第9章 城市噪聲及其他物理污染與控制

第九章城市物理污染與控制第一節(jié)噪聲污染及其控制第二節(jié)放射性污染及其防治第三節(jié)電磁輻射污染及其防治第四節(jié)環(huán)境光污染和熱污染及其控制第一節(jié)城市噪聲污染及控制一、噪聲及分類(lèi)噪聲從廣義上來(lái)講，凡是人們不需要的，使人厭煩并干擾人的正常生活、工作和休息的聲音統(tǒng)稱(chēng)為噪聲。物理學(xué)觀點(diǎn)：噪聲是指各種頻率和聲強(qiáng)雜亂無(wú)序組合的聲音。

醫(yī)學(xué)觀點(diǎn)：認(rèn)為超過(guò)60分貝（dB）的聲音是噪聲。心理學(xué)觀點(diǎn)：凡是人們不需要的聲音都稱(chēng)之為噪聲。從環(huán)境保護(hù)的角度來(lái)說(shuō)，判斷一個(gè)聲音是否為噪聲，要根據(jù)時(shí)間、地點(diǎn)、環(huán)境以及人們的生理和心理等因素確定。樂(lè)聲噪聲按普通人的聽(tīng)覺(jué)：00～20dB很靜，幾乎聽(tīng)不到20～40dB安靜，猶如輕聲絮語(yǔ)40～60dB一般，普通室內(nèi)談話說(shuō)話60～80dB吵鬧，有損神經(jīng)80～100dB很吵，神經(jīng)細(xì)胞受到破壞100～110dB吵鬧加劇，聽(tīng)力受損100～120dB難以忍受，呆一分鐘即暫時(shí)致聾。00dB的聲音，剛剛能為人耳聽(tīng)到，這被稱(chēng)為聽(tīng)閾；120dB是痛閾，會(huì)引起聽(tīng)覺(jué)器官的痛感。2.噪音的來(lái)源和分類(lèi)交通運(yùn)輸：城市主要的噪聲源工業(yè)生產(chǎn)：造成職業(yè)性耳聾的主要原因社會(huì)生活：在城市噪聲源中的比重上升建筑施工：其噪聲影響面很大工廠中的噪聲污染城市交通的噪聲污染飛機(jī)噪聲污染打樁機(jī)施工噪聲廣場(chǎng)舞噪聲噪聲監(jiān)測(cè)車(chē)中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院的測(cè)聽(tīng)室便攜式聲級(jí)計(jì)二、噪聲的特性三、噪聲的危害聽(tīng)力損傷輕微危害：暫時(shí)性聽(tīng)閾偏移，也稱(chēng)聽(tīng)覺(jué)疲勞。例如：安靜—強(qiáng)噪聲—安靜(仍耳鳴)—聽(tīng)力測(cè)試(2分鐘內(nèi))—聽(tīng)閾提高了20分貝—安靜休息—聽(tīng)力恢復(fù)嚴(yán)重危害：噪聲性耳聾如果：人們長(zhǎng)期在強(qiáng)烈的噪聲環(huán)境下工作，日積月累，內(nèi)耳器官不斷受噪聲刺激，便可發(fā)生器質(zhì)性病變，成為永久性聽(tīng)閾偏移，這就是噪聲性耳聾。職業(yè)性耳聾發(fā)病率2.影響睡眠長(zhǎng)時(shí)間處于噪聲環(huán)境中，會(huì)引起失眠、疲勞無(wú)力、記憶力衰退，醫(yī)學(xué)上成為神經(jīng)衰弱癥候群。

呼嚕聲可達(dá)50-80dB3.對(duì)人體生理的影響心臟病和高血壓消化功能神經(jīng)衰弱4.對(duì)交談、通訊、思考的干擾噪聲級(jí)/dB(A)主觀反映保持正常談話的距離/m通訊質(zhì)量45安靜11很好55稍吵3.5好65吵1.2較困難75很吵0.3困難85太吵0.1不可能5.對(duì)人心理的影響使人煩惱、激動(dòng)、易怒，甚至失去理智；容易使人疲勞，影響精力集中和工作效率；由于噪聲的掩蔽效應(yīng)，使人不易察覺(jué)一些危險(xiǎn)信號(hào)，從而易造成工傷事故。6.對(duì)兒童和胎兒的影響引起胎兒或兒童的聽(tīng)力損失或耳聾影響兒童的智力發(fā)育有調(diào)查表明，吵鬧環(huán)境下兒童智力發(fā)育比安靜環(huán)境中的低20%。7.對(duì)動(dòng)物的影響強(qiáng)噪聲會(huì)使鳥(niǎo)類(lèi)羽毛脫落，不產(chǎn)卵，甚至?xí)蛊鋬?nèi)出血或死亡。鳥(niǎo)類(lèi)主要靠鳴聲通訊,鳴聲傳播效率下降會(huì)影響鳥(niǎo)類(lèi)個(gè)體間識(shí)別、配偶關(guān)系、領(lǐng)域防衛(wèi)、種群密度、群落結(jié)構(gòu)等。8.對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響

據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)道，一塊0.6mm的鋁板，在168分貝的無(wú)規(guī)則噪聲作用下，只要15分鐘就會(huì)斷裂。150分貝以上的強(qiáng)噪聲，可使墻震裂、門(mén)窗破壞，甚至使煙囪和老建筑物發(fā)生坍塌，鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生“聲疲勞”而損壞，高精密度的儀表失靈。四、城市噪聲的控制

發(fā)生噪聲污染必須有三個(gè)要素：噪聲源、傳播途徑和接受者。原則上講，噪聲控制的優(yōu)先次序是噪聲源控制、傳播途徑控制和接受者保護(hù)。合理規(guī)劃、加強(qiáng)管理技術(shù)措施合理的土地利用和功能區(qū)劃分

交通干線的合理布局建立衛(wèi)星城用液壓代替沖壓吸聲、隔聲、消聲、隔振、耳塞等噪聲源的控制應(yīng)用新材料，改進(jìn)機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)改革工藝和操作方法提高零部件加工精度和裝配質(zhì)量傳播途徑的控制將噪聲大與小的場(chǎng)所分開(kāi)利用地形和指向性降噪利用綠化地降噪采用聲學(xué)手段控制(吸聲、隔聲、消聲)接受點(diǎn)的防護(hù)耳塞防聲棉耳罩和防護(hù)頭盔隔聲崗?fù)ぴ肼暤目刂埔?、噪聲的控制技術(shù)吸聲吸聲材料—主要針對(duì)中高頻噪音多孔性吸聲材料纖維類(lèi)材料：超細(xì)玻璃棉、礦渣棉、巖棉泡沫類(lèi)材料：聚氨酯、聚醚乙烯、酚醛有機(jī)纖維材料：棉麻、甘蔗、木絲板、稻草纖維板、工業(yè)毛氈建筑吸聲材料：加氣混凝土、膨脹珍珠巖、微孔吸聲磚、泡沫水泥柔性材料膜狀材料吸聲在建筑聲學(xué)中的應(yīng)用舉例

--室內(nèi)音質(zhì)的控制玻璃棉產(chǎn)品可以制成吊頂板、貼墻板、空間吸聲體等，在建筑室內(nèi)起到吸聲作用，降低混響時(shí)間。一般地，房間體積越大，混響時(shí)間越長(zhǎng)，語(yǔ)言清晰度越差，為了保證語(yǔ)言清晰度，需要在室內(nèi)做吸聲，控制混響時(shí)間。如禮堂、教室、體育場(chǎng)，電影院。對(duì)音樂(lè)用建筑，為了保證一定豐滿度，混響時(shí)間要比長(zhǎng)一些，但也不能過(guò)長(zhǎng)，可以使用吸聲控制。在廳堂建筑中，為了防止回聲、聲反饋、聲聚焦等聲學(xué)缺陷，常在后墻面、二層眺臺(tái)欄桿面、側(cè)墻面及局部使用吸聲。大面積使用尖劈進(jìn)行吸聲降噪2.隔聲隔聲技術(shù)—把發(fā)聲的物體，或把需要安靜的場(chǎng)所封閉在一個(gè)小的空間(如隔聲罩、隔聲間)中，使其與周?chē)沫h(huán)境隔絕起來(lái)。是控制噪聲最有效的措施之一。在建筑聲學(xué)中，把凡是通過(guò)空氣傳播而來(lái)的聲音稱(chēng)為空氣聲，把凡是通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)傳播的由機(jī)械振動(dòng)和物體撞擊等引起的聲音稱(chēng)為固體聲。所以建筑隔聲分為空氣聲隔絕和固體聲隔絕。

透射系數(shù)τ:

τ

=E2/E0

隔聲量R：R=10lg(1/τ)(dB)聲源E0E1墻、門(mén)EE2外界建筑隔聲的重要意義Lp/dB一級(jí)(高標(biāo)準(zhǔn))二級(jí)(一般標(biāo)準(zhǔn))三級(jí)(最低標(biāo)準(zhǔn))臥室白天<=40<=45<=50夜晚<=30<=35<=40起居室白天<=45<=50<=50夜晚<=35<=40<=40建筑隔聲越來(lái)越引起人們的重視在瑞典，將分戶墻做成20cm厚的鋼筋混凝土墻，比結(jié)構(gòu)的要求要厚，造價(jià)也高，目的是——隔聲。但會(huì)造成建筑的自重太大。分室輕墻(如石膏板隔斷)做成雙層結(jié)構(gòu)內(nèi)填吸聲材料的目的是——隔聲。同質(zhì)量雙層墻，中間留有空氣層，其隔聲量比同質(zhì)量單層墻隔聲量大。實(shí)驗(yàn)證明，隔聲量相同時(shí)，M雙=1/3M單空氣層—吸聲材料，相當(dāng)于“彈簧”具有減振和緩沖作用，使聲能得到很大衰減后再傳到第二層結(jié)構(gòu)的表面上，產(chǎn)生一個(gè)附加隔聲量(其厚度超過(guò)10cm將不增加)，所以總的隔聲量就提高了。雙層墻的空氣層隔聲隨著大量的住宅建設(shè)與高層建筑的發(fā)展，要求建筑的工業(yè)化程度越來(lái)越高，同時(shí)還要求減輕建筑的自重，以滿足建筑的高速發(fā)展。常用的輕型墻體有：紙面石膏板、圓孔珍珠巖石膏板、加氣混凝土板、碳化板等。傳統(tǒng)的240mm厚的磚墻，其平均隔聲量約為53dB，而現(xiàn)有的輕型墻其平均隔聲量為30dB。隔聲屏障是用來(lái)遮擋聲源和接受點(diǎn)之間的直達(dá)聲。常用在街道兩側(cè)，對(duì)刺耳的高頻最為有效，而降低高頻聲，人的主觀感覺(jué)最為明顯。對(duì)低頻由于波長(zhǎng)較長(zhǎng)，繞射作用，隔聲效果較差。如果在聲屏障朝向聲源的一面鋪加一層吸聲材料，并盡量靠近聲源，會(huì)提高隔聲效果。3.消聲消聲：主要裝置是消聲器，消聲器在允許氣流通過(guò)的同時(shí)，又能有效的阻止或減弱聲能向外傳播。主要用于機(jī)械設(shè)備的進(jìn)、排氣管道或通風(fēng)管道的噪聲控制。針對(duì)空氣動(dòng)力性噪聲。消聲器的分類(lèi)及選用阻性消聲器抗性消聲器復(fù)合型消聲器微穿孔板消聲器管式消聲器是將吸聲材料固定在管道內(nèi)壁上形成的，有直管式和彎管式，其通道可以是圓形的，也可以是矩形的。適用于氣體流量較小的情況。片式消聲器是由一排平行的消聲片組成，它的每個(gè)通道相當(dāng)于一個(gè)矩形消聲器。適用氣體流量較大的情況。氣體流量增大后，為了保證有足夠的有效流通面積和控制流速，就需要增加通道的數(shù)目和高度。折板式消聲器風(fēng)機(jī)阻性消聲器第二節(jié)電磁輻射污染及控制一、電磁輻射污染電氣和電子設(shè)備是主要的污染源。宇宙射線太陽(yáng)黑子無(wú)線電通信發(fā)射塔夜光表（鐳）電磁污染源工頻場(chǎng)源射頻場(chǎng)源電磁波名稱(chēng)符號(hào)頻率波長(zhǎng)甚低頻(甚長(zhǎng)波)VLF30KHz下>10km低頻(長(zhǎng)波)LF30~300KHz1~10Km中頻(中波)MF300~3000KHz100~1000m高頻(短波)HF3~30MHz10~100m甚高頻(超短波)VHF30~300MHz1~10m特高頻(分米波)UHF300~3000MHz10~100cm超高頻(厘米波)SHF微波3000~30000MHz1~10cm極高品(毫米波)(亞毫米波)EHF30000~300000MHz>300000MHz1~10mm<1mm射頻電磁波的分類(lèi)二、電磁輻射的危害引燃引爆如加油站不許打手機(jī)干擾信號(hào)使飛機(jī)失控、干擾醫(yī)院腦電圖和心電圖信號(hào)。危害人體健康使人體細(xì)胞極性分子重新排列，碰撞加快，產(chǎn)生大量熱能。電磁波波長(zhǎng)越大危害越大。人常表現(xiàn)為頭暈、頭痛、神經(jīng)衰弱、食欲不振等。手機(jī)輻射長(zhǎng)期使用手機(jī)的人，之所以會(huì)有疲倦、頭痛等現(xiàn)象，是因?yàn)殡姶挪〞?huì)影響腦部神經(jīng)系統(tǒng)，使腦下松果體產(chǎn)生裉黑色素的速度放慢，影響正常的大腦運(yùn)行。長(zhǎng)期使用手機(jī)者很容易造成“電磁波白內(nèi)障”。波長(zhǎng)單位容許場(chǎng)強(qiáng)一級(jí)(安全區(qū))二級(jí)(中間區(qū))長(zhǎng)、中、短波伏/米<10<25超短波伏/米<5<12微波微瓦/厘米2<10<40混合伏/米按主要波段場(chǎng)強(qiáng)；若個(gè)波段場(chǎng)分散，則按復(fù)合場(chǎng)強(qiáng)加權(quán)確定我國(guó)環(huán)境電波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB9175-88)實(shí)測(cè)顯示屏近區(qū)：13～15μW/cm2上部：86～126μW/cm2兩側(cè)：524～627μW/cm2電腦上部、兩側(cè)均超標(biāo)。其他家用電器的輻射污染三、電池輻射污染的保護(hù)區(qū)域化控制與綠化（1）自然干凈區(qū)（2）輕度污染區(qū)：只允許小功率設(shè)備存在（3）廣播輻射區(qū)：遠(yuǎn)離居民區(qū)（4）工業(yè)干擾區(qū)：要設(shè)置綠化隔離帶2.屏蔽防護(hù)采用屏蔽材料（鋼、鐵、鋁、銅），反射和吸收電磁。（1）主動(dòng)場(chǎng)屏蔽（2）被動(dòng)場(chǎng)屏蔽電磁污染源接受體電磁污染源接受體屏蔽裝置的形式（1）屏蔽罩---針對(duì)小型儀器（2）屏蔽室---針對(duì)大型機(jī)組（3）屏蔽衣---針對(duì)人，有屏蔽頭盔和眼鏡第三節(jié)放射性污染及其控制一、放射性污染放射性是一種不穩(wěn)定的原子核（放射性物質(zhì)）自發(fā)的衰變的現(xiàn)象，放射過(guò)程中同時(shí)放出射線（如α射線、β射線、γ射線），屬電離輻射。1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線。1896年，法國(guó)物理學(xué)家貝可勒耳發(fā)現(xiàn)放射性，并證實(shí)其不因一般物理、化學(xué)影響發(fā)生變化，由此獲得1903年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1898年居里發(fā)現(xiàn)鐳元素。輻射中所放出的粒子和光子，對(duì)周?chē)橘|(zhì)會(huì)產(chǎn)生電離作用，這種電離作用就是放射性污染的本質(zhì)。蘇聯(lián)的第一顆原子彈環(huán)境中天然放射性的來(lái)源天然放射性物質(zhì)在自然界中分布很廣，它們存在于宇宙射線、巖石、土壤、天然水、大氣及動(dòng)植物的所有組織中。地球表面的放射性物質(zhì)可分為中等質(zhì)量（原子序數(shù)<83）和重天然放射性同位素（鈾鐳系和釷系）兩種。40K；鈾釷鐳14C，7Be，32P，35S，10Be氡、釷14C,17Be,22Na,3H;40K人工放射性污染源核爆炸產(chǎn)生的放射性沉降物從1945年~1980年，全世界共進(jìn)行了800多次核試驗(yàn)，世界環(huán)境受人工放射性污染的主要來(lái)源是各國(guó)在大氣層進(jìn)行一系列核武器試驗(yàn)所產(chǎn)生的裂變產(chǎn)物。工業(yè)和核動(dòng)力對(duì)環(huán)境的污染現(xiàn)世界上已有數(shù)百座核電站在運(yùn)轉(zhuǎn)核工業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)包括：核事故對(duì)環(huán)境污染其他輻射污染來(lái)源2011年福島核電站發(fā)生泄漏事故圖為當(dāng)年發(fā)生事故后的切爾諾貝利核電站切爾諾貝利的教訓(xùn)

1986年4月26號(hào)，位于烏克蘭北部的切爾諾貝利核電站站4號(hào)反應(yīng)堆因操作人員違反操作規(guī)程發(fā)生嚴(yán)重爆炸，造成31人當(dāng)場(chǎng)死亡，200多人受到嚴(yán)重的放射性輻射，成為人類(lèi)利用核能史上的一大悲劇。它給核電蒙上的陰影，至今還沒(méi)有消除。一、核武器試驗(yàn)的沉降物這些放射性物質(zhì)主要是鈾钚的裂變產(chǎn)物，其中危害較大的有90鍶、137銫、131碘、14碳。二、核燃料循環(huán)的“三廢”排放核燃料循環(huán)的各個(gè)階段均會(huì)產(chǎn)生“三廢”，這會(huì)給周?chē)h(huán)境帶來(lái)一定程度的污染，其中最主要的是對(duì)水體的污染。目前，由于輻射在醫(yī)學(xué)上的廣泛應(yīng)用，已使醫(yī)用射線源成為主要的環(huán)境人工污染源。三、醫(yī)療照射四、其它一是因運(yùn)輸事故、遺失、偷竊、誤用，以及廢物處理等失去控制而造成；二是一般居民消費(fèi)用品，包括含有天然或人工放射性核素的產(chǎn)品。如含鐳的花崗巖核武器的殺傷類(lèi)型二、放射性污染的防護(hù)1.輻射防護(hù)（1）防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)放射性工作人員，對(duì)他及其后代無(wú)明顯危害；對(duì)臨近居民的限制計(jì)量當(dāng)量為職業(yè)照射的1/10.2輻射防護(hù)方法---屏蔽防護(hù)2.放射性廢物的治理（1）放射性廢水的處理稀釋排放、濃縮儲(chǔ)存、回收利用。（2）放射性廢氣低放射性（或半衰期短）廢氣，高煙囪直接稀釋排放。含粉塵或半衰期長(zhǎng)的放射性物質(zhì)的廢氣，要先經(jīng)高效過(guò)濾、堿液吸收處理，再高煙囪稀釋排放2.放射性固體廢物的處理第四節(jié)光污染與熱污染一、光污染單一波長(zhǎng)的光呈現(xiàn)一種顏色。不同波長(zhǎng)的光在視覺(jué)上形成不同的顏色。1.光污染的來(lái)源和危害天然光源：太陽(yáng)、閃電人工光源：燈光、切割機(jī)、電焊等。危害：直接傷害眼睛和皮膚。廣告燈的燈光使人無(wú)法睡眠。玻璃幕墻引起的白亮污染1、可見(jiàn)光污染（1）炫光污染（2）燈光污染（3）其它可見(jiàn)光污染2.紅外光污染：軍事和科研上應(yīng)用較多3.紫外光污染：科研上使用較多。超凈工作臺(tái)（紫外燈滅菌）2、光污染的控制光污染很難像其他環(huán)境污染那樣通過(guò)分解、轉(zhuǎn)化和稀釋等方式消除或減輕，因此，其防治應(yīng)以預(yù)防為主1、加強(qiáng)城市規(guī)劃與管理，以減少光污染的來(lái)源2、對(duì)有