声音是物体的振动以波的形式在弹性介质（气体、固体、液体）中进行传播的一种物理现象。这种波就是通常所说的声波。声波的频率等于造成该声波的物体振动的频率，单位为赫兹（Hz）。声波频率的高低，反映声调的高低。人耳能听到的声波的频率范围为2020000Hz。20Hz以下的称为次声，20000Hz以上的称为超声。人耳从1000Hz起，随着频率的减少，听觉会逐渐迟钝。2022年8月4日22时06分环境科学导论环
8、境科学导论第第9页页 2.声压声压(Sound pressure)在声音传播的过程中，空气压力相对于大气压的变化称为声压，其单位为帕斯卡（Pa）。3.声强（声强（Sound intensity）声强是声音的强度。1s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I表示），其单位为W/m2。声强I与声压（用P表示）的平方成正比，其关系式如下：式中：介质的密度，kg/m3；c 声音传播速度，m/s。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第10页页 4.声功率（声功率（Sound power）在单位时间内声源发射出来的总声能，称为声功率。单位为瓦特（W），常用符号W来表
9、示，声功率是声源特性的物理量，它的大小反映声源辐射声能的本领。5.声压级（声压级（Sound pressure level）声压级是描述声压级别大小的物理量。相当于声压P的声压级定义为：由上式可得：式中：-声压级，dB；P -声压，Pa；P0 基准声压，即1000Hz纯声的听阈声压，取为210-5 Pa。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第11页页pL 6.声强级（声强级（Sound intensity level）声强级是描述声波强弱级别的物理量。相当于声强I的声强级定义为L1：式中：I-声强，W/m2；I0-频率为1000Hz的基准声强值或听阈声强，取为10-12W/
10、m2。7.声功率级（声功率级（Sound power level）声功率级相当于声功率W的声功率级，定义为LW：式中：W-声功率，W；W0-基准声功率，取为10-12W。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第12页页 8.噪声级（噪声级（Noise level）声压级和频率共同对人的作用强弱称为噪声级。噪声计中设有A、B、C三种计权网络，其中A网络可将声音的低频大部分滤掉，能较好地模拟人耳听觉特性。由A网络测出的噪声级称为A声级，单位为分贝，计作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。为了较准确地评价噪声强弱，1971年国际标准化组织公
11、布了等效连续声级，它的定义是：采用下式计算等效连续A声级较为方便：式中：Li为等间隔时间t读的噪声级；n为读得的噪声级Li的总个数。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第13页页 反映夜间噪声对人的干扰大于白天的昼夜等效A声级（用Ldn表示），其计算公式如下：式中：Ld-白天（7：0022：00）的等效A声级；Ln-夜间（22：007：00）的等效A声级。公式中，夜间加上10dB以修正噪声在夜间对人的干扰作用。此外，统计A声级（用LN表示）则是反映噪声的时间分布特性，常见的有：L10表示10的时间内所超过的噪声级；L50表示50的时间内所超过的噪声级；L90表示90的时间内
12、所超过的噪声级。例如：L10=70dB，就是表示一天（或测量噪声的整段时间）内有10的时间，噪声超过70dB（A），而90的时间，噪声都低于70dB（A）。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第14页页 9.响度和响度级（响度和响度级（Loudness and loudness level）人耳听觉与声压级及频率三者之间关系的曲线等响曲线，如图7-1所示，纵坐标是声压级（或声压、声强），横坐标是频率。等响曲线是以1000Hz纯音作为基准声学信号，依照声压级的概念提出一个“响度级”数，以LN表示，单位称为“方”（phon）。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导
13、论第第15页页图图7-1 等响曲线等响曲线由等响曲线可知：由等响曲线可知：1）最下面的虚线是闻阈曲线，称为零响度级线。痛阈线是120方的响度级曲线。对应每个频率都有各自的闻阈声压级与痛阈声压级。在闻阈曲线与痛阈曲线之间是人耳能听到的全部声音。2）人耳对低频声较迟钝。频率很低时，即使有较高的声压级也不一定能听到。3）声压级愈小和频率愈低的声音，其声压级与响度级之值相差也愈大。4）人耳对高频声较敏感，特别是对于30004000Hz的声音尤为敏感。正由于这种原因，在噪声控制中，应当首先将中、高频的刺耳声降低。5）当声压级为100dB以上时，等响曲线渐趋水平，此时频率变化对响度级的影响不明显。7.1.
14、4噪声的危害噪声的危害 1.对人体健康的影响对人体健康的影响 一般来讲，40dB以下的环境声音是合适的，若大于40dB则可能是有害的噪声，就可能影响人们的睡眠和休息，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。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第16页页 2.对动物的影响对动物的影响 噪声对自然界的生物也有影响。3.对物质结构的影响对物质结构的影响 声音是由于物体振动而产生的。振动波在空气中来回运动和振动时，产生了声波。强烈的声波，能冲撞任何建筑物。150dB以上的噪声，由于声波的振动，会使玻璃破碎、建筑物产生裂缝，金属结构产生裂
15、纹和断裂现象，这种现象叫声疲劳。在160dB以上，导致墙体震裂以致倒塌。当然，在建筑物受损的同时，发声体本身也因“声疲劳”而损坏。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第17页页7.1.6环境噪声标准环境噪声标准 1.声环境质量标准声环境质量标准 2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第18页页 2.环境噪声排放标准环境噪声排放标准 主要包括工业企业厂界环境噪声排放标准（Environmental quality standard for noise）（GB12348-2008）、建筑施工场界环境噪声排放标准(Emission standard of env
16、ironment noise for boundary of constructionsite)（GB 12523-2011）、机场周围飞机噪声环境标准(Environment standard of aircraft noise around airport)（GB9660-88）等。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第19页页2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第20页页7.1.6噪声控制噪声控制 1.控制噪声源 （1）改进设备的结构设计 （2）改革生产工艺和操作方式 （3）提高机械的加工质量和装配精度 2.在传播途径上降低噪声 包括吸声、隔声、隔
17、振、减振、消声 3.噪声接受点的防护 2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第21页页图图7-2桥梁隔声屏桥梁隔声屏7.1.7吸声降噪吸声降噪 1.吸声降噪原理吸声降噪原理 吸声材料降噪(Acoustic noise reduction)是利用吸声材料松软多孔的特性来吸收一部分声波，当声波进入多孔材料的孔隙之后，能引起孔隙中的空气和材料的细小纤维发生振动，由于空气与孔壁的摩擦阻力、空气的粘滞阻力和热传导等作用，相当一部分声能就会转变成热能而耗散掉，从而起着吸声降噪作用。常把一个表面所吸收的声能E与入射到该面的声能Eo之比值称为吸声系数：式中：E-入射的声能量；Eo-被吸收的声
18、能量。吸声系数愈大，表明材料和结构的吸收效果愈好，多数吸声材料和吸收结构的值都在0.21间。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第22页页 2.吸声材科吸声材科 吸声材料(Sound absorption materials)多为多孔材料(Porous materials)。（1）无机纤维材料 主要有超细玻璃棉、矿渣棉、岩棉及其制品等。（2）泡沫塑料 用作吸声材料的是开孔型泡沫塑料制品。（3）有机纤维材料 早期使用的主要是植物性纤维材料，(如棉麻、甘蔗、木丝、稻草)及其制品(如软质纤维板、木丝板等)，现在已多为化学纤维所代替。（4）吸声建筑材料 主要有微孔吸声砖，膨胀珍珠岩
19、、加气混凝土等。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第23页页 3.共振吸声结构共振吸声结构 共振吸声结构(Resonant acoustic structure)是利用共振原理做成的各种吸声结构，用于对低频声波的吸收。（1）薄板共振吸声结构 由薄板(胶合板、石膏板、硬质纤维板、金属板等)及薄板和刚性壁面之间的空气层组成。（2）薄膜共振吸声结构 由人造革、漆布、不透气的帆布、塑料薄膜等膜状材料及膜与刚性壁之间的空气层所组成。（3）穿孔板共振吸声结构 由穿孔板(表面上打孔的金属板或非金属板)及板与刚性壁面之间的空气层所组成。（4）微穿孔板共振吸声结构 构造与穿孔板类似，板厚和
20、孔径均取0.21mm为宜，穿孔率可取2.5 4，这时吸声效果最好。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第24页页 4.吸声降噪技术吸声降噪技术 吸声降噪(Sound absorption lowering noise)是一种简单易行的噪声治理技术，它的降噪过程可用图7-3来加以说明。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第25页页图图7-3 室内声传播途径室内声传播途径 设计步骤设计步骤：1）测量待处理房间的噪声级和频谱。2）根据有关噪声标准确定房间内允许的噪声级并算出各频带需要的降噪量。3）通过计算或测量求出房间的平均噪声系数，确定吸声降噪所需增加的吸声
21、量。4）选择合适的吸声材料(或吸声结构)种类，厚度及安装方式，并确定吸声材料的面积。5）根据下述原则画出房间内吸声材料的布置图：吸声材料应分散布置在最易接触声波和反射次数最多的表面上；吸声材料要布置在不易损坏的部位，并考虑房间的总体装饰效果。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第26页页7.1.8隔声降噪隔声降噪 1.隔声降噪的基本原理隔声降噪的基本原理 隔声(Sound insulation)是噪声控制工程中常用的一种技术措施，它是利用墙体、各种板材及构件作为屏蔽物或是利用围护结构把噪声控制在一定范围之内，使噪声在空气中的传播受阻而不能顺利通过，从而达到降低噪声的目的。隔
22、声实际上包括隔声体(障碍物)对噪声的吸收和反射两个过程。隔声性能用隔声量R来衡量，单位是dB。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第27页页图图7-4 隔声降噪原理示意图隔声降噪原理示意图式中；Ii、It分别为入射声强和透射声强(Wm2)。2.常用的隔声构件常用的隔声构件 （1）隔声罩和隔声间 （2）隔声屏 隔声屏是放在噪声源和受声点之间的用隔声结构所制成的一种“声屏障”，它可以阻挡噪声直接传播到屏障后的区域，使该区域的噪声降低。声屏兼有隔声、吸声的双重功能。隔声屏的隔声效果与声波的频率高低、屏障的大小有关。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第28页页
23、图图7-5隔声屏对不同频率噪声的衰减特性隔声屏对不同频率噪声的衰减特性7.1.10消声降噪消声降噪 消声降噪(Muffler noise reduction)可通过消声器来实现。消声器是一类既能允许气流通过，又能阻止或减弱声波传播的装置，它是控制气流噪声通过管道向外传播的有效工具。1.消声器的种类消声器的种类 （1）阻性消声器 （2）抗性消声器 1）扩张室式消声器 2）共振腔消声器 （3）微孔板式消声器 2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第29页页7.2振动公害污染及其振动公害污染及其控制技术控制技术7.2.1振动公害污染振动公害污染 1.振动污染振动污染(Vibrati
24、on pollution)振动是一种很普遍的运动形式，当一个物体处于周期性往复运动的状态，就可以说物体在振动。振动和噪声一样，是当前一大公害。2.振动的来源振动的来源 环境振动污染主要来源于自然振动和人为振动。3.振动的特征振动的特征 振动的频率在2020000Hz的声频范围内时，振动源又是噪声源。4.振动的危害振动的危害 振动能直接作用于人体、设备和建筑等，损伤人的机体，引起各种病症，损坏设备，使建筑物开裂、倒塌等。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第30页页7.2.2振动公害污染的控制技振动公害污染的控制技术术 1.减少物体的振动减少物体的振动 (1)隔振隔振(Vib
25、ration isolation)在机器和地基之间合理地安装减振装置，以减少和阻止振动传入地基的一种技术措施，把振动能量限制在振源上，减少和阻止振动的传播和扩散。通常采用的隔振措施是装置隔振器、隔振元件和填充各种隔振材料。(2)阻尼阻尼(Damping)通过粘滞效应或摩擦作用把振动能量转换成热能而耗散的措施。(3)吸振吸振(Vibration absorption)在振动源上安装动力吸振器，也是有效降低振动的措施。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第31页页图图7-6 几种常用的隔振器示意图几种常用的隔振器示意图 2.控制振动传播途径控制振动传播途径 在振动传播途径上采取
26、改变振源位置，加大与振源的距离，或设置隔离沟以降低和隔离振动传播。隔离沟深度应大于振动波长的1/3。3.个人防护个人防护 穿防振鞋、带防振手套等，可防止全身振动和局部振动。综上所述，振动的防治，只有振源、振动传播途径和受振对象三个因素同时存在时，振动才能造成危害。因此必须从这三个环节进行振动治理，结合技术、经济和使用等因素分别采取合理措施。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第32页页7.3放射性污染及其控放射性污染及其控制技术制技术 7.3.1放射性物质放射性物质 2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第33页页 凡具有自发地放出射线特征的物质，叫放射性
27、物质(Radioactive substance)。这些物质的原子核处于不稳定状态，在其蜕变的过程中，自发地放出由粒子或光子组成的射线，并辐射出能量，同时本身转变成另一种物质，或是成为原来物质的较低能态。其放出的光子或粒子，将对周围介质包括肌体产生电离作用，造成放射性污染和损伤。射线的种类主要的有三种：1)射线。由粒子（氦的原子核42He）组成，带有2个正电荷，质量数为4，对物质的穿透力较小。2）射线。由粒子（高速运动的电子）组成，带有1个负电荷，对物质的穿透力比粒子强100倍。3）射线。射线是波长在10-8以下的电磁波。不带电荷，但具有很强的穿透力，对生物组织造成的损伤最大。7.3.2放射线
28、性质放射线性质 2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第34页页 放射性物质(Radioactive substance)在本身的转变过程中，并非同时放出三种射线，多数仅放一种，至多两种。(1)每一种射线都具有一定的能量 例如射线具有很高的能量，它能击碎 核，产生核反应：其中：为中子，而 就是人工产生的放射性核素，它可以通过衰变产生正电子 ：（2）它们都具有一定的电离能力 物质的分子或原子离解成带电粒子的现象。（3）它们各自具有不同的贯穿能力 粒子在物质中所走的路程长短。路程又称射程，射程的长短主要是由电离能力决定的。(4)它们能使某些物质产生荧光 利用这种致光效应检测放射性
29、核素的存在与放射性的强弱。（5）特殊的生物效应 损伤细胞组织，对人体造成急性和慢性伤害，有时还可以改变某些生物的遗传特性。7.3.3放射性度量单位放射性度量单位 1.放射性活度放射性活度(A)放射性活度(Radioactive activity)也称放射性强度，是指处于某一特定能态的放射性核素在给定时间内的衰变数，即放射性物质在单位时间内所发生的核衰变的次数。放射性活度单位为贝可勒尔，简称贝可（Bq）。1Bq表示放射性核素在1秒内发生1次衰变，即1Bq=1s-1。N为某时刻衰变的核素数；t为时间；为衰变常数，表示放射性核素在单位时间内的衰变几率。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科
30、学导论第第35页页 2.吸收剂量（吸收剂量（D）吸收剂量D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；电离辐射给予质量为dm的物质的平均能量。吸收剂量单位为戈瑞（Gy），简称戈，1戈瑞表示任何1kg物质吸收1J的辐射能量，即：吸收剂量率是指单位时间内的吸收剂量，单位为Gy/s。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第36页页 3.照射量（照射量（X）照射量只适用于X和辐射，它是用于X和射线对空气电离程度的度量。X是指在一个体积单元的空气中（质量为dm），有光子释放的所有电子（负电子和正电子）在空气中全部
31、被阻时，形成的离子总电荷的绝对值（负电子或正电子）。关系式如下：照射剂量单位为库仑/千克（C/kg)。单位时间的照射量率，单位为库仑/（千克秒）C/kgs。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第37页页 4.剂量当量（剂量当量（H）剂量当量（H）定义为在被研究的组织内，某一点上的吸收剂量（D）、品质因数（Q）和其他修正因素（N）的乘积，即：H=DQN 剂量当量的 SI 单位为 J/kg，并给定其专名为希沃特（Sv）。1Sv=1 J/kg。剂量当量率（H）为时间间隔（dt）内剂量当量（dH）的变化量，即：剂量当量率的SI单位为Sv/h。2022年8月4日22时06分环境科学导
32、论环境科学导论第第38页页 5.集体剂量当量集体剂量当量 集体剂量当量（S）用于评价人群受到照射所付出的危害代价。为受照群体某组（i）内Pi名成员平均每人的全身或某一器官所受到的剂量当量之和，即：2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第39页页 6.有效剂量当量有效剂量当量 有效剂量当量（HE)为人体各器官或组织受照射的剂量当量加权后的总和。所得结果能用同一剂量限值加以衡量，据此评价人体所受总损伤。用下式计算：2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第40页页7.3.4放射性污染放射性污染 放射性污染(Radioactive pollution)通常是指对人体
33、健康带来危害的人工放射性污染。1.射线的度量单位射线的度量单位 （1）居里（Ci）：物质放射源的强度。1Ci相当于每秒衰变3.71010次。（2）伦琴（R）：X或射线照射量。1R的照射量能在1kg空气中产生2.5810-4库仑电荷。即1R=2.5810-4/kg。（3）拉德（rad）：吸收剂量，曾经使用的度量单位1rad=0.01Gy。（4）雷姆（rem）：剂量当量，曾经使用的度量单位，1 rem=0.01sv。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第41页页 2.放射性污染的特点放射性污染的特点 1）绝大多数放射性核素毒性，按致毒物本身重量计算，均远远高于一般的化学毒物。2
34、）按辐射损伤产生的效应，可能影响遗传，给后代带来隐患。3）放射性剂量的大小，只有辐射探测仪器方可探测，非人的感觉器官所能感觉到。4）射线的辐照具有穿透性，特别是射线可穿过一定厚度的屏障层。5）放射性核素具有蜕变能力。当形态变化时，可使污染范围扩散。6）放射性活度只能通过自然衰变而减弱2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第42页页7.3.5放射性污染源放射性污染源 2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第43页页1.核试验的沉降物核试验的沉降物2.核工业的核工业的“三废三废”排放排放1）核燃料的生产过程产生的放射性废物，包括铀矿开采，铀水法冶炼工厂，核燃料精
35、制与加工过程。2）核反应堆运行过程产生的放射性废物，包括生产性反应堆、核电站与其它核动力装置的运行过程。3）核燃料处理过程产生的放射性废物，包括废燃料元件的切割、脱壳、酸溶与燃料的分离与净化过程。3.其它各方面的放射性污染其它各方面的放射性污染1）医疗照射引起的放射性污染。使用医用射线源对癌症进行诊断和医治过程中，患者所受的局部剂量差别较大，大约比通过天然源所受的年平均剂量高出几十倍，甚至上千倍。2）一般居民消费用品，包括含有天然或人工放射性核素的产品，如放射性发光表盘、夜光表及彩电产生的照射等。7.3.6放射性污染分类放射性污染分类2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第4
36、4页页1.放射性废液的分类放射性废液的分类（1）高水平废液 称居里级废液，每升含放射性强度在10-2Ci以上。（2）中水平废液 称毫居里级废液，每升含放射性强度在10-210-5Ci之间。（3）低水平废液 称微居里级废液，每升含放射性强度在10-5Ci以下。各国原子能机构采用的这种分类，其强度标准在国际上尚未取得一致，大约有一个数量级的出入。2.国际原子能机构建议的放射性废物分类标准国际原子能机构建议的放射性废物分类标准1977年国际原子能机构推荐一种新的放射性分类标准。分类表如表7-12所示。7.3.7放射性危害放射性危害 1.放射性作用机理放射性作用机理 放射性核素释放的辐射能被生物体吸收
37、以后（图7-7），要经历辐射作用的物理、物理化学、化学和生物学的四个阶段。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第45页页图图7-7放射性物质进入人体的途径放射性物质进入人体的途径2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第46页页（1）急性效应(Acute radiation effect)（2）远期效应(Long-term effects)照射直接作用于人体细胞内部的辐射方式称为内照射，具有以下几个特点：1）单位长度电离本领大的射线损伤效应强，同样能量的粒子比粒子损伤效应强，如果是外照射的话，粒子穿透不过衣物和皮肤；2）作用持续时间长。核素进入人体内的持续作
38、用时间要按 6个半衰期时间计算，除非因新陈代谢排出体外；3）绝大多数放射性核素都具有很高的比活度（单位质量的活度）；4）放射性核素进入人肌体后，不是均匀地分散于人体，而常显示其在某一器官或某一组织选择性蓄积的特点。这一特性造成内照射对某一器官或某几种器官的损伤力的集中。综合放射性核素内照射的上述特点可以看出，一旦环境污染后，内照射难以早期觉察，体内核素难以清除，照射无法隔离，照射时间持久，即使小剂量，常年累月之后也会造成不良后果。内照射远期效应的结果会出现肿瘤、白血病和遗传障碍等疾病。2.放射性对人的危害放射性对人的危害 过量的放射性物质进入人体（即过量的内照射剂量）或受到过量的放射性外照射，
39、会发生急性的或慢性的放射病（表7-13）。引起恶性肿瘤、白血病，或损害其它器官，如骨髓、生殖腺等。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第47页页7.3.8放射性放射性“三废三废”的处理与防治的处理与防治 2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第48页页 目前主要采取以下措施和方法。1)核工业厂址应选在周围人口密度较稀，气象和水文条件有利于废水废气扩散、稀释，以及地震烈度较低的地区。核企业工艺流程的选择和设备选型应考虑废物产生量少和运行安全可靠，严格防止泄露事故的发生。2)加强对核企业周围可能遭受放射性污染地区的监护，经常检测环境介质中的放射水平的变化，保障
40、居民和工作人员不受放射性伤害。3)对从事放射性工作的人员，应做好外照射防护工作。尽量减少外照射时间，增大人体与放射源的距离，进行远距离操作，在放射源与人体间设置屏蔽，阻挡或减弱射线对人体的伤害。4)加强对核工业废气、废水和废物的净化处理。7.4 电磁辐射污染及其电磁辐射污染及其控制技术控制技术 7.4.1电磁辐射电磁辐射 在电磁振荡的发射过程中，电磁波在自由空间以一定的速度向四周传递能量的过程或现象称为电磁波辐射(Electromagnetic radiation)。电磁波有很多种，各种电磁波的波长与频率各不相同。电磁波波长与频率的关系可用下式表示：其中，c为真空中的光速，其值为 2.9931
41、08 m/s，实际应用中常以空气代表真空。由此可知，在空气中，不论电磁波的频率如何，它每秒传播距离均为固定值（3108 m/s）。这里电磁波是指长波、中波、短波、超短波和微波。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第49页页7.4.2电磁污染电磁污染 2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第50页页 电磁污染又称电磁波污染(Electromagnetic wave pollution)或称射频辐射污染，指电磁辐射强度超过人体所能承受的或仪器设备所允许的限度时就构成电磁辐射污染，它是以电磁场的场力为特征，并和电磁波的性质、功率、密度及频率等因素密切相关。它是一
42、种无形的污染，已成为人们非常关注的公害，给人类社会带来的影响已引起世界各国重视，被列为环境保护项目之一。7.4.3电磁污染源电磁污染源 人为源按频率的不同可分为工频场源（Power frequency field source）与射频场源(Radio frequency(rf)field source)。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第51页页7.4.4电磁污染的传播途径电磁污染的传播途径 1.空间辐射空间辐射(Space Radiation)2.导线传播导线传播(Wire transmission)3.复合传播污染复合传播污染(Composite transmiss
43、ion pollution)2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第52页页7.4.5电磁污染危害电磁污染危害 2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第53页页1.电磁辐射影响生物组织电磁辐射影响生物组织（1）热效应 （2）非热效应 （3）累积效应 2 电磁辐射导致人体的病变电磁辐射导致人体的病变 射频电磁波对人体作用受到以下几个因素的影响：1)功率大小：设备输出功率愈大，辐射强度愈大，对人体的影响就愈大。2)频率高低：辐射能的波长愈短，频率愈高，对人体的影响就愈大。长波对人体的影响较弱，随着波长的缩短，对人体的影响加重，微波作用最突出。3)距离远近：离辐射
44、源愈近，辐射强度愈大，对人体的影响愈大。4)振荡性质：脉冲波对机体的不良影响，比连续波严重。3.电磁波对电子设备的干扰电磁波对电子设备的干扰7.4.6电磁污染的防治电磁污染的防治 1.执行电磁辐射安全标准执行电磁辐射安全标准 2.电磁屏蔽电磁屏蔽 电磁屏蔽(Electromagnetic shielding)是采用一些能抑制电磁辐射能扩散的材料，将电磁辐射源与外界隔离开来，将电磁辐射能有效地控制在所规定的空间内，阻止它向外扩散与传播，达到防止电磁污染的目的。3.远距离控制和自动作业远距离控制和自动作业 2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第54页页7.5光污染及其控制技术光
45、污染及其控制技术7.5.1光污染光污染 1.可见光污染可见光污染(Visible light pollution)(1)眩光污染(Glare pollution)(2)灯光污染(Light pollution)(3)视觉污染(Visual pollution)(4)其他可见光污染 2.红外光污染红外光污染(Infrared light pollution)3.紫外光污染紫外光污染(Ultraviolet light pollution)4.激光污染激光污染(Laser light pollution)2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第55页页7.5.2光污染的控制光污染
46、的控制 1）在不同的场合使用不同光源时，应尽量避免光污染，以减少对人体的损害。2）选择较理想的光源，例采用荧光灯照明可以避免紫外线和红外线幅射带来的伤害。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第56页页7.6 热污染及其控制技术热污染及其控制技术7.6.1热污染热污染 热污染(Thermal pollution)是指工业生产和现代生活中排出的废热所造成的环境污染。1.城市热岛效应城市热岛效应（Urban heat island effect)城市中的气温明显高于外围郊区的现象(在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就像突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的
47、城市区域，所以就被形象地称为城市热岛)。2.对水体的热污染对水体的热污染 工业生产过程产生大量的废热水流入水体后，使水体的热负荷或温度增高，从而引起水体物理、化学和生物过程的变化，既影响了环境生态平衡，又浪费能源。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第57页页7.6.2热污染对生态的影响热污染对生态的影响 2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第58页页1.城市热岛的危害城市热岛的危害 城市热岛效应(Urban heat island effect)形成因素：1)城市建筑物和铺砌水泥地面的道路热容量大，改变了地表的热交换特性，白天吸收的太阳辐射能，到夜晚大
48、部分又传输给大气，使得气温升高。2)人口高度密集、工业集中，大量人为热量散发。3)高大建筑物造成的地表风速小且通风不良。4)人类活动释放的废气排入大气，改变了城市上空的大气组成，使其吸收太阳辐射的能力及对地面长波辐射的吸收能力增强。冬季，由于城市热岛效应，使气温升高，出现暖冬现象使城市取暖季节比郊区缩短，节省城市取暖的能源消耗，削减大气污染。另一方面，减少城市积雪时间和深度，延长无霜期，利于植物生长，这些都是有利的一面。但夏季城市热岛可加强城市高温的酷热程度，尤其是对于低纬度城市，这种“过热环境”使居民感到不适，不仅使人们工作效率降低，严重时会引起中暑和心血管功能失调等疾病；空调降温又消耗能量
49、，污染环境，影响城市生态环境质量，而且夏季高温易导致火灾多发，加剧光化学烟雾的危害等。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第59页页2.水体热污染的危害水体热污染的危害 1)使水体溶解氧含量降低 2）加重水体中某些重金属及有毒物质的毒性 3）加剧水体富营养化进程 4）影响水生生物 5）热水使河面蒸发量大，失水严重 6）水温升高，降低冷却效率，造成资源浪费 7）热污染对农业生产的影响。热污染还会引起致病微生物的孳生与繁殖，给人类健康带来危害。7.6.3热污染的防治热污染的防治 1）在源头上，应尽可能多地开发和利用太阳能、风能、潮汐能、地热能等可再生能源。2）加强绿化，增加森林覆盖面积。绿色植物具有光合作用，可以吸收CO2，释放O2，还可以产生负离子。3）提高热能转化和利用率及对废热的综合利用。4）提高冷却排放技术水平，减少废热排放。5）有关职能部门应加强监督管理，制定法律、法规和标准，严格限制热排放。2022年8月4日22时06分环境科学导论环境科学导论第第60页页
