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了解物理性污染

摘要: 1.噪声1.1什么是噪声噪声是声的一种,它具有声波的一切特性,主要来源于物体(固体、液体、气体)的震动。 (1)狭义:从物理学观点来说,振幅和频率杂乱断续或统计上无规则的声振动称为噪声&n...

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1.噪声

1.1什么是噪声

噪声是声的一种,它具有声波的一切特性,主要来源于物体(固体、液体、气体)的震动。

  (1)狭义:从物理学观点来说,振幅和频率杂乱断续或统计上无规则的声振动称为噪声

  (2)   广义:从环境保护的角度来说,一般认为,凡是干扰人们工作、学习和休息的声音即不需要的声音统称为噪声。

   1.2噪声的特点

  (1)噪声只会造成局部性污染,一般不会造成区域性和全球型污染。

  (2)噪声污染无残余污染物,不会积累。

  (3)噪声源停止运行后,污染即消失。

  (4)噪声的声能是噪声源能量中很小的部分,一般认为再利用价值不大,故声能的回收尚未被重视。

   1.3.噪声的影响

  (1)听力损伤(听觉适应、暂时性听阈迁移或听觉疲劳、噪声性耳聋);

  (2)对睡眠(30-50dB)、交谈、通讯、思考及工作效率影响;

  (3)引起人体生理机能不良反应(神经系统、消化系统、心血管系统);

  (4)影响心理状态;

  (5)影响胎儿及儿童的发育;

  (6)损害视力;

  (7)对动物的影响;

  (8)   对仪器设备、建筑结构的影响。

 1.4.噪声的控制途径

    从声源上根治噪声:一是选用内阻尼大、内摩擦大的低噪声新材料;二是改进机器设备的结构,提高加工精度和装配精度;三是改善或者更换动力传递系统和采用高新技术,对工作结构从原理上进行革新;四是改革生产工艺和操作方法。

  (1)从传播途径上采取降噪措施:利用闹静分开的方法降低噪声;利用地形和声源的指向性降低噪声;利用绿化带降低噪声;采用声学控制手段降低噪声(吸声、隔声、消声)

  (2)在接收点进行防护:常用防护用具有防护面具、耳塞、防护棉、耳罩、防护头盔。

1.5.声波基本物理量(频率、周期、波长、声速)倍频程算法、带宽。

1.6.用什么表示声压的大小(什么是声压级)

  (1)声压是度量声音大小,强弱的物理量。

  (2)声压级:该声音的声压与基准声压之比,取以10为底的对数,再乘以20。

1.7.声压级的计算、等效声压级(定义、计算)、昼夜等效声级的计算。

1.8.多孔吸声材料(吸声原理)

  (1)多孔吸声材料的构造特征是:其部分在空间组成骨架,使材料具有一定的形状,称为筋络,筋络间有许多贯通的微小间隙,具有一定的通气性能。

  (2)原理:当声波人射到多孔吸声材料的表面时,一部分声波被反射,一部分声波透人多孔材料行射到内部的微孔内,激发孔内空气与筋络发生振动,由于空气分子之间的粘性阻力,空气与筋络之间的摩擦阻力,使声能不断转化为热能而消耗;此外,空气与筋络之间的热交换也消耗部分声能,从而达到吸声的目的。

1.9.什么情况下直达声和混响声声能密度是相等的,什么是临界半径。

当直达声与混响声声能密度相等,r称为临界半径(Q=1时临界半径又称混响半径),记为rc

1.10.隔声原理是什么、透声系数的意思

  (1)隔声原理:当声波在空气中传播,入射到匀质屏蔽物时,部分声能被屏蔽物反射回去,部分被屏蔽物吸收,还有部分声能可以透过屏蔽物传到另一个空间去。显然,透射声能仅是入射声能的一部分,因此,设置适当的屏蔽物便可以使大部分声能反射回去,从而降低噪声的传播。具有隔声能力的屏蔽物称为隔声构件。釆用适当的隔声措施,如隔声墙、隔声屏障、隔声罩、隔声间,一般能 降低噪声级15 ~20 dB。

  (2)透声系数:在噪声控制技术中,常采用透声系数τ来表示 隔声构件本身透声能力的大小,定义为透射声功率(W1)与入射声功率(W2)的比值,τ又称为传声系数或透声系数。通常所指的τ是无规则入射时各入射角度透声系数的平均值。

  1.11.吻合效应:一定频率的声波以某一角度投射到墙板上,会激起构件的弯曲振动,若入射声波的波长在墙板上的投影正好与墙板的固有弯曲波波长相等时,墙板弯曲波振动的振幅便达到最大,因而向墙板的另面辐射较强的声波,这时墙板的隔声量明显下降,这一现象称为“吻合效应”,相应的人射声波频率称为“吻合频率”。

  1.12.(组合)隔声墙的(平均)隔声量计算。

  1.13.门窗的隔声和孔洞的处理(防止孔洞和缝隙透声会采取哪些措施)

  (1)门窗的隔声:采用轻质双层或多层复合隔声板制成的门(窗),称为隔声门(窗)。

  (2)孔洞的处理:

     ①对于经常开启的门窗与边框的交接处,在保证开启方便的前提下应尽量加以密封,密封材料可选用柔软而富有弹性的材料,如细软橡皮、海绵乳胶、泡沫塑料、毛毡等,但不能用实心硬橡皮条,使用中应注意,如果橡胶类密封材料老化,应及时更换。

     ②隔声要求很高的场合,可采用双层或多层门窗,并对门窗缝隙密封。

     ③在土建工程中注意砖墙灰缝的饱满,混凝土墙的沙浆捣实。

     ④隔声间的通风换气口应有消声装置。

   ⑤  隔声间的各种管线通过墙体结构需打孔时,应在孔洞周围用柔软材料包扎封紧。

  1.14.什么是消声器

消声器是一种允许气流通过,又能有效阻止或减弱噪声向外传播的装置。

  1.15.什么是有源噪声控制、原理

  (1)定义:有源噪声控制是指在指定区域内人为地产生一 个次级声信号、有目的地去控制初始声信号以达到降噪目的的技术方法。

  (2)原理:根据两列声波相消性干涉或声辐射抑制的原理,通过次级声源产生与初始声源的声波大小相等、相位相反的声波辐射,两者相互抵消,从而达到降噪的目的。

在管道上游布置的前置传声器拾取噪声信号,经电信号处理馈给管道下游的次级声源,调整次级声源的输岀使得在下游与原噪声信号相位相反而实现“静区”的目的。整个控制过程的依据是电信号处理速度远远大于声传播的速度,电信号处理过程可以实现十分精确的反相位声压的控制。但次级声源在向下游声场辐射的同时也向上游传播,被上游传声器所接收,形成声-电-声的闭合回路,引起消声系统出现“自激现象”,即声反馈过程。

2.振动

  2.1.振动污染的概念

振动污染即振动超过一定的界限,从而对人体的健康和设施产生损害,对人 的生活和工作环境形成干扰,或使机器、设备和仪表不能正常工作。

  2.2.阻尼材料的种类

阻尼材料可以分为5类:(1)弹性阻尼材料,如橡胶类、沥青类和塑料类;(2)复合材料,包括层压材料以及混合材料;(3)阻尼合金,基体包括铁基、铝基等;(4)库仑摩擦阻尼材料,如不锈钢丝网、钢丝绳和玻璃纤维;(5)其他类,如阻尼陶瓷、玻璃等。

  2.3.地铁减震措施

为防止地铁振动污染,选线与城市规划时应注意防振对策:

  (1)线路走向尽量与城市高速路、主干道或次干道相重合。这样一方面地铁线路在道路下面选线布局有较大的余地,能尽量减少对地表敏感建筑物的影响;另一方面,上述道路两侧商业、公共福利性建筑较多,基础好的建筑多,不易产生振动环境影响问题。

  (2)合理控制地铁线路两侧建筑物类型和建设距离,同时按项目环境影响评价的要求预留相应的防护距离,并加强建筑物的抗振性能。

  (3)在轨道交通规划布局中,应充分利用振动波的天然屏障,如河流、高大建筑物等,来阻隔振动的影响。

3.电磁

3.1.电磁辐射污染的概念

电磁辐射污染是指人类使用产生电磁辐射的器具而泄露的电磁能量流传播到室内外空间中,其量超出环境本底值,且其性质、频率、强度和持续时间等综合影响引起周围受辐射影响人群的不适感,并使健康和生态环境受到损害。

3.2.电磁辐射的量度单位——电场强度(分贝)、磁场强度的概念、表示单位

  (1)电场强度E是用来表示电场中各点电场的强弱和方向的物理量,用单个电荷在电场中所受到的力的大小来衡量,同一电荷在电场中所受力大的地方其场强就大,反之场强就弱。

电场强度的表示单位一般用V/m(伏/米)、mV/m(毫伏/ 米)和μV/m(微伏/米)表示。在表示电场干扰大小时,常用dB(分贝)来衡量, 在微波领域,电磁场的强弱常用功率密度来表示,如W/cm2(瓦/厘米2 )、mW/cm2(毫瓦/厘米2)和μW/cm2(微瓦/厘米2)。

  (2)磁场强度H与电介质中的电位移矢量相对应。磁场强度的单位通常用A/m(安/米)、mA/m(毫安/米)、μA/m(微安/米)表示。

射频电磁场的频段不同,其测量采用的单位也有所不同。高频(100 kHz—30 MHz)与甚高频(30—300 MHz)的电场强度用V/m、mV/m、μV/m或分贝表示。特高频(>300MHz)是以功率密度量度,其单位为W/cm2,mW/cm2或μW/cm2

3.3.电磁辐射(防护技术)的基本原则有哪些

制订电磁辐射防护技术措施的基本原则是:

  (1)主动防护与治理,即抑制电磁辐射源,包括所有电子设备以及电子系统。具体做法是:设备的合理设计;加强电磁兼容性设计的审查与管理;做好模拟预测和危害分析工作等。

  (2)被动防护与治理,即从被辐射方着手进行防护。具体做法有:采用调频、编码等方法防治干扰;对特定区域和特定人群进行屏蔽保护。

3.4.电磁场屏蔽机理有哪些

电磁场屏蔽主要是依靠屏蔽体的反射和吸收起作用。

  (1)吸收:电损耗、磁损耗及介质损耗等共同组成了屏蔽体的吸收作用。通过这些损耗在屏蔽体内转化为热消耗,从而达到阻止电磁辐射和防止电磁干扰的目的。

  (2)反射:主要利用介质(空气)与金属的波阻抗不一致而产生反射作用。两者阻抗相差越大,反射作用越明显。

  (3)电磁波在屏蔽体表面及屏蔽体内的吸收与反射:入射电磁波遇到屏蔽体后,由于两者波阻抗不一致而使一部分电磁波被反射回空气介质中,但仍有一部分能穿透屏蔽体。穿透的电磁波由于屏蔽体在电磁场中产生的电损耗、磁损耗及介电损耗等而消耗部分能量,即部分电磁波被吸收,吸收后剩余的电磁波在到达屏蔽体另一表面时,同样由于阻抗不匹配又会有部分电磁波反射回屏蔽体内,形成在屏蔽体内的多次反射,而剩余部分则穿透屏蔽体进入空气介质。

3.5.什么是静电屏蔽

静电屏蔽是利用静电场的特性,使电场线终止于屏蔽体的表面上,从而抑制电场的干扰。

4.放射性

4.1.放射性污染的概念

是指由于人类活动造成物料、人体、场所、环境介质表面或者内部出现超过国家标准的放射性物质或者射线。

4.2.辐射的生物效应

不同类型的辐射对机体引起的生物效应不同,主要取决于辐射的电离密度和穿透能力。

外照射时,γ>β>α;内照射时,α>β>γ。

4.3.放射性废物的特点

  (1)长期危害性:放射性废物中含有的放射性物质辐射强度(活度)只能随时间的推移按指数规律逐渐衰减,除了尚在研究之中的分离-嬗变技术之外,任 何物理、化学、生物处理方法或环境过程都不能予以消除,只能利用自然衰变的 方法使之消失。

  (2)处理难度大:废物处理过程中产生的各种浓缩物(沉渣、污泥、废离子交 换树脂及其固化体)和乏燃料元件等中、高放射性废物,不但会对人体产生内外 照射的危害,核素的衰变还会释放出大量的热量,所以处理放射性废物必须采取 复杂的屏蔽和封闭措施,并应采取远距离操作及通风冷却措施。

  (3)处理技术复杂:放射性废物中核素含量非常小,同时也含有多种非放射 性污染物质,一般情况下放射性核素的质量浓度远低于非放射性污染物的浓度, 但其净化要求极高,须釆取极其复杂的处理手段,多次处理才能达到要求。

4.4.辐射防护

  (1)外照射的防护

     ①距离防护:其他条件不变时,操作人员所受剂量的大小与距放射源距离的平方成反比,故实际操作应尽量远离放射源

     ②时间防护:其他条件不变时,操作人员所受剂量的大小与操作时间成正比,故工作人员须熟悉操作,尽量缩短操作时间,从而减少所受辐射剂量

     ③屏蔽防护:是射线防护的主要方法,依射线的穿透性采取相应的屏蔽措施。对α射线,戴上手套,穿好鞋袜,不让放射性物质直接接触到皮肤即可;对β射线,用一定厚度(一般几毫米)的铝板,有机玻璃等轻质材料即可完全屏蔽;具强穿透力的γ射线是屏蔽防护的主要对象。

  (2)内照射的防护

     ①防止呼吸道吸收:气体放射性核素如氡(Rn)、氚(3H)等可由呼吸道进入人体而被吸收,吸收率的大小与放射性核素的溶解度成正比

     ②防止胃肠道吸收:被放射性核素沾污的食物、水等经口由胃肠道进入人体,吸收率的大小取决丁放射性核素的化学特性,碱族(如24Na、137Cs)、卤素(如18F、36Cl、131I)的吸收率高达100%,稀土和重金属元素的吸收率最低,为0.001% —0.01%

     ③防止由伤口吸收:某些放射性核素如Rn、3H、131I、90Sr(液体)可透过完整皮肤进入人体,吸收率随时间增长缓慢,当皮肤上有伤口时,吸收率就增加几十倍以上,并使伤口沾污形成难以愈合的放射性

4.5.放射性固体废物的处理技术有哪些、常用的固化方法有哪些(稍微展开谈)、减容技术的方法

为了减容和适于运输、贮存和最终处置,要对固体废物进行焚烧、压缩、固化或固定等处理。

  (1)固化技术

     ①水泥固化

       原理:水泥固化是基于水泥的水合和水硬胶凝作用而对废物进行固化处理的一种方法。

       方法:水泥固化的基本方法是桶内混合和在线混合,也有其他特殊的方法用于废物处理。

     ②沥青固化

       原理:在一定的碱度、配料比、温度和搅拌速度下,放射性废液与沥青发生皂化反应,冷却后得含盐量可高达60%的均匀混合物。

       方法:沥青固化工艺主要包括废物的预处理、废物与沥青的热混合以及二次蒸汽的净化处理;基本方法有高温熔化混合蒸发法和乳化法两种。

     ③塑料固化

       原理:塑料固化是将放射性废物浓缩物(如树脂、泥浆、蒸残液、焚烧灰等)掺入有机聚合物而固化的方法。

     ④玻璃固化

       原理:玻璃固化是以玻璃原料为固化剂与高放废物以一定配料比混合后,在高温(900 - 1 200无)下蒸发、燧烧、熔融、烧结,废液中的所有固体组分都在高温下结合入硼硅酸盐玻璃基质中,装桶后经退火处理就成为稳定的玻璃固化体。

       方法:玻璃固化法可分为间歇式进料玻璃固化和连续式进料玻璃固化两种。

  (2)减容技术

   ②  压缩:是依靠机械力作用,使废物密实化,减少废物体积。

   ②焚烧:是将可燃性废物氧化处理成灰烬(或残渣)的过程。

4.6.放射性废液处理技术常用方法

  (1)絮凝沉淀

放射性核素污染物质通常以悬浮固体颗粒、胶体或溶解离子状态存在于废水中。向废水中投放一定量的化学絮凝剂(如硫酸锰、硫酸钾铝、铝酸钠、硫酸铁、氯化铁、碳酸钠等),絮凝剂水解,生成带正电荷的胶体粒子,缓慢搅拌下,胶体凝聚长大,污染物质被其吸附载带,除去絮状矶花,即可达到净化放射性废水的目的。废水的碱度、絮凝剂用量、混合均匀程度和废水温度对絮凝净化效果都有影响。

絮凝沉淀工艺多用于处理组分复杂的低、中水平放射性废水。该法简便,成本低廉,在去除放射性物质的同时,还去除悬浮物、胶体、常量盐、有机物和微生物等,一般与其他方法联用时作为预处理方法。缺点是放射性去除效率较低,且产生含大量放射性的污泥。

  (2)蒸发

蒸发工艺较多用于高、中水平放射性废液的处理,其主要目的是将放射性物质浓缩、减少废液的体积,以便降低贮存或后处理的费用。蒸发法的突出优点是净化效率较高,但蒸发不适合处理含易起泡物质和易挥发核素的废水,且蒸发耗能大,处理费用较高。常用于放射性废液处理的主要有强制循环蒸发器和自然循环蒸发器。

  (3)膜分离和过滤

     ①膜分离技术:膜分离是指借助膜的选择渗透作用,在外界能量或化学位差的推动下对混合物中溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集。与其他传统的分离方法相比,膜分离具有过程简单、无相变、分离系数较大、节能高效、可在常温下连续操作等特点。由于膜材料、操作条件和物质通过膜传递的机理和方式不同,可分为反渗透、电渗析、微滤和超滤等。

a、反渗透:是利用压力通过半渗透膜从溶液中分离溶剂和溶质的一种方法。

b、电渗析:电渗析装置采用的选择性渗透膜是一类离子交换膜。

c、微滤和超滤:对于放射性废液中颗粒更大和浓度很高的悬浮固体,利用控制孔径的有机合成膜的微过滤和超过滤膜分离技术,能够有效地去除废液中附在不溶物或胶体微粒上的放射性组分。

     ②过滤技术

 (4)离子交换和吸附

  4.7.放射性废气处理技术常用方法

  (1)放射性粉尘的处理

一般的工业除尘设备均可用于处理含有放射性粉尘的气体。

  (2)放射性气溶胶的处理

捕集放射性气溶胶粒子最有效的过滤装置是高效微粒空气过滤器。

  (3)放射性气体的处理

放射性气体处理的常用方法是吸附。对85Kr、113Xe、222Rn、41Y等惰性气体核素一般可采用活性炭滞留、液体吸收、低温分偕装置及贮存衰变等方法去除。

4.8.放射性去污概念、原理及优缺点

  (1)定义:用化学或物理方法除去沉积在核设施结构、材料或设备内外表面上的放射性物质。

  (2)原理及优缺点

     ①化学去污技术

      原理:用化学溶剂去除污染部件带有的放射性核素污染物、油漆涂层或氧化膜层,达到去污目的。

      优点:化学试剂易得,适用于难以接近的表面的去污,所需工作时间少,且通常可遥控操作,产生放射性废气较少,一般清洗液经处理可回收再用。

      缺点:对粗糙、多孔的表面去污效率低,清洗废液体积较大,产生组分复杂的混合废水。化学去污使用不当时会产生腐蚀和安全方面的问题。


4.9.常用放射性去污的工艺(化学去污)

通常的化学去污工艺有浸泡法、循环冲洗法、可剥离膜去污法、泡沫去污法和化学凝胶去污法等。

  (1)浸泡法

    通常是使去污剂充满系统浸泡而不进行循环。

  (2)循环冲洗法

    通常用水和去污试剂的混合物充满系统,或将化学试剂直接加入充满水的 系统并在规定的时间内使该混合物强制循环,对金属表面尤其是不锈钢有很高 的去污效果。

  (3)可剥离膜去污法

    可剥离膜是把聚合物的混合物涂到已污染的表面上,使污染物被包含在聚 合物中并固化,再将污染的聚合物层剥离下来送去处置的新型去污工艺。

  (4)泡沫去污法

    泡沫去污法是利用诸如洗涤剂和润湿剂产生的泡沫作为化学去污剂的载体 来去污,特别适用于金属表面和复杂形状的大体积核部件的去污。

  (5)化学凝胶去污法

    化学凝胶用作化学去污剂的载体,可喷或刷涂在部件表面,待凝固后即可进 行洗涤、擦拭、冲洗或剥离。

5.

5.1.热污染:工农业生产和人类生活中排放出的废热造成的环境热化,损害环境质量,进而又影响人类生产、生活的一种增温效应。

5.2.(城市)热岛效应

  (1)定义:在人口稠密、工业集中的城市地区,由于人类生活排放的大量热量与其他自然条件共同作用致使城区气温普遍高于周围郊区,称为城市热岛效应。

  (2)成因:主要为城市下垫面和大气成分的变化,以及人为热释放。

  (3)防治措施:

     ①增加自然下垫面的比例,大力发展城市绿化,营造各种“城市绿岛”是防治城市热岛效应的有效措施。

     ②加强工业整治及机动车尾气治理,限制大气污染物的排放,减少对城市大气组成的影响。

     ③调整能源结构、提高能源利用率,发展清洁燃料、开发利用太阳能等新能源,减少向环境排放人为热

     ④开发、使用反射率高、吸热率低、隔热性能好的新型环保建筑材料。

     ⑤控制人口数量,增加人工湿地,加强屋顶和墙壁绿化,建设城市“通风道”,完善环境监察制度。

5.3.温室效应

  (1)定义:是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热对流而形成的保温效应,即太阳短波辐射可以透过大气射入地面,而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收,从而产生大气变暖的效应。

  (2)成因

     ①温室气体排放量的增加

       由于人类活动的影响,导致大气中温室气体,特别是CO2的含量不断增加,使更多的长波辐射返回地表,加剧了温室效应,引起全球变暖,对气候、生态环境及人类健康等多方面带来负面影响。

     ②植被的破坏,温室气体的吸收量降低

  (3)防治措施

     ①控制温室气体的排放

     ②增加温室气体的吸收

   ③  适应气候变化的对策

 

6.

6.1.光污染的定义

当光辐射过量时,就会对对人们的生活、工作环境以及人体健康产生不利影响,称之为光污染。

  (1)狭义的光污染:已形成的良好的照明环境,由于逸散光而产生被损害的状况,又由于这种损害的状况而产生的有害影响

  (2)广义的光污染:指有人工光源导致的违背人的生理与心理需求或有损于生理与心理健康的现象。包括了眩光污染、射线污染、光泛滥、视单调、视屏蔽、频闪。

6.2.光污染的主要类型

白亮污染、人工白昼、彩光污染

 

 

 


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