导图社区 物理性污染控制工程
本思维导图物介绍了理性污染控制工程。物质能量交换和转化的过程即构成了物理环境,物理性污染是物理运动的强度超过人的耐受限度所形成的污染。
编辑于2023-08-04 15:43:19 四川省环境工程专业考研,参考书《环境保护概论(第二版)》(修订版)林肇信,刘天齐,刘逸农主编。高等教育出版社,2006年。
环境规划与管理是我国环境科学与工程专业的核心课程。从内容上看环境规划与管理是环境科学与技术、环境政策与管理研究和实践的综合集成,具有高度的综合性和交叉性,并随着生态环境保护和管理的需要不断发展。随着我国生态环境保护和生态文明建设的不断深入,环境规划管理的作用更加突出并受到高度关注,可见环境规划管理是一个年轻的有旺盛生命力的学科。
本思维导图物介绍了理性污染控制工程。物质能量交换和转化的过程即构成了物理环境,物理性污染是物理运动的强度超过人的耐受限度所形成的污染。
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环境工程专业考研,参考书《环境保护概论(第二版)》(修订版)林肇信,刘天齐,刘逸农主编。高等教育出版社,2006年。
环境规划与管理是我国环境科学与工程专业的核心课程。从内容上看环境规划与管理是环境科学与技术、环境政策与管理研究和实践的综合集成,具有高度的综合性和交叉性,并随着生态环境保护和管理的需要不断发展。随着我国生态环境保护和生态文明建设的不断深入,环境规划管理的作用更加突出并受到高度关注,可见环境规划管理是一个年轻的有旺盛生命力的学科。
本思维导图物介绍了理性污染控制工程。物质能量交换和转化的过程即构成了物理环境,物理性污染是物理运动的强度超过人的耐受限度所形成的污染。
物理性污染控制工程
绪论
物理环境
定义
物质能量交换和转化的过程即构成了物理环境。
分类
自然物理环境
人工物理环境
声环境、振动环境、电磁环境、放射性辐射环境、热环境、光环境
物理性污染
定义
物理运动的强度超过人的耐受限度所形成的污染。
特点
本身对人无害,强度过高或过低时会危害人的健康。
局部性的,不会迁移扩散
无残留,即不会有残余物质存在,污染源停止,污染消失(放射性污染除外)
研究内容
机理和规律
评价方法和标准
测试和监测
环境影响评价
基本控制方法和技术
噪声污染
噪声基本概念
定义
使人不喜欢或不需要的声音(心理学评判)
不同频率和强度的声波无规则地杂乱无组合的声音(物理性评判)
类型
按声源机械性
气体扰动的噪声、固体振动产生的噪声、液体撞击产生的噪声、电磁作用产生的电磁噪声
按声音频率
低频噪声(<400Hz)、中频噪声(400~1000Hz)、高频噪声(>1000Hz)
按时间变化
稳态噪声、非稳态噪声、起伏噪声、间歇噪声、脉冲噪声
按噪声的影响
过响声、妨碍声、不愉快声、无影响声
来源
工业噪声
空气动力噪声:由于气体振动产生。如风机噪声、喷气发动机噪声、高压锅炉放气排气噪声和内燃机排气噪声。
机械噪声:由固体振动产生。机械设备运转时,不同部件间摩擦力、撞击力或非平衡力,使部件和壳体振动而产生
电磁噪声:由电动机、发电机和变压器的交变磁场中交变力相互作用而产生
交通噪声
各种交通工具的喇叭声、汽笛声、刹车声、排气声、机械运转声等。声源流动性大、污染面广、噪声级高。
建筑噪声
由建筑机械引起。虽然临时性但强度高。
社会噪声
主要是指社会活动和家庭生活所引起的噪声。
噪声污染
特点
污染具有局限性,不会扩散
噪声源停止,污染随即消失,无残余
不积累,声能最后完全转变为热能消失
污染面大,噪声源分布广,污染轻重不一
回收利用价值不大
变音乐、发电、制冷、除尘、除草
危害
噪声导致听力损失
听觉疲劳(暂时性听力阈迁移)
噪声性耳聋(永久性听力阈迁移)
噪声性耳聋与噪声的强度、噪声的频率和接触的时间有关
暴振性耳聋(急性噪声性耳聋)
噪声诱发人体疾病
损害心血管、损害妇女儿童生理机能、神经系统功能紊乱、精神障碍、内分泌紊乱
噪声损害设备和建筑
高强度和特高强度噪声能损害建筑物和发声体本声。
噪声影响睡眠和交谈
控制
三个途径
在声源处抑制噪声
①选用内阻尼大、内摩擦大的低噪声材料。 ②采用低噪声结构形式。 ③提高零部件的加工精度和装配精度。 ④抑制结构共振。
在声传播途径中的控制
空气传播中:绿化降噪、利用地形和声源指向性、隔声屏、吸声材料、消声器
固体传播中:机器表面涂上阻尼涂料、减震器、橡胶垫隔开振源
接受点的防护措施
佩戴耳塞、耳罩、头盔和防声棉以及设置隔声间、隔振台。
城市噪声控制
合理的城市规划
工业区和居住区的布局
人口控制规划
道路交通控制
对道路功能与性质进行分类分级
道路设计:道路布局、路面质量、声屏障设计
采用低噪声车辆
加强城市噪声管理
依据
一系列噪声标准、环境噪声污染防治法
管理规定
未来规划:建设布局符合声环境质量要求;对可能产生污染的项目,提出环境影响报告书,防治措施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。
现有项目:限期治理;淘汰落后设备和工艺;排放噪声应符合国家规定的标准。
城市绿地降噪
噪声评价标准和法律
声环境质量标准
环境功能区分类
0类环境功能区:指康复疗养区等特别需要安静的区域
1类环境功能区:指以居民住宅、医疗卫生、文化教育、科研设计、行政办公为主要功能,需要保持安静的区域
2类环境功能区:指以商业金融、集市贸易为主要功能,或者居住、商业、工业混杂,需要维护住宅安静的区域
3类环境功能区:指以工业生产,仓储物流为主要功能,需要防止工业噪声对周围环境产生严重影响的区域
4类环境功能区:指交通干线两侧一定距离之内,需要防止交通噪声对周围环境产生严重影响的区域
4a类为高速公路、一级公路、二级公路、城市快速路、城市主干路、城市次干路、城市轨道交通、内河航道两侧
4b类为铁路干线两侧区
环境噪声最高限值
机场周围飞机噪声环境标准
噪声排放标准
汽车定置噪声限值
汽车定置:汽车不行驶,发动机处于空载运转状态。反映了车辆的排气噪声和发动机噪声情况。
工业企业厂界环境噪声排放标准
建筑施工场界噪声限值
环境噪声污染防治法
保护和改善人们的生活环境,保障人体健康,促进经济和社会的发展。是制定各类噪声标准的基础。
噪声的测量
仪器
声级计
原理
把声信号转换成电信号,模拟人耳的听觉特性进行了一定的频率计权和时间计权。
分类
0型:标准声级计(用于校准),固有误差±0.4
1型:精密声级计(用于实验研究),固有误差±0.7
2型:普通声级计(用于噪声监测),固有误差±1.0
3型:普及声级计(用于噪声监测),固有误差±1.5
测量要求
注意避免风、温度、湿度等大气环境的影响
室外测量最好选择无风天气;
风力大于3级,传声器上应加防风罩;
风力大于5级,应停止测量
注意声源附近反射体的影响,测点尽量远离反射物
在室内,与墙壁和地面的距离最好大于1米;
子在室外,测点至少离开大的反射物3.5米以上主题
注意避免背景噪声的影响,先测背景噪声
噪声源声级-背景噪声>10分贝,背景噪声忽略不计
噪声源声级-背景噪声=3~10分贝,进行修正
噪声源声级一背景噪声<3分贝,采取措施降低背景噪声
对背景噪声的修正
总噪声与背景噪声相差越小,修正值越大,说明背景噪声对其影响越大。
测量方法
城市区域环境噪声测量
测量的目的:取得能描述城市噪声的分布状况的有用数据
测量地点:选在居住或工作建筑物外,离任一建筑物的距离不小于1m。传声器据地面的垂直距离不小于1.2m
测点布置:网格布点,将市区划分为等距离的网格数目多于100个,测点选在网格中心(如相邻网格点之间声级相差10dB以上,则应补充测点)
测量时间:分别在昼间和夜间进行测量,每次每个点测量10分钟的等效连续A声级
测量结果:将全部网格中心测点测得的10分钟的等效连续A声级进行算术平均,所得值为该区域的噪声水平
噪声污染空间分布:将测量到的等效连续A声级按5分贝一档分级,用不同的颜色表示,绘制在覆盖某一区域或城市的网格上,用于表示该区域或城市的噪声污染分布情况
道路交通噪声测量
测量地点:市区交通干线(机动车流量不小于100辆)一侧的人行道上,距马路沿20cm处,此处距两交叉路口应大于50m,传声器至于测点上距离地面高1.2m,垂直指向公路
测量方法:传声器距离地面高1.2米,垂直指向公路。使用“慢”特性,每5秒钟读一个数,连续读200个数。并同时记录车流量。
工业企业噪声测量
测量生产环境噪声、现场的机器噪声、厂界噪声
噪声学控制方法
吸声
定义
声波通过介质或入射到介质分界面上时声能的减少过程,称为吸声或声吸收。
机理
当声波入射到材料表面时部分投入的声波与材料的组织(纤维筋络或颗粒)之间产生内摩擦。
由于空气的粘滞性和热传导效应,使声能转化为热能而损耗。此外,空气与筋络之间的热交换也消耗部分声能。
设计原则
①先对声源隔声、消声
②当声源不宜采用隔声或采用后任达不标准时,用吸声作为辅助手段
③吸声处理适用于壁面吸收系数较低、房间吸声量较小的工业厂房
④吸声处理降噪一般在6-12分贝
吸声材料
多孔吸声材料
分类
纤维类:超细玻璃棉、化纤棉、矿渣棉、甘蔗板
泡沫类:泡沫塑料、泡沫橡胶
颗粒类:膨胀珍珠岩、多孔陶土砖
特点
多孔吸声材料吸收中、高频噪声声能为主
结构特征
材料内部的孔隙率要高,一般在70%以上,多数达到90%左右;
孔隙应该尽可能细小,且在材料内部均匀分布;
微孔应该是相互贯通,而不是封闭的;(单独的气泡和密闭间隙不起吸声作用)
微孔要向外敞开,使声波易于进入微孔内部。(不具有敞开微孔仅有凹凸表面的材料吸声效果差)
影响因素
声音频率
多孔材料对高频率声音吸声效果明显,即在高频区吸声系数较大;
对低频率声音吸声效果差,即在低频区吸声系数较小。
厚度
材料厚度增加,吸声最佳频率向低频方向移动。 厚度每增加1倍,最大吸收频率向低频方向移动一个倍频程。
对中高频噪声、一般采用2~5cm厚的吸声板 对低频吸声要求高的,采用5~10cm厚的吸声板
孔隙率和密度
孔隙率定义:材料中的空气体积与材料的总体积的比值。
孔隙率和密度存在一个最佳值
空腔对吸声性能的影响
空腔定义:材料层与刚性壁之间的空气层。
作用:增加了厚度,改善对低频声的吸收。
当腔深d=1/4波长时,吸声系数最大;一般推荐取腔深5-10cm。
护面层对吸声性能的影响
作用:保护吸声材料,防止污染环境。
种类:护面网罩、纤维布、塑料薄膜和穿孔板等。
要求:要有良好的通气性。
使用环境对吸声性能的影响
温度:温度升高,吸声性能向高频方向移动
湿度:适度增加,堵塞细孔,吸声系数下降
吸声结构
薄板共振吸声结构
构成
薄板和空气层
原理
当声波入射到薄板上引起板面发生振动,振动要克服本身的阻尼和板与框架之间的摩擦力,使一部分声能转化为热能而损耗掉。增大边缘阻尼,可以增加声能损耗。
缺点
吸声频率范围非常狭窄
改善吸声性能措施
1.在薄板结构边缘(薄板与龙骨的交接处)放置增加结构阻尼特性的软材料(海绵条、毛毡等)
2.在空腔中适当悬挂多孔吸声材料
3.采用不同单元大小的薄板及不同腔深的吸声结构
拓宽吸声频率范围
穿孔板共振吸声结构
单腔共振吸声结构 (亥姆霍兹共振器)
构成
腔体、颈口
机理
当入射声波的波长远大于腔体和颈口尺寸,颈内空气质量可以视为整体运动(颈很短)。腔体中空气具有弹性,相当于弹簧,孔颈中空气柱具有一定质量,相当于质量块。当声波作用于颈口时,颈内空气质点像活塞做往复运动,通过空气与颈口的摩擦阻尼,使部分声能转化为热能损耗掉。
多孔穿孔板共振吸声结构
构成
多个亥姆霍兹共振器并联而成
机理
若孔的大小相同,孔在薄板上均匀分布,则共振频率与单个空腔共振吸声结构的共振频率相同。吸收中低频噪声。
微穿孔板吸声结构
构成
在厚度小于1mm的金属薄板上穿以孔径小于1mm,穿孔率为1%-5%的小孔
机理
开孔小,开孔率低。对于高频声波,相当于多孔吸声材料;对于低频声波,相当于共振薄板。
特点
孔小,易堵塞
成本低,构造简单。
吸声系数大,吸声频带较宽。
设计理论成熟,吸声结构的理论计算与实测值接近。
可用于高温、潮湿、腐蚀性气体或高速气流等其它材料及结构不适合的环境中。
空间吸声体
悬空悬挂,吸声性能好,节约吸声材料;便于安装,装拆灵活。
隔声
定义/原理
声波在媒质中传播时,通过屏障物使部分声能被反射而不能完全通过的措施称为隔声。
影响因素
隔声材料的品种、密度、弹性和阻尼因素。
材料面密度越大,隔声量越大;增加材料阻尼,可有效抑制结构共振和吻合效应引起的隔声量降低。
结构共振:隔声量出现谷值意味着对应频率下有结构模态共振
吻合效应:因声波入射角度造成的声波作用与隔墙中弯曲波传播速度相吻合而使隔声量降低的现象
构件的几何尺寸以及安装条件(包括密封状况)
噪声源的频率特性、声场的分布及声波的入射角度
隔声结构
隔声墙
定义
通常将板状或墙状的隔声构件称为隔声墙
分类
单层匀质墙
单层墙的隔声量与其单位面积的质量的对数成正比;声波的频率越高,隔声量越高。
双层隔声墙
增加面密度可以增加隔声量,但不经济。双层墙中间加上一定厚度的空气层。透过第一墙,反射两次,形成衰减;透过第二墙,又反射两次。(中间不要有刚性连接)
多层复合板隔声
由几层面密度或性质不同的板材组成的复合隔声构件,通常用金属或非金属的坚实薄板做面层,内侧覆盖阻尼材料或填入多孔吸声材料或空气层组成。
组合墙:即具有门窗等不同隔声构件组成的墙板
隔声间
隔声间的声学评价为组合墙的平均隔声量
隔声门、窗、罩、屏
处理孔洞
通风换气口有消声装置;
孔洞周围用柔软材料包扎封紧
对于经常开启的门窗与边框交接处加以密封隔;
土建工程中注意砖墙灰缝的饱满,混凝土墙的砂浆捣实;
声要求高的场合,可采用双层或多层门窗,并对门窗缝隙密封;
振动污染
振动的概述
振动的定义
物体处于周期性往复运动的状态
振动污染的定义
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、仪表不能正常工作
振动污染源分类
按来源分
自然振动
地震、火山爆发
人为振动
工厂振动源:旋转机械、往复机械、传动轴系、管道振动
工程振动源:打桩机、打夯机、水泥搅拌机、碾压设备、爆破作业
道路交通振动源:铁路公路振源
低频空气振动源:低频空气振动是指人耳可听见的100Hz左右的低频振动,如玻璃窗、门产生的低频空气振动
按形式分
固定式单个振动源
集合振动源
按动态特征分
稳态振动
冲击振动
铁路振动
无规则振动
振动分级
低频振动:<6Hz(地壳运动)
中频振动:6-100Hz(大多数设备振动)
高频振动:>100Hz(部分高速转动的设备)
振动的影响
对生理
损伤人的机体,引起各系统和器官的疾病,损伤各个脏器。
对心理
产生不愉快、烦躁、不可忍受等各种反应
对工作效率
引起工作效率降低
对构筑物
振动可通过地基传递到构筑物,导致构筑物破坏
振动的基础
简谐振动系统
自由振动(无外力)
受迫振动(受外力)
有无阻尼
振动波类型
横波S
横波的特点是质点的振动方向与波的传播方向相互垂直。(电磁波)
纵波P
纵波是质点的振动方向与传播方向同轴的波。
隔振的基本方法
防止共振
减少振动源的扰动
采用隔振技术
主动隔振(积极隔振)
降低设备的扰动对周围环境的影响,同时减小设备自身的振动。(控制振源)
被动隔振(消极隔振)
为了减少地基的振动对设备的影响,使设备的振动小于地基的振动,达到保护设备的目的。(控制保护对象)
振动的评价标准
评价指标
位移、速度和加速度、振动级
评价阈
感觉阈:刚刚感觉到振动,对人体无影响
不舒服阈:使人感到不舒服
疲劳阈:使人感到疲劳,工作效率降低
危险阈:时振动会使人产生病变
评价标准
IS02631标准(整体振动标准)
规定了人在振动作业环境(频率范围1-80Hz)中的暴露基准(含垂直振动标准曲线和水平振动标准曲线)
《人体全身振动暴露的舒适性降低界限和评价准则》GB/T13442-92
《建筑内部振动标准》(IS0/DIS2631)
《城市区域环境振动标准》(GB10070-88)
振动的控制技术
振动源控制
改进振动设备的设计和提高制造加工装配精度
机械振动控制
降低机械的振动加速度
振动传递到地面的力是通过加速度而产生的,降低振动加速度可控制。采用使自由振幅倍率减小的设计,可减低振动加速度。
利用支承台架质量的减振措施
利用动力吸振的减振措施
弹性减振
积极隔振:在机器(振源)与基础之间安装弹性支承,减少机器振动激振力向基础的传递量,迫使机器的振动得以有效隔离的方法
消极隔振:在仪器设备与基础之间安装弹性支承,以减少基础的振动对仪器设备的影响程度,使仪器设备能正常工作或不受损害
阻尼减振
对于薄板类结构振动及其辐射噪声,在其结构或部件表面涂贴阻尼材料能达到减振降噪效果。
传播途径的减振
增大距离,让受影响对象远离振源
采用放振沟和隔墙
材料装置
隔振材料
橡胶隔振垫
软木
质轻、耐腐蚀、保温性能好、加工方便,不适于低频隔振
毛毡
易用油纸或塑料薄膜包裹,缝隙易用沥青涂抹密封。价格低廉、安装方便、可根据需要切割。
玻璃纤维
耐腐蚀、防火、弹性好,性能不随温度变化,可用于机器设备及特殊建筑物基础的隔振。
阻尼材料
弹性阻尼材料:橡胶类、沥青类、塑料类
复合材料:层压材料、混合材料
阻尼合金:铁基、铝基
库伦摩擦阻尼材料:不锈钢丝网、钢丝绳和玻璃纤维
其他类:阻尼陶瓷、玻璃
减振装置
钢弹簧隔振器(圆柱弹簧、圆锥弹簧、板弹簧)
橡胶隔振器(适用广泛、易老化变形)
空气弹簧(气垫,用于火车汽车和消极隔振场合)
液体弹簧
热污染
定义
热环境
又称环境热特性,是指供给人类生产、生活及生命活动的生存空间的温度环境。
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。
成因
直接向环境释放热量
能源未有效利用,余热排入环境后直接引起温度升高
大气组成的改变
二氧化碳含量剧增、颗粒物大量增加、对流层水蒸气增多、臭氧减少
地表形态的改变
农牧业大量发展造成自然植被的严重破坏
飞速发展的城市建设减少了自然下垫面
石油泄漏改变了海洋水面的受热性质
热污染类型
水体热污染
来源
工业冷却水
工厂的循环冷却水排出的热水以及工业废水中都含有大量废热
核电站
核电站的废热全部从冷却水排出
影响
引发流行性疾病
水温升高,致病微生物滋生繁衍
增强温室效应
使大气中水蒸气和二氧化碳含量增加,增强温室效应
威胁水生生物生存
溶解氧含量降低,水生生物的新陈代谢加快,提高有毒物质的毒性以及水生生物对有害物质的富集能力,引起水生生物的死亡。
加剧水体富营养化
硅藻大量死亡,绿藻蓝藻迅速生长繁殖占绝对优势;促进底泥营养物质释放,N、P含量增加剧水体富营养化。
防治
减少废热入水
主要污染源:电力工业排放的冷却水
控制冷却水进入水体的质和量
合理选择取水排水的位置
废热综合利用
利用废热水冬季供暖
将冷却水引入鱼、虾或贝类养殖场
进入水田调节水温,或排入港口航道防止结冰
引入污水处理系统调节水温,加速微生物酶促反应
通过热回收管道系统将废热输送到田间土壤或直接利用废热水进行灌溉
加强管理
制定温水排放标准
加强对受纳水体的管理
将热污染纳入建设项目的环境影响评价中
大气热污染
城市大量燃料燃烧过程及高温产品、炉渣和化学反应产生的废热不断地排入大气环境,导致大气中含热量增加。
城市热岛效应
定义
在人口稠密、工业集中的城市地区,有人类活动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。
形成过程
白天,太阳辐射下构筑物表面迅速升温,积蓄热量
夜晚,向空气中辐射热量,近地继续保持相对较高的温度
由于建筑密集,地面长波被建筑物表面多次反射,使得向宇宙空间散失的热量减少
成因
城市下垫面的变化
自然生态环境被人工地貌所代替 对太阳辐射的反射率低,热导率高,热容量大,蓄热能力强; 储水能力降低,蒸发强度减小,大部分热量用于地面增温; 下垫面粗糙,阻碍空气流通,风速减小,不利于热量扩散
城市大气成分的变化
城区能源消耗燃烧排放CO2、CO、SO2、NOx、CH4等气体和颗粒物,降低空气透明度,使其吸收太阳辐射和地表长波辐射的能力增强
人为热的释放
工业生产、家庭炉灶、采暖制冷、机动车辆、人群代谢
影响
形成城市风
导致气候、物候失常
在夏季加剧高温天气,降低工作效率,引起中暑和死亡人数增加
引起暴雨、飓风和云雾等异常天气现象,可能造成局部地区水灾
使得城区冬季缩短,从而可以降低城区冬季采暖耗能;另一方面,导致夏季持续高温增加城市耗能
防治
1.增加自然下垫面比例,大力发展城市绿化 2.加强屋顶和墙壁绿化 3.加强工业整治及机动车尾气治理,限制大气污染物的排放 4.调整能源结构,提高能源利用率 5.开发使用反射率高、吸热率低、隔热性能好的环保建筑材料 6.控制人口数量 7.建设城市通风道
温室效应
定义
大气能使太阳短波辐射到达地面,但地表受热后向外放出的大量长波热辐射线却被大气吸收,使地表与低层大气温度增高
原因
(一)温室气体排放量增加 (二)植被被破坏,温室气体吸纳量降低
温室气体
水蒸气、二氧化碳、甲烷、一氧化碳、氟氯烃、氮氧化物、臭氧
影响
1.冰川消退,海平面上升 2.气候带北移,引发生态问题 3.加重区域性自然灾害 4.危害人类健康
防治
控制温室气体排放
调整能源结构,增加可再生能源的使用比例(核能、太阳能、生物能、地热)世界各国互相合作、联合行动
增加温室气体的吸收
保护森林资源、加强二氧化碳固定技术
适应气候变化
培育新的农林品种、调整农业产业结构,规划防止海岸侵蚀的工程
热污染评价标准
水体热环境评价标准
最适温度
最适温度即最适宜鱼类生长的温度。
最高起始致死温度UILT
50%的驯化个体能够无限期存活下去的温度,通常以LT50表示
最高周评价温度MWAT
MWAT=最适温度+(UILT-最适温度)/3
大气热环境评价标准
环境温度
干球温度法Ta
将水银温度计的水银球不加任何处理,直接放置在环境中进行测量,得到的温度为大气温度,又称气温。
湿球温度法Tw
将水银温度计的水银球用湿纱布包裹起来,然后放置在环境中进行测量,由此法所测得的温度是湿度饱和情况下的大气温度。干球温度和湿球温度的差值,反映了测量环境的湿度状况。
黑球温度法Tg
将水银温度计的水银球放入一直径15cm外涂黑的空心铜球中心进行测定。此法的测量结果可以反映出环境热辐射的状况
生理热环境指标
有效温度ET
考虑了辐射、对流和蒸发三种因素,将真实环境下的干球温度、相对湿度和平均辐射温度规整为一个温度参考
操作温度OT
操作温度是平均辐射温度和空气温度关于各自对应的换热系数的加权平均值。
干-湿-黑球温度
定义
将干球温度法、湿球温度法、黑球温度法测得的温度按照一定比例加权平均值,反应环境温度对人体生理影响程度
分类
湿球黑球温度指数WBGT
WBGT指数是综合评价人体接触作业环境热负荷的一个基本参量,用以评价人体的平均热负荷
湿度指数THI
美国气象局规定为表示生理热环境指标
放射性污染
概念
放射性污染定义
电离辐射指的是可引起物质电离的辐射,如宇宙射线、a射线、β射线、Y射线、中子辐射、X射线、氡等。
放射性污染来源
天然辐射源
地球外辐射,即宇宙射线
地球内辐射,即地球本身所含各种天然放射性元素
人工辐射源
核研究
医疗照射
自由基生成
直接作用
电离辐射直接引起靶分子电离和激发而发生物理化学变化,生成生物分子自由基
间接作用
电离辐射作用于生物分子的周围介质(主要是水)生成水射解自由基
辐射的生物效应
躯体效应
分类
急性效应发生在短时间内受到大剂量照射事故情况下的效应
远期效应是需要经过长时间潜伏期才能显现在受照者身上的效应(白血病和癌症)
定义
由辐照引起的显现在受照者本人身上的有害效应
遗传效应
由生殖细胞受到损伤引起的,表现为受照者后代的身体缺陷
辐射对人体危害
急性放射病
局部性辐射损伤
肌体某一器官或组织受到外照射时出现的某种损伤
全身性辐射损伤
肌体全身受到均匀或大剂量急性照射引起的一种全身性疾病
远期影响
主要是慢性放射病和长期小剂量照射对人体健康影响
放射性废物
定义
放射性废物是含有放射性核素或被放射性核素所污染,其浓度或比活度大于审管部门确定的清洁解控水平,预期不会再被利用的废弃物
来源
核设施、伴生矿、核技术应用
特点
长期危害性
放射性废物中含有的放射性物质,一般采用物理、化学和生物方法不能使其含量减少,只能利用自然衰变的方法,使它们消失掉。放射性“三废”的处理方法有稀释分散、减容储存和回收利用。
处理难度大
放射性废物中的放射性物质不但会对人体产生内、外照射的危害,同时放射性的热效应使废物温度升高。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。
处理技术复杂
废物中放射性核素含量非常小,一般都处在高度稀释状态,因此要采取极其复杂的处理手段进行多次处理才能达到要求
兼容
放射性和非放射性有害废物同时兼容,所以在处理放射性废物的同时必须兼顾非放射性废物的处理。
毒性大
某些毒性比非放射性大几倍,处理比非放射性废物处理要严格、困难得多。
处理途径
放射性废液的处理
低中放废液的处理
絮凝沉淀、离子交换、吸附法、膜技术、过滤和蒸发
高放废液的处理
把高放废液全都利用玻璃、水泥、陶瓷或沥青固化起来,进行最终处置而不考虑综合利用。
从高放废液中分离出钢系元素,然后将高放废液固化起来进行处置。
从高放废液中提取有用的核素,其他废液作固化处理。
把所有的放射性核素全部提取出来。
放射性废气的处理
放射性粉尘的处理
一般的工业除尘设备均可处理
放射性气溶胶的处理
高效微粒空气过滤器(HEPA)
放射性气体的处理
惰性气体核素采用活性炭滞留、液体吸收、低温分馏、贮存衰变
高烟囱排放
放射性固体废物的处理
固化技术
定义
将放射性核素通过化学转变,引入到某种稳定固定物质的晶格中
或通过物理过程把放射性核素直接掺入惰性材料中
要求
低浸出率、高导热率、高耐辐射性、高生化稳定性、高耐腐蚀性、高机械强度、高减容比
常用方法
水泥固化
桶内混合
在线混合
水力压裂地下水泥固化法
大体积浇注水泥固化法
沥青固化
乳化法
化学乳化法
高温熔化蒸发法
塑料固化
玻璃固化
陶瓷固化
减容技术
目的
减少体积,降低废物包装、贮存、运输和处置的费用
方法
压缩
定义
靠机械力的作用使废物密实化,减少体积
分类
常规压缩
圆筒压缩机(压力1-100MPa),反复挤压至金属桶满为止
超级压缩
压力>100MPa,用于压缩金属、混凝土、橡胶制品和玻璃等重物
焚烧
定义
将可燃废物氧化处理至灰烬
分类
干法焚烧(空气)
湿法焚烧(酸、过氧化氢)
放射性污染防护的基本原则
辐射实践正当性
在施行伴有辐射照射的任何实践之前,必须经过正当性的判断,确认这种实践具有正当的理由,获得的利益大于代价。
辐射防护最优化
应该避免一切不必的辐射,在考虑到经济和社会因素的条件下,所有辐射应该保持在可合理达到的水平。
个人剂量的限值
用剂量限值对个人所受的照射加以限制。
辐射防护
外照射防护措施
增大与辐射源的距离
减少受照射时间
设置屏蔽
α、β、X、γ射线及中子
内照射防护措施
防止放射性物质经呼吸道吸入
防止放射性物质经体表进入体内
防止放射性物质经食道进入体
电磁辐射污染
概述
定义
电磁辐射污染是指人类使用产生电磁辐射的器具而泄漏的电磁能量传播到室内外空间中,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,使人体健康和生态环境受到损害的现象。
特点
由于其能量低,不能引起水和组织电离,故其属于非电离辐射。
来源
天然电磁辐射污染源
大气与空气污染源
自然界的火花放电、雷电、火山喷烟
太阳电磁场源
太阳的黑色活动与黑体放射
宇宙电磁场源
银河系恒星的爆发、宇宙间电子移动
人为电磁辐射污染源
人工电磁污染源产生于人工制造的电子设备与电气装置
其他分类
放电所致场源
如切断大电流电路时产生的火花放电,由于电流强度的瞬时变化很大,产生很强的电磁干扰,它本质上与雷电相同,只是影响区域较小。
工频电磁场
低频的电力设备和输电线路所激发的电磁场。(我国工频频率为50赫,国外有60赫)
射频电磁场
当交流电的频率达到105Hz以上,形成高频率电磁场,即射频电磁场。
危害
对人体健康的危害
致癌和治癌;影响视觉系统、生殖系统、血液系统;危害机体免疫功能、中枢神经系统;引起心血管疾病;影响遗传和胎儿
对生态环境的危害
危害挥发性物质如酒精、煤油、液化石油气等
对设备装置的危害
干扰破坏通信和电视信号;危害易燃易爆物质的装置;危害元器件
产生危害机理
热效应
人体吸收过多的辐射能,靠体温的调节无法把热量散发出去,会引起体温升高,继而引起蛋白变性、心率改变等,引发各种症状。
非热效应
电磁波辐射干扰了人体的固有微弱电磁场,造成细胞内遗传基因发生畸形突变,进而诱发白血病和肿瘤,还会引起胚胎染色体改变。
积累效应
热效应和非热效应作用于人体后,对人体的伤害尚未来得及自我修复之前,再次受到电磁波辐射的话,其伤害程度就会发生累积,久之会成为永久性病变,危及生命。
概念
电场
电荷的周围存在着一种特殊的物质叫做电场。
电场强度
用来表示电场中各个点电场的强弱和方向的物理量,电荷的强弱可由单位电荷在电场中所受力的大小来表示。
磁场
电流在它通过的导体周围所产生的具有磁力作用的场。
磁场强度
表示磁场的强弱,即磁场中某点的磁场强度在数值上等于在该点上单位磁极所受的力。
电磁场
交变磁场周围会产生电场,交变电场周围会产生新的磁场,它们相互作用、方向相互垂直,并与自己的运动方向垂直。这种交替产生的具有电场与磁场作用的物质空间,称为电磁场。
电磁辐射
电磁场以一定的速度在空间传播,在其传播过程中不断向周围空间辐射能量,此能量称为电磁辐射,也称电磁波。
场区
近场区
定义
以场源为零点或中心,在1/6波长之内的区域称为近区场
特点
在近区场内,电场强度E与磁场强度H的大小无确定关系的比例关系。
近区场电磁强度比远区场的要大得多,且近区场电磁强度比远区场电磁强度的衰减速度快。
近区场电场感应现象与场源密度相关,近区场不能脱离场源而独立存在。
远场区
定义
相对于近区场而言,在1/6波长范围之外的区域称为远场区。
特点
远区场的电磁强度与磁场强度有固定的关系:E≈377H
电场E与磁场H互相垂直,并且都与传播方向垂直。
电磁波在真空中的传播速度为c
防治技术
我国标准
作业场所电磁辐射安全卫生标准
电磁辐射环境安全卫生标准
干扰控制标准
基本原则
主动
在泄漏和辐射源方面采取的防护措施:主要着眼于减少设备的电磁漏场和电磁漏能,使泄漏到空间的电磁场强度和功率密度降低到最小程度。(抑制电磁辐射源)
被动
在作业人员层面(包括其工作环境)所采取的防护措施:其特点是着眼于增加电磁波在介质中的传播衰减,是达到人体使得场强和能量水平降低到电磁波照射卫生标准以下。(被辐射方面)
防护限值
职业照射
在每天8H工作期间内,任意连续6min按全身平均的比吸收率(SAR)应小于0.1W/kg。
公众照射
在1天24H内,任意连续6min按全身平均的比吸收率(SAR)应小于0.02W/kg。
防治措施
电磁屏蔽
定义
采取一切技术措施,将电磁辐射的作用与影晌限制在规定的空间范围以内。
措施
一方面抑制屏蔽室内电磁波外泄即抑制电磁干扰源; 另一方面阻断电磁波的传播途径以防止外部电磁波进入室内。
机理
当电磁波到达屏蔽体表面时,由于空气与金属的交界面上阻抗的不连续,对入射波产生的反射。未被表面反射掉而进入屏蔽体的能量,在体内向前传播的过程中,被屏蔽材料所衰减(热消耗)也就是所谓的吸收。在屏蔽体内尚未衰减掉的剩余能量,传到材料的另一表面时,遇到金属一空气阻抗不连续的交界面,会形成再次反射,并重新返回屏蔽体内。
接地技术
机理
将在屏蔽体(或屏蔽部件)内由于感应生成的电流迅速导入大地,使屏蔽体(或屏蔽部件)本身不致再成为射频的二次辐射源,从而保证屏蔽作用的高效率。
设计实施
接地线
射频电流存在趋肤效应,故屏蔽体的接地系统表面积要足够大,以宽为10cm的铜带为宜。
接地极
埋置接地铜板
2m²的铜板埋在地下土壤里,并将接地线良好的接在接地铜板上
埋置接地格网铜板
埋置嵌入接地棒
滤波
线路滤波的作用就是保证有用信号通过,阻截无用信号通过
距离防护
简单地加大辐射体与被照体之间的距离
采用机械化或自动化作业,减少作业人员直接进入强电磁辐射区的次数或工作时间
个体防护
让高频电磁辐射人员佩戴防护眼镜、防护服和防护头盔等。
防治对象
广播、电视发射台的电磁辐射防护
在条件许可的情况下,改变发射天线的结构和方向角,以减少对人群密集居住方位的辐射强度。
在中波发射天线周围场强大约为15V/m,短波场强为6V/m的范围设置一片绿化带。
通过用房调整,将在中波发射天线周围场强大约为10V/m,短波场源周围场强为4V/m的范围内的住房,改作非生活用房。
利用对电磁辐射的吸收或反射特性,在辐射频率较高的波段,使用不同的建筑材料,包括钢筋混凝土,甚至金属材料覆盖建筑物,以衰减室内场强。
微波设备的电磁辐射防护
减少源的辐射或泄漏
在进行雷达等大功率发射设备的调整和试验时,利用功率吸收器(等效天线)可将电磁能转化为热能散掉
屏蔽辐射源
反射微波辐射的屏蔽:用板状、片状和网状的金属组成的屏蔽壁来反射散射的微波。
吸收微波辐射的屏蔽:用能吸收微波辐射的材料进行吸收加以屏蔽
距离、个体
微波炉的电磁辐射防护
安放位置应放低些,以避免脑、眼受损。
小孩和安装起博器的人,尽量不要让其接触和使用微波炉。
运转时不要站在旁边,更不要盯着其看,最好是到隔壁房间去。
质量好、信誉高的名牌厂家,以保证产品质量和防止微波泄漏。
环境静电的污染防治
尽量减少静电的产生
选材采用导体材料、运输减少摩擦碰撞、减少不同物质混合、控制速度
在静电产生不可避免的情况下,采取加速释放静电的措施,以减少静电的积累
采用良好的接地措施、改善材料导电性、增加环境相对湿度、涂刷防静电层
当静电的产生、积累都无法避免时,要积极采取防止放电着火的措施
安装放电器、屏蔽带电体、加强静电测量和报警、减少可燃混合物的形成
区别和特点
气流:气流越大,越容易冲散多孔材料