环境工程第6讲噪声、光、热等其他环境污染及控制

第6讲噪声、光、热等其他环境污染及控制★6.1噪声污染及其防治★6.2光污染及其防治6.3热污染及其控制6.4其他环境污染(辐射污染）思考题1、什么是光污染？了解光污染的类型、危害及其防治。2、什么是噪声污染？噪声污染的来源及其危害。噪音污染形成的三个因素是什么？3、什么是电磁辐射污染？电磁辐射的来源有哪些？其危害表现在哪些方面?6.1.1噪声的概念、度量及其防治声音是自然界的一种物理现象环境噪声是干扰人们正常生活与工作，污染声学环境的社会公害一、噪声的概念凡是不需要的、使人厌烦并对人类生活和生产有妨碍的声音都是噪声。此外，振幅和频率杂乱，断续或统计上无规则的声振动，也称为噪音。二、噪声的度量声压与声强声强与声压的关系：J=P2/ρc式中ρ——介质的密度（kg/m3）c______声音的传播速度（m/s）声压级•听阈（yu）－人耳接收声波后向大脑传递信号，产生听觉，当人刚能感受到的最小声压；约为2×10－5Pa•痛阈－当人耳听觉开始感到疼痛时的声压约为20Pa•听域－听阈和痛阈之间的声音范围。－单位分贝（dB）•分贝概念－被测声压与基准声压之比的对数乘以20的dB数。计算公式:LP=20lg(p/p0)(dB)（听域：0～100dB）1981年，在美国举行的一次现代派露天音乐会上，当震耳欲聋的音乐声响起后，有300多名听众突然失去知觉，昏迷不醒，100辆救护车到达现场抢救。噪声研究始于17世纪，20世纪50年代后，噪声被公认为是一种严重的公害污染。1960年11月，日本广岛市的一男子被附近工厂发出的噪声折磨得烦恼万分，以致最后刺杀了工厂主。无独有偶，1961年7月，一名日本青年从新泻来到东京找工作，由于住在铁路附近，日夜被频繁过往的客货车的噪声折磨，患了失眠症，不堪忍受痛苦，终于自杀身亡。同年10月，东京都品川区的一个家庭，母子3人因忍受不了附近建筑器材厂发出的噪声，试图自杀，未遂。中国也是噪声污染比较严重的国家，全国有近2／3的城市居民在噪声超标的环境中生活和工作着，对噪声污染的投诉占环境污染投诉的近40％。噪声被称为“无形的暴力”，是大城市的一大隐患。有人曾做过实验，把一只豚鼠放在173分贝的强声环境中，几分钟后就死了。解剖后的豚鼠肺和内脏都有出血现象。1959年，美国有10个人“自愿”做噪声实验。当实验用飞机从10名实验者头上10-12米的高度飞过后，有6人当场死亡，4人数小时后死亡。验尸证明10人都死于噪声引起的脑出血。可见这个“声学武器”的威力之大。社会生活噪音来源－日常活动和社会活动所造成的噪音宣传的高音喇叭、家庭开放的录音机、燃放爆竹等产生的噪声特点－无处不在繁华的商业区、居民住宅区、文化娱乐区－大多数是人为造成的－没有生理危害，只会使人心烦，不舒服，干扰休息和社会活动三、噪声的来源及其特点社会生活、交通运输、工业生产、建筑施工生活噪声交通噪声污染来源－由各种交通运输工具在行驶过程中产生，像地面上行驶的小轿车、载重汽车、电车、火车、拖拉机、摩托车等各种车辆；江河中行驶的各种船只；空中航行的飞机。－行驶速度增加一倍，噪声提高6～10dB特点城市噪声中影响范围较大、噪声级较高的与车辆构造、道路宽度、坡度、质量、交通流量等有关行驶速度尤其重要飞机噪声－飞机噪声大，影响区域广，受害人数多。工业噪声来源工厂的机器、高速运转的设备、金属加工机床、发动机、发电机、风机等。特点声源位置固定，声强也相对稳定工业噪声大，且连续时间长，有的则是常年运行，昼夜不停直接对生产工人造成危害，对附近的居民影响也很大。建筑施工污染建筑施工机械运转及各种施工活动中产生的噪声来源－旧市区、街区的拆建、以及新城区的建设大量进行、道路的拓宽、给排水管道的铺设－施工中各种机械需要经常移动、起吊和安装特点－声源位置相对固定，且有一定的时限性－具有突发性、冲击性、不连续推土机噪声：78~96dB搅拌机噪声：75~88dB风钻噪声：82~98dB混凝土破碎机噪声：88dB打桩机噪声：95~105dB6.1.2噪声的特征及其危害噪声的特征（与大气污染、水污染相比）①任何声音都可以成为噪声②噪声具有局部性③噪声污染在环境中不会有残留的污染物存在，一旦噪声源停止发声后，噪声污染也立即消失。④噪声一般不直接致病或致命，它的危害是慢性的或间接的。噪声的危害（8个方面）①睡眠干扰－40dB的连续噪声可使10％的人受到影响－70dB可影响到50％－突发的噪声在40dB时，可使10％的人惊醒，到60dB时，可使70％的人惊醒－由于睡眠受干扰而不能入睡所引起的失眠、耳鸣多梦、疲劳无力、记忆力衰退－医学上称为神经衰弱症候群，在高噪声环境下，其发病率可达到50％～60％以上②损失听力－声级在80dB以下的职业性噪声暴露，可能造成听力损失，一般不致于引起噪声性耳聋－80dB～85dB，会造成轻度的听力损失－85dB～90dB，会造成少量的噪声性耳聋；－90dB～100dB，会造成一定数量的噪声性耳聋－100dB以上，会造成相当多的噪声性耳聋－高至90dB的噪声，也只产生暂时性的病患，休息后即可恢复噪声的危害关键在于其长期作用③对人体生理的影响－引起人体紧张的反应，刺激肾上腺素的分泌，引起心率改变和血压升高。－噪声会使人的唾液、胃液分泌减少，易患胃溃疡和十二指肠溃疡。胃溃疡发病率是安静时的5倍－引发女性性机能紊乱，月经失调，孕妇流产率增高－极强的噪声，会引起人死亡④对人体心理的影响－使人烦恼激动易怒，甚至失去理智－使人疲劳，往往会影响精力集中和工作效率－分散人们的注意力，易引起工伤事故⑤影响儿童和胎儿发育－儿童的智力发育缓慢－吵闹环境下儿童智力发育比安静环境中的低20％－母体产生紧张反应，会引起子宫血管收缩，以致影响供给胎儿发育所必需的养料和氧气⑥干扰语言交流－60dB噪声下，普通交谈声的交谈距离仅为1.3m，大声交谈距离为2.5m。⑦影响动物生长－强噪声会使鸟类羽毛脱落，不下蛋，甚至内出血，最终死亡－20世纪60年代，美国F104喷气式飞机在俄克拉荷马市上空做超声速飞行试验，飞行高度10000m，每天飞越8次，共飞行6个月，导致附近农场10000只鸡中6000只被杀死⑧损害建筑物－在美3千99万件喷气飞机使建筑物受损害的事件中，抹灰开裂的占43％，损坏的占32％，墙开裂的占15％，瓦损坏的占6％，造成的经济损失1978年约为60-277亿＄6.1.3噪声控制措施（3个因素：声源、传播途径、接收者）行政管理、城市规划和噪声控制技术等多方面实施降低设备噪声是实现噪声限制标准和降低环境噪声的重要方法声源治理是降低噪声最有效和最根本的办法工程技术上主要采用吸声、消声、隔声、隔振、阻尼等方法吸声－用吸声材料和吸声结构降噪的技术吸声系数的概念声波入射到材料表面时，被材料吸收的声能与入射声能之比称为吸声系数。用α表示特点一般材料的吸声系数在0.01～1.00之间。其值愈大，表明材料的吸声效果愈好。多孔吸声材料类型分为纤维型、泡沫型和颗粒型吸声过程是能量转变过程声波入射到多孔材料表面，大部分声波经空隙传播到材料内部，使材料空隙中的分子和纤维受激发而振动，因空气分子间的粘滞阻力作用以及空气分子和纤维间的摩擦作用，使振动的动能变成热能而降噪纤维多孔吸声材料：玻璃纤维、矿渣棉、毛毡、甘蔗纤维、木丝板泡沫型吸声材料：聚氨基甲脂酸泡沫塑料颗粒型吸声材料：膨胀珍珠岩和微孔吸声砖多孔吸声材料对低频声的吸声能力差共振吸声结构•薄板共振吸声结构－不穿孔的薄板（金属板、胶合板、硬质纤维板、石膏板、塑料等）使它的周围固定，背后留有一定厚度的空气层。－声压交变作用引起薄板的弯曲振动，薄板和固定支点间的摩擦，以及薄板内部引起的内摩擦损耗，使振动的动能变成热能而降噪－对低频的声音有良好的吸收性能，共振频率一般在80Hz～300Hz。•单个空腔共振吸声结构由腔体和颈口组成的共振结构－亥姆霍兹共振器•穿孔板共振吸声结构－有多个单孔共振腔并联组成－吸收声音频率与板厚、腔深和穿孔率有关缺点－对频率的选择性很强，－在共振频率时具有最大的吸声性能－偏离共振频率时则吸声效果较差－吸收声音的频带比较窄，一般只有几十赫兹到200Hz的范围•微穿孔板吸声结构－有较宽的吸声结构，不必填放多孔材料和织物，也能达到较高的吸声能力。特点－具有美观、轻便的优点－穿孔直径较小，制造工艺比较复杂，制造成本也较高吸声材料只吸收反射声，对声源直接发出的直达声无作用吸声材料对房间的降噪不超过10～15dB隔声用墙板、门窗、隔声罩等将噪声源与接收者分开，使噪声在传播过程中受到阻挡而降低噪声的传递的方法隔声构件的透射系数与透射损失透射系数τ为：τ＝E透/E总E总为入射声波的能量E透为透过墙面的声波能量透射损失用TL表示TL＝10/τ（dB）隔声墙－对于实心的均匀墙体，其隔声能力决定于墙体的单位面积重量，其值愈大则隔声性能愈好－声波投射到墙面时，声压使墙体发生振动，墙体质量愈大惯性力也愈大，引起振动愈困难，故隔声效果愈好隔声间－隔声间内表面的吸声量愈大，隔声间内面积愈小，其隔声量则愈大。－隔声间中门、窗和孔洞是隔声间中最薄弱环节－一般门窗隔声量15～20dB，普通墙体隔声量≥30～40dB隔声罩概念－当噪声源比较集中或只有个别噪声源时，可将噪声源封闭在一个小的隔声空间内。特点－抑制机械噪声的较好方法，能获得很好得减噪效果－柴油机电动机空压机球磨机等强噪设备，常常使用隔声罩来减噪。振动的阻尼振动阻尼的原理－基于材料的内摩擦原理涂有阻尼材料的金属薄板作弯曲振动，振动能量传递给阻尼材料，阻尼材料忽而被拉伸，忽而被压缩，使阻尼材料内部分子产生相对位移产生相对摩擦，使振动的能量转变为热能而被消耗掉。阻尼系数－衡量材料阻尼大小的物理量－用η表示。－表示物体将振动能量转化为热能的本领。－阻尼系数愈大，吸收振动的能力就愈强。噪声的个人防护耳塞耳罩防噪声头盔噪声监测仪光污染（4分53）国际上一般将光污染分成3类，即白亮污染、人工白昼和彩光污染。概念人类活动对周围的光环境造成危害，使原来适宜的光环境变得不适宜，进而使人的视觉和健康受到影响的现象白亮产生的光电离子污染主要来自建筑物装潢的各种玻璃幕墙及各种装饰墙面。这些玻璃幕墙和装饰墙面，在阳光普照时常常光芒四射，其表面反射系数比绿色草地、深色或毛面砖石装饰物的表面反射系数大８—１０倍。强光还极易与空气中的光电离子结合共成公害。长时间生活在此环境中的人，发生眼角膜炎、角膜受损、视力急剧下降、白内障等的发生率高达４０％—４８％。同时，可引起头昏心烦、失眠多梦、食欲低下、情绪低落、疲乏无力等症状，影响健康。镜子污染人工白昼夜幕降临后，商场、酒店上的广告灯、，交通路灯、车灯闪烁夺目，令人眼花缭乱。有些强光束甚至直冲云霄，使得夜晚如同白天一样，即所谓人工白昼。在这样的“不夜城”里，夜晚难以入睡，扰乱人体正常的生物钟，导致白天工作效率低下。人工白昼还会伤害鸟类和昆虫，强光可能破坏昆虫在夜间的正常繁殖过程。车灯污染彩光污染：舞厅、夜总会安装的黑光灯、旋转灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源构成了彩光污染。据测定，黑光灯所产生的紫外线强度大大高于太阳光中的紫外线，且对人体有害影响持续时间长。人如果长期接受这种照射，可诱发流鼻血、脱牙、白内障，甚至导致白血病和其他癌变。彩色光源让人眼花缭乱，不仅对眼睛不利，而且干扰大脑中枢神经，使人感到头晕目眩，出现恶心呕吐、失眠等症状。科学家最新研究表明，彩光污染不仅有损人的生理功能，还会影响心理健康。霓虹灯污染光污染及其防治光污染的危害•紫外线污染－臭氧的减少，越来越多的太阳紫外线辐射到达地球的地层大气和地表，将对人类健康产生重要的影响－眼病、皮肤病和传染病的发病率增加•红外线污染•波长在760～106nm的电磁辐射•人工红外辐射源：加热金属、熔融玻璃、钨灯、氖灯、红外激光器•在军事、医疗、地质勘探、气象、卫星、环境监测等应用广泛－皮肤受到短期红外线照射，使局部升温、血管扩张，出现红斑反应，停照红斑消失－适量的红外