環(huán)境工程導論物理性污染與控制工程ppt課件

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物理性污染與控制,環(huán)境工程導論,1,內 容,一、物理性污染概述 二、噪聲污染與控制 三、電磁輻射污染與控制 四、放射性污染與控制 五、 熱輻射污染與控制 六、光污染與控制,2,一、物理性污染概述,一. 基本概念 1.物理性污染 物理性污染是指由物理因素引起的環(huán)境污染 2.物理性污染種類 噪聲污染、電磁輻射污染、核輻射污染、光污染和熱污染 3. 物理性污染特性 污染源消失，污染隨即停止； 沒有累積性效應； 無色無味。,3,二、噪聲污染與控制,一. 基本概念 1.噪聲 將雜亂無章，聽起來不和諧的聲音或不需要的聲音。 2.環(huán)境噪聲 把工業(yè)生產、建筑施工、交通運輸和社會生活中所產生的，使人討厭、受害和不需要的聲音。 3.噪聲污染 指當所產生的環(huán)境噪聲超過國家規(guī)定的環(huán)境噪聲排放標準，并干擾他人正常生活、工作和學習的現(xiàn)象。,4,二、噪聲污染與控制,二.城市區(qū)域環(huán)境噪聲功能區(qū)的分類和標準值 1.功能區(qū) 0類: 特別需要安靜的區(qū)域。位于城郊和鄉(xiāng)村的這一類區(qū)分別按嚴于0類標準5dB執(zhí)行； 1類: 以居住、文教機關為主的區(qū)域。 2類: 居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)； 3類: 工業(yè)區(qū)； 4類: 城市中的道路交通干線道路兩側區(qū)域,穿越城區(qū)的內河航道兩側區(qū)域。穿越城區(qū)的鐵路主、次干線兩側區(qū)域。,5,二、噪聲污染與控制,二.城市區(qū)域環(huán)境噪聲功能區(qū)的分類和標準值 2.標準值 五類，不同功能類別執(zhí)行相應類別的標準值。功能類別高的標準值嚴于低的區(qū)域。（表） 3．夜間突發(fā)噪聲限值 夜間突發(fā)的噪聲，其最大值不準超過標準值15dB,6,二、噪聲污染與控制,二.其它環(huán)境噪聲標準 國際標準化組織已接受A分貝為評價噪聲的標準，并規(guī)定90dB(A)為保護人體健康和聽力的最高限值，這個標準已為世界各國普遍接受。 1、《工廠企業(yè)廠界噪聲標準》(GB12348-90)； 2、《摩托車和輕便摩托車噪聲限值》(GB16169-1996)； 3、《地下鐵路車站站臺噪聲標準》(GB14227-93)； 4、中國工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標準(單位：dB(A)),7,二、噪聲污染與控制,二. 噪聲的影響 1.生理影響 聽力損傷；睡眠干擾； 對交談、工作思考的干擾（表）； 對動物的干擾等。 2. 心理影響 三.噪聲的測量量 聲壓級：LP=20lg(p/p0) 噪聲表示單位：分貝（dB ）,1．環(huán)境噪聲測量量： 等效連續(xù)A聲級LAeq、最大A聲級LAmax、 計權有效連續(xù)感覺噪聲級（LWECPN） 2．噪聲源測量量 聲壓級或倍頻帶聲壓級、聲功率級、A計權聲功率級。,8,二、噪聲污染與控制,四. 噪聲源： 交通運輸噪音； 工業(yè)生產噪音； 建筑施工噪音； 公共活動噪音 五. 噪聲污染的三個要素： 聲源 聲音傳播途徑 接受者,9,二、噪聲污染與控制,第二節(jié) 噪聲級的衰減計算 一．噪聲級相加計算方法 1.噪聲級的相加 a. 公式法： b.查表法： 2.噪聲級的相減： 例題：某工廠內有4種機器，單獨運行時的聲壓級分別為84 dB、82 dB、86 dB、89dB，他們同時運行時的聲壓級為多少？,10,二、噪聲污染與控制,第二節(jié) 噪聲級的衰減計算 二.點聲源隨傳播距離增加而衰減 1.點噪聲源隨傳播距離增加引起的衰減值 距點聲源r1處傳播到r2處的衰減值： 例題：某廠鼓風機產生噪聲，距鼓風機3m處測得的噪聲為85 dB，鼓風機距居民樓30m，該鼓風機在居民樓處產生的聲壓級為多少？若居民樓執(zhí)行55 dB噪聲標準，要使居民樓噪聲達標，則居民樓應離鼓風機的距離是多少？,,思考:某廠鍋爐產生的噪聲源2m處測量為80dB(A)，試判斷距離噪聲源20m處的居民樓處晝夜是否達標？若超標，請分析噪聲源必須設置在多遠處才會使得噪聲值達標？(標準值：白 天65 dB(A) ，夜間55 dB(A) ),11,二、噪聲污染與控制,六.噪聲污染防治技術措施 1．從聲源上控制噪聲 2．從傳播途徑上控制噪聲 總體設計上合理布局 ； 充分利用噪聲隨距離的衰減規(guī)律； 利用屏障阻止噪聲傳播（圖） ； 利用聲音輻射的指向性控制噪聲傳播； 應用吸聲材料和吸聲結構（圖）。 3．對接收者的防護,12,二、噪聲污染與控制,七.噪聲污染防治管理措施 管理內容 1．法律、法規(guī)和行政規(guī)章 《中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法》（1996） 《關于進一步加強高考期間噪聲管理的通知》 （1998） 《關于加強社會生活噪聲污染管理的通知》 （1999） 《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準》(GB3096-93) 《工廠企業(yè)廠界噪聲標準》(GB12348-90),13,三、電磁輻射污染與控制,第一節(jié) 電磁輻射基本概念及類型 一、基本概念 1.電場與磁場 ※ 電場：帶電體周圍存在的一種場。 ※ 磁場：在電流通過的導體周圍所產生的具有磁力的場。 2.電磁場與電磁輻射： ※ 電磁場：交替產生的具有電場和磁場作用的物質空間。 ※ 電磁輻射：電磁場的能量以電磁波形式由源發(fā)射到空間的現(xiàn)象。,14,三、電磁輻射污染與控制,第一節(jié) 電磁輻射基本概念及類型 一、基本概念 3.電磁輻射污染： 接受者長期暴露在超過安全輻射劑量下，產生傷害的現(xiàn)象。 4.電磁環(huán)境： 是存在于給定場所的所有電磁現(xiàn)象的總和。 5.電磁騷擾： 任何可能引起裝置、設備或系統(tǒng)性能降低或對有生命或無生命物質產生損害作用的電磁現(xiàn)象。,人們?yōu)榱诵蜗蟮乇磉_電磁波輻射與電磁能量的泄漏。以及由此而造成的污染，通稱其為“電子煙霧”。既然稱之為“電子煙霧”，那么必然會構成一定程度和一定范圍的危害。,15,,,,,（一）,電磁輻射污染源的種類,16,自然電磁場源,雷電,火山活動,17,太陽活動和宇宙射線,自然電磁場源,18,家用電器,人工電磁場源,電子設備,19,表4-2 人工電磁場源分類,20,大功率輸電線,人工電磁場源,21,三、電磁輻射污染與控制,第二節(jié) 電磁輻射源及其傳播 一、電磁輻射污染源 1．天然的電磁輻射污染源 2．人為的電磁輻射污染源 某些電氣和電子設備運行中產生各種頻率的電磁輻射 發(fā)射設備； 通信、雷達及導航發(fā)射設備設施 工業(yè)、醫(yī)療、科研用高頻設備 ① 工業(yè)用電磁輻射設備; ② 交通設備; ③ 電力設備; ④ 醫(yī)療用電磁輻射設備; ⑤ 科研及其它用途電磁輻射設備.,22,表4.1 一些設備的電磁波的頻譜和用途,23,第二節(jié) 電磁輻射源及其傳播途徑 二、電磁污染的傳播途徑 1．空間輻射傳播途徑 是指電磁波通過空間直接輻射 2．線路傳導傳播途徑 是指借助電磁耦合由線路傳導 三、電磁污染污染的危害 1．電磁輻射對電器設備的干擾 ① 使航空通信受到干擾; ② 對廣播電視信號造成的干擾; ③ 干擾了當?shù)匕傩帐湛措娨?,三、電磁輻射污染與控制,24,三、電磁輻射污染與控制,三、電磁輻射污染的危害,,,,25,對人體健康危 害的影響因素,三、電磁輻射污染的危害,周圍環(huán)境,受體差異,輻射源,頻率（波長）,電磁場強度,波形,照射時間,與輻射源距離,累計頻次,,,26,電磁輻射危害,電離輻射（高頻）,非電離輻射（低頻）,,,電離輻射是指波長短、頻率高、能量高的射線（粒子或波的雙重形式）。能在生物物質中產生離子對的輻射,,27,熱效應機理,偶極子轉向,離子振動,電磁感應渦流損耗,,,,當然．這些影響不是絕對的，因個人身體狀況的不同而有所差異，個人身體條件，個體適應性與敏感程度．以及性別、年齡和工齡不同，電磁場對機體的影響也不相間。 頻率越高、強度越大，上述效應越大,28,電磁能在機體的作用特性,吸收作用：含水量70%以上（皮膚、肌肉、肝臟、腎臟、心臟），介電常數(shù)高（50-70），電導率高（100Ω.cm)，吸收電磁能量高,折、反射：含水量70%以下（脂肪、骨骼），介電常數(shù)小(4-8)，電導率小(600-3500 Ω.cm )，吸收少，折、反射,,,29,第二節(jié) 電磁輻射源及其傳播途徑 三、電磁污染污染的危害 2．電磁輻射對人體健康的危害 ※軀體效應 人體接受電磁輻射后,體內極性與非極性分子,在電磁場作用下,極性分子重新排列,非極性分子可被磁化. 危 害 ①增加兒童患白血病概率;②誘發(fā)癌癥并加速人體癌細胞增殖; ③影響人的生殖系統(tǒng); ④影響人的心血管系統(tǒng); ⑤對人的視覺系統(tǒng)有不良影響,三、電磁輻射污染與控制,30,第二節(jié) 電磁輻射源及其傳播途徑 三、電磁污染污染的危害 2．電磁輻射對人體健康的危害 ※種群效應(五類人群最受電磁輻射的侵害) ①生活和工作在高壓線、變電站、電臺、電視臺、雷達站和電磁發(fā)射塔附近的人員; ②經常使用電子儀器、醫(yī)療設備、辦公自動化設備的人員; ③生活在現(xiàn)代電器自動化環(huán)境中的工作人員; ④佩戴心臟起博器的患者; ⑤生活在以上環(huán)境里的孕婦、兒童、老人及病患者等.,三、電磁輻射污染與控制,31,第三節(jié) 電磁輻射污染的防護 一、行政管理措施 二、技術工程措施 1．區(qū)域控制及綠化 ①自然干凈區(qū)； ②輕度污染區(qū) ③廣播輻射區(qū)； ④工業(yè)干擾區(qū) 2．屏蔽防護 ①主動場屏蔽防護； ②被動場屏蔽防護 3．對接受者進行防護,三、電磁輻射污染與控制,32,第一節(jié) 概述 1.基本概念 ?放射性元素：自然界和人工生產的元素中，有一些能自動發(fā)生衰變，并放射出肉眼看不見的射線。這些元素統(tǒng)稱~。 ?核輻射：原子核從一種結構或一種能量狀態(tài)轉變?yōu)榱硪环N結構或另一種能量狀態(tài)過程中所釋放出來的微觀粒子流。 ?放射性：放射性元素的原子核在衰變過程放出α、β、γ射線的現(xiàn)象。 ?放射性污染：由放射性物質所造成的污染。,四、放射性污染與控制,33,第一節(jié) 概述 2.環(huán)境中的放射源 ?天然放射源（輻射源）： 宇宙射線、陸地輻射源和體內放射性物質。 ?人工放射源（輻射源）： ※ 原子能工業(yè)排放的放射性廢物; ※ 核武器試驗的沉降物; ※ 醫(yī)療放射性物質; ※ 科研排出的含有放射性物質的廢水、廢氣、廢渣等。 ?其它放射源（輻射源）：消毒行業(yè)，農業(yè)，工業(yè),四、放射性污染與控制,34,第一節(jié) 概述 3. 放射性危害 ? 急性損傷 如果人在短時間內受到大劑量的Ｘ射線、γ射線和中子的全身照射，就會產生急性損傷。在極高的劑量照射下，發(fā)生中樞神經損傷至直死亡。 ?慢性損傷 由于多次照射、長期累計的結果，將會造成慢性放射病。,四、放射性污染與控制,35,第二節(jié) 輻射劑量學基礎 一、常用的輻射量和單位 1、天放射性活度(A)： 單位時間內放射線原子核所發(fā)生的核轉變數(shù)。Bq(貝可) 2、照射量(X) ： 表示γ射線或X射線在空氣中產生電離程度大小的輻射量。庫侖/千克(C/kg) 3、吸收劑量(D) ： 單位質量受照物質中所吸收的平均輻射能量。 Gy (戈瑞) 4、劑量當量(H) ：輻射對人體造成生物效應的嚴重程度或發(fā)生概率，輻射防護上采用劑量當量進行表示。Sv(希沃特),四、放射性污染與控制,36,第二節(jié) 輻射劑量學基礎 二、輻射防護的量和單位 1、危害度： 指某個組織或器官接受單位劑量照射后引起的第i種有害效應的概率。10-2/Sv. 表 幾種對輻射敏感器官的危險度,四、放射性污染與控制,37,第二節(jié) 輻射劑量學基礎 二、輻射防護的量和單位 2、劑量與效應的關系： ※ 隨機性效應：發(fā)生概率(而非嚴重程度)與劑量大小有關的效應。 ※ 確定性效應：一種有“閾值”的效應。當受照劑量大于閾值，就會發(fā)生確定性效應。 3、基本限值 ※ 職業(yè)照射劑量限值(▲)：※ 公眾照射劑量限值(▲). 4、外照射與內照射：,四、放射性污染與控制,① 由監(jiān)管部門決定的連續(xù)5年的年平均有效劑量，20mSv； ② 任何一年中的有效劑量，50 mSv； ③ 眼晶體的年當量劑量，150 mSv； ④ 四肢（手與足）或皮膚的年當量劑量，500 mSv。,①年有效劑量，1 mSv； ②特殊情況下，如果5個連續(xù)年的年平均劑量不超過1 mSv/a,則某一單一年份的有效劑量可提高到5 mSv； ③眼晶體的年當量劑量，15 mSv； ④皮膚的年當量劑量，50 mSv。,外照射：體外輻射源對人體的照射. 內照射: 進入人體內的放射性核素作為輻射源對人體的照射.,38,第三節(jié) 放射性污染與防止 一、放射性廢物的特點及分類 1、放射性廢物特點： ※ 長期危害性； ※ 處理難度大； ※ 處理技術復雜。 2、放射性廢物分類 ※ 高放射性廢物； ※ 中放射性廢物； ※ 低放射性廢物。,四、放射性污染與控制,39,第三節(jié) 放射性污染防治 《中華人民共和國放射性污染防治法》(2003頒布), 2003.10.1實施。 二、輻射防護 1、輻射防護的三原則 ※ 時間的正當性; ※ 防護水平的最優(yōu)化; ※ 個人受照的劑量限值。 2、外照射防護方法 ※ 受照射時間的控制; ※ 增大與輻射源間的距離; ※ 采用屏蔽。,四、放射性污染與控制,40,第三節(jié) 放射性污染防治 二、輻射防護 3、控制內照射的基本原則 ※ 防止或減少放射性物質進入體內; ※對于放射性核素可能進入體內的途徑要予以防范. 三、輻射防護的基本措施 1、對于外照射的防護措施 ※ 距離防護：盡可能遠的遠離放射源; ※ 時間防護：盡量縮短操作時間，從而減少所受輻射量; ※ 屏蔽防護：針對α、β、γ射線，采用不同措施。,四、放射性污染與控制,41,第三節(jié) 放射性污染防治 三、輻射防護的基本措施 2、對于內照射的防護措施 ※ 防止呼吸道吸收：防止氣體放射性核素進入呼吸道; ※ 防止胃腸道吸收：被放射性核素沾污的食物、水等經口由胃腸進入人體; ※防止由傷口吸收：防止某些放射性核素透過完整皮膚進入人體。,四、放射性污染與控制,42,第四節(jié) 放射性廢物處理技術 一、放射性固體廢物處理技術 3、常用固化方法： ※ 低中放射廢物 水泥固化、瀝青固化、塑料固化； ※ 高放射、a放射廢物： 玻璃固化、陶瓷固化。,四、放射性污染與控制,43,第四節(jié) 放射性廢物處理技術 二、放射性廢液處理技術 常用處理方法： ※ 低中放射廢液、洗衣和淋浴水：凝沉淀、吸附、反滲透； ※ 低中放射廢液、高放射廢液：蒸發(fā)方法 ※ 低中放射廢液：離子交換法。 三、放射性廢氣處理技術 常用處理方法： ※ 吸附方法,四、放射性污染與控制,44,四、放射性污染與控制,45,第一節(jié) 熱污染類型及來源 熱污染是指現(xiàn)代工農業(yè)生產和人類生活中排出的各種廢熱所導致的環(huán)境污染。 1.基本類型 ※ 水體熱污染； ※ 大氣熱污染。 2.基本來源 ※ 工業(yè)生產中排放的廢熱; ※ 城市居民生活中排放的廢熱。 3.熱污染的危害 ※廢熱水對水環(huán)境的影響; ※廢熱氣體對城市空氣環(huán)境的影響.,五、熱污染及其控制,46,第二節(jié) 熱污染評價及防止 一. 熱污染評價與標準 1. 水體熱環(huán)境評價與標準 ※ 利用地表水環(huán)境質量標準; ※ 受納水體的周溫升≤1；周平均最大溫降≤2. 2. 大氣熱環(huán)境評價與標準 ※ 利用生理熱環(huán)境指標； ※有效溫度；將干球溫度、濕度、空氣流速對人體溫暖感和冷感綜合成一個單一數(shù)值的任意指數(shù)；,五、熱污染及其控制,47,第二節(jié) 熱污染評價及防止 一. 熱污染評價與標準 2. 大氣熱環(huán)境評價與標準 ※ 利用生理熱環(huán)境指標； 有效溫度；將干球溫度、濕度、空氣流速對人體溫暖感和冷感綜合成一個單一數(shù)值的任意指數(shù)； ※ 干-濕-黑球溫度：干球溫度、濕球溫度和黑球溫度法測定的溫度值按比例加權平均，可反應環(huán)境溫度對生理的影響. ※ 操作溫度：平均溫度和空氣溫度關于各自對應的換熱系數(shù)的加權均值。 ※ 預測平均熱反應指標:很冷,冷,涼,適中,溫暖,熱,很熱.,五、熱污染及其控制,48,第二節(jié) 熱污染評價及防止 二. 熱污染防止 1.改進燃燒裝置和熱能利用技術，提高熱能利用率; 熱泵、熱管、隔熱材料、空冷技術 2. 廢熱利用可以減少熱污染; 3.利用降溫冷卻，減少廢熱氣體對空氣環(huán)境的熱污染.,五、熱污染及其控制,49,七、光污染及其控制,第一節(jié) 概述 光是以電磁波顯示傳播的輻射能，人眼看到的是可見光，范圍380-780nm。在此波長范圍中不同波長的可見光會引起人眼產生不同的顏色，并隨著波長的變化而變化。,50,第一節(jié) 概述 1.光的基本物理量： ※ 光通量:以人眼的光感覺量為標準來評價光的輻射通量。 ※ 發(fā)光強度:光通量在空間的分布狀況，即光通量的空間密度。 ※ 照度:被照面上單位面積上所接受的光通量數(shù)值。 ※ 亮度:發(fā)光體在視線方向單位面積上的發(fā)光強度。 ※ 曝光量:受照表面的照度對被照時間的積分。 ※ 色彩：用來描述光環(huán)境的舒適度（?）。 ※ 明度:光的明暗程度，或稱色彩的明暗程度。,七、光污染及其控制,51,第一節(jié) 概述 2.光源及其類型： ※光源：自然光源和人工光源。 ※ 類型: ① 自然光源：太陽和月亮 ② 人工光源： ? 熱輻射光源； ? 氣體放電光源； ? 其它光源。 運用不同的光照方式，在藝術上會獲得不同的效果（?）。,七、光污染及其控制,52,第一節(jié) 概述 3.光污染： 是指環(huán)境中光照射(輻射)過強，對人類或其他生物的正常生存和發(fā)展產生不利影響的現(xiàn)象。 4.光污染的來源： ① 玻璃幕墻所形成的光污染； ② 夜景照明所形成的光污染。,七、光污染及其控制,53,第一節(jié) 概述 5.城市光污染種類： ①白亮污染:陽光照射強烈時，建筑物的玻璃幕墻、釉面磚墻、磨光大理石和各種涂料等反射光線，明晃白亮、眩眼奪目。 ②人工白晝:廣告燈,瀑布燈和霓虹燈閃爍奪目,使夜間如同白天。 ③彩光污染:彩色光源構成了彩光污染。 6.城市光污染的危害： ① 危害人體健康; ② 光污染對行車安全的影響; ③ 光污染對城市生態(tài)平衡產生不利影響。,七、光污染及其控制,54,七、光污染及其控制,第二節(jié) 光環(huán)境評價及質量標準 一. 天然光環(huán)境的評價 1、采光系數(shù) 2、采光系數(shù)標準 二. 人工光環(huán)境的評價 《民用建筑照明設計標準》（1990，GBJ133-90） 《工業(yè)企業(yè)照明設計標準》（1992，GB50034-92）,,,55,七、光污染及其控制,第三節(jié) 城市光污染的防治 一、可見光污染防止 二、紅外線污染、紫外線污染防止 三、管理措施,,,56,