物理性污染的毒性效应.ppt
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1、第十讲 物理性污染的毒性效应,由人类生产、生活、娱乐等活动引起的物理性环境污染日益严重,已成为继化学性污染之后的另一类重要人为污染。,一、噪声的定义与特征,噪声的定义:,噪声的主要特性,1. 噪声是一种感觉性污染,传播时不会遗留下 有毒有害的化学污染物质。对噪声的判断与 个人所处的环境和主观愿望有关。,2. 噪声源的分布广泛而分散,但由于传播过程 中发生能量的衰减,因此其影响范围有限。,3. 噪声污染没有后效作用。一旦噪声源停止发声, 噪声便会消失。,噪声的主要来源,工业生产:造成职业性耳聋的主要原因,社会生活:在城市噪声源中的比重上升,交通运输:城市主要的噪声源,建筑施工:其噪声影响面很大,
2、声音萦绕在我们周围,噪声的主要来源,工业噪声:主要来自生产和市政施工等过程中的机械振 动、摩擦、撞击以及气流振动等而产生的声音。,A,是造成职业性耳聋和年轻人秃顶的主要原因;,B,C,防治措施相对容易。,噪声源是固定不变的,污染范围比交通噪声小多;,一些机械设备产生的噪声,交通噪声:交通噪声主要是由交通工具在运行时发出来的。如汽车、火车、飞机等都是交通噪声源。交通噪声对环境影响较广,尤其是在城市中汽车等交通运输工具较为集中,噪声汇集已成为危害。,典型机动车辆噪声级范围,建筑施工噪声:建筑施工过程中的大量不同性能的动力机械所产生的影响居民生活的噪声。,建筑施工机械噪声级范围,社会生活噪声:主要指
3、街道和建筑物内部各种生活设施、人群活动等产生的声音。,A,一般在80dB以下;,B,来自:娱乐场所、商业活动中心、运动场所、家用 机械、电器设备等。,家庭噪声来源及噪声级范围,1、超过多少分贝的噪声会造成耳聋? 115 分贝,2、适合人类生存的最佳声音环境为多少分贝? 15 至 45 分贝,噪声的分类,选矿厂的磨矿车间、重型机械厂等发出的极为强大的声音能引起人们的听力或生理上的障碍,这种声音无论何时何地对谁都是噪声.,这种声音虽然不太响,但它妨碍人们的交谈、思考、学习、休息或倾听其它的声音.,如摩擦声、刹车声等,听后让人感觉不悦的声音。,人们日常生活中习以为常的声音,如户外风吹树叶的沙沙声等。
4、,极强的声音,干扰的声音,不愉快的声音,无影响的声音,噪声的分类,噪声的危害,40分贝是噪声的卫生标准,一般认为属正常的环境声音。在此以上便是有害的噪声。噪声危害对象主要是人,不过有必要指出,在过度寂静的环境(例如在消音室)中,人也会感觉不适。噪声的危害归纳起来有6个方面。,5060分贝则属于较吵的环境,此时脑力劳动受到影响,谈话也受到干扰。当打电话时,周围噪声达65分贝则对话有困难;在80分贝时,则听不清楚。在噪声达8090分贝时,距离约0.15米也得提高嗓门才能进行对话。如果噪声分贝数再高,实际上不可能进行对话。在高噪声环境下,神经衰弱的发病率可达50%60%以上。,A,影响休息,干扰生活
5、,B,损伤听力,噪声可以使人造成暂时性的和持久性的听力损失,后者即耳聋。一般说来,85分贝以下的噪声不至于危害听觉,而超过85分贝则可能发生危险。下表列出在不同噪声级下长期工作时,耳聋发病率的统计情况。,工作40年后噪声性耳聋发病率(%),从表中可以看出,80dB以下工作不致耳聋,80dB以上,每增架5dB噪声发病率增加约10%。,不同噪声级下长期工作时 的耳聋发病率(%),噪声对交谈的影响,噪音的危害, 对睡眠的干扰 40dB的连续噪声可使10的人睡眠受到影响;70dB 的连续噪声可使50的人睡眠受到影响;, 40dB的突发性噪声可使10的人惊醒,到60dB时, 可使70的人惊醒。,C,影响
6、人体健康,噪声会引起人体紧张的反应,刺激肾上素的分泌,导致心率改变和血压升高。可以说,20世纪生活中的噪声是高血压的人增多、心脏病恶化和发病率增加的一个重要原因。 噪声会使人的唾液、胃液分泌减少,胃酸降低,从而易患胃溃疡和十二指肠溃疡。研究指出,某些吵闹的工业企业里,溃疡病的发病率比安静环境的高5倍。 噪声对人体的内分泌机能也会产生影响。在高噪声环境下,会使一些女性的性机能紊乱,孕妇流产率增高。另外噪声也是刺激癌症的病因之一。,在噪声环境下,儿童的智力发育缓慢。有人作过调查,吵闹环境下儿童智力发育比安静环境中的低20%。 噪声对胎儿也会产生有害影响。研究表明,噪声使母体产生紧张反应,会引起子宫
7、血管收缩,以致影响供给胎儿发育所必需的养料和氧气。有人对机场附近居民的一个初步的研究发现,噪声与胎儿畸形有关。 此外,噪声还会导致出生儿体重偏轻。,D,影响儿童和胎儿的发育,E,损害动物,噪声可以使奶牛产奶量降低,鸡场的蛋鸡产蛋率下降以及鸟类羽毛脱落,不下蛋,甚至内出血死亡。如60年代初期,美国F-104喷气机做超声速飞行试验,地点是俄克拉荷马市上空,飞行高度为10000米,每天飞越八次,共飞行6个月。结果在飞机轰鸣声的作用下,一个农场的10000只鸡被轰声杀死6000只。,F,损害建筑物,50年代曾有报道,一架以每小时1100千米的速度(亚音速)飞行的飞机,作60米低空飞行时,噪声使地面一座
8、楼房遭到破坏。在美国统计的3000件喷气飞机时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%。 此外,由于飞机噪声造成的经济损失,1968年约为40185亿美元,1978年约为 60277亿美元。,对物质结构的影响,据实验,一块0.6mm的铝板,在168分贝的无规则噪声作用下,只要15分钟就会断裂。150分贝以上的强噪声,可使墙震裂、门窗破坏,甚至使烟囱和老建筑物发生坍塌,钢结构产生“声疲劳”而损坏,高精密度的仪表失灵。,对仪器设备和建筑结构的危害 当噪声级超过135dB时,电子仪器的连接部位会出现错动,引线产生抖动,微调元件发生偏移,使仪器发生
9、故障而失效; 当超过150dB时,仪器的元件可能失效或损坏; 当噪声超过140dB时,轻型建筑物会遭受损伤。,噪声的控制与防治,声源,传播途径,接收器,声源控制 传播途径控制 接收者的防护,声源控制:减弱或消除噪声的基本方法和最有效的手段,1、选用发声小的材料:用减振合金(如Mn-Cu-Zn)代替45号钢,可减噪27dB(A) 2、选用发声小的结构型式:将风机叶片由直片形改成后弯形,可减噪10dB(A) 3、选用发声小的传动方式:用皮带传动代替齿轮传动可减噪16dB(A),改进机械设计,改进生产工艺,提高加工精度和装配质量,加强行政管理,1、用液压代替冲压 2、用焊接代替铆焊 3、用斜齿轮代替
10、直齿轮等,若将轴承滚珠加工精度提高一级,则轴承噪声可降低10dB(A),1、如在居民区附近使用的建筑施工机械设备,夜间必须停止操作 2、市区内汽车限速行驶、禁鸣喇叭等,声源控制降噪效果,传播途径控制,闹静分开增大距离,利用噪声自然衰减作用,将声源布置在离学习、休息场所较远的地方。,利用声源的指向性(方向不同,声级不同),将噪声源指向无人的地方。如高压锅炉的排气口朝向天空,比朝向居民区可降低噪声10dB(A)。,改变方向,林带:40m宽的林带可减噪10-15dB(A) 隔声障板的隔声量可达25dB(A) 砖墙(24cm厚)的隔声量为30dB(A),设置屏障,传播途径控制(吸声、消声、隔声、隔振、
11、阻尼等),接受者个人防护,在上述两种控制方法失效时,应采取耳塞、耳罩、防声蜡棉和防护面具等个人防护措施。这些防护用具都要求严密不透气,以便于隔声,但有时设计成能通过一部分低频声或低强度声,使得既能阻止噪声,又不妨碍谈话。,多孔性吸声材料(针对高频噪声控制) 材料特征: 内部有许多微小细孔,并与材料表面相通, 具有通气性。 吸声机理: 声波投射到多孔材料表面时,部分投入的声波与纤维 或颗粒表面产生内摩擦(摩擦力来自空气的压缩、膨 胀),部分声能转变成热 能,从而使声音的能量减 小。,多孔性吸声材料分类:, 无机纤维(如玻璃棉、岩棉及其制品等) 有机纤维(如棉麻植物纤维、木质纤维等) 泡沫材料(如
12、泡沫塑料、泡沫混凝土等) 吸声建筑材料(如微孔吸声砖、膨胀珍珠岩),共振吸声结构(针对低频噪声控制) 材料特征:薄膜或薄板表面穿孔 吸声机理:应用共振原理 1)声音与薄板(薄膜)固有频率产生共振 2)声音与板后空腔气室空气产生共振, 微穿孔板吸声结构(小于1mm微孔) 穿孔板共振吸声结构(共振腔结构) 薄板或薄膜吸声结构(材料本身产生共振),空间吸声体和穿孔板吸声结构,吸声吊顶,玻璃棉吸声结构,护耳器,隔声间壁,隔声间,南京无线电扬声器厂的消声室,录音室,便携式声级计,直管式消声器,阻尼减振 对于薄板类结构振动及其辐射噪声,在其结 构或部件表面贴涂阻尼材料也能达到明显的减振 降噪效果,这种控制
13、方法称为阻尼减振。 常用的阻尼减振有自由阻尼层处理和约束阻 尼层处理两种。,阻尼层,基板,约束层,隔振与阻尼,为了减少机器振动通过基础传给其他建筑物,通常的办法是防治机械基础与其它构件的刚性连接,这种方法就叫基础隔振。主要措施有三种:,1、在机器基础与其他结构之间铺设具有一定弹性的软材料,如橡胶板、软木、毛毡、纤维板等。当振动由基础传至隔振垫层时,这些柔韧材料中的分子或纤维之间产生摩擦,而将部分振动能量转换成热能作用。 选用隔振材料时,应注意材料的消耗掉。因而降低了振动的传递,起到隔振的耐压性能,以免材料过分密实或被压碎而失效。,2、在机器上安装设计合理的减振器。减振器主要分三 类:橡胶减振器
14、,弹簧减振器和空气减振器。,噪声控制标准,(1)城市区域环境噪声标准(GB3096-93),规定了城市五类区域的环境噪声最高限值。 本标准适用于城市区域 。,各类厂界噪声标准值,dB(A),各类厂界噪声标准值,dB(A),0类标准:适用于疗养区等特别需要安静的区域。 1类标准:适用于以居住、文教机关为主的区域。 2类标准:适用于居住、商业、工业混杂区。 3类标准:适用于工业区。 4类标准:适用于城市中的道路交通干线道路两侧 区域,穿越城区的内河航道两侧区域。 穿越城区的铁路主、次干线两侧区域的 背景噪声(不通过列车时的噪声水平),(2)工业企业厂界噪声排放标准(GB12348-90),适用于工
15、厂及有可能造成噪声污染的企事业单位的边界。,各类厂界噪声标准值,dB(A),类标准:适用于以居住、文教机关为主的区域。 类标准:适用于居住、商业、工业混杂区及商业中心区。 类标准:适用于工业区。 类标准:适用于交通干线道路两侧区域。,(3)建筑施工场界噪声限值(GB12523-90),适用于城市建筑施工期间施工场地产生的噪声。,管理措施,噪声的利用,有源消声 、噪声变乐音 、噪声发电、噪声除尘 、 噪声增产、 噪声除草、噪声诊病、噪声透视海底,使用消声器的M249机枪,加装消音器的M82A1狙击步枪,一般原则: 科学性 技术的先进性(不能影响原有设备的技术性能) 经济性,噪声评价体系,噪声源测
16、量和分析,传播途径调查和分析,受影响区域调查,降噪量确定,制定控制方案,设计施工,工程评价,总降噪量,声源、途径降噪量,声源分布,频率特性,时间特性,声质量评价,经济性、适应性评价,声源控制、途径控制,危害状况、本底噪声、允许标准,传播途径有空气声、固体声,二、电磁辐射及辐射污染,电磁辐射:以电磁波形式向空间环境传递能量的过程或现象称为电磁辐射。,电磁辐射污染:电磁辐射强度超过人体所能承受的或仪器设备所允许的限度时就构成了电磁辐射污染。,自然界电磁辐射源,电磁辐射分类,人工型电磁辐射源,广播电视系统的电磁辐射污染 广播电视发射塔是城市影响最大的电磁辐射源。 发射塔往往建设在市区或近郊区,便于用
17、户有良 好的接收效果,但却使人口稠密地区电磁辐射水 平提高,导致电磁辐射污染。世界第一高塔:广 州新电视塔610米,加拿大多伦多电视塔553米, 莫斯科电视塔525米,东方明珠塔高468米,北京 中央电视塔塔高405米,电磁辐射传播,电磁辐射源的传播,空间辐射,当射频设备与其它设备之间有电线连接时或者共用一个电源时,电磁能量可以通过导线进行传播。,导线传播,同时存在空间辐射与导线传播所造成的电磁污染。,复合污染,电子设备或电气装置工作时,不断地向空间辐射电磁能量,场源中心区附近,电磁能量传播以电磁感应方式为主,影响仪器设备和人体。远离场源的广大范围内则以空间辐射方式传送电磁能量。,电磁辐射的危
18、害,电磁辐射可分为长波、中波、短波和微波辐射,其波长愈短,生物活性越高,对人体危害愈大。,A,中短波对人体的危害,处于中、短波频段电磁场的人员,经过一定时间的暴露,将产生身体不适感,例如头疼、失眠、乏力、记忆衰退,严重者可引起神经衰弱症候群和植物神经功能失调。但这种症候在脱离作用区后一定时间便可消失,不会形成永久性损伤。,B,微波对人体的危害,长期经受微波辐射的人员,癌症发病率较高,其子女畸形儿出现率也很高;头部长期受微波照射后,轻则患神经衰弱症等,重则造成脑组织损伤;高强度微波连续照射全身,可使体温升高,产生高温生理反应,例如心率加快、血压升高、呼吸急促、喘息、出汗等,严重者还会出现抽搐和呼
19、吸障碍,甚至死亡;微波对人类的眼睛和生殖功能也有严重的危害。,微波对生物体造成的伤害作用和生理影响,主要是所谓“加热”作用的结果。微波照射到生物体上,一部分被反射回去,一部分被吸收,能被生物体吸收的那部分微波的能量,大都转化为分子的动能,使细胞温度升高,这就是“加热”作用。,此外,强电磁辐射还会对某些武器弹药构成威胁。例如,高频强电磁辐射能使导弹制导系统失灵,可使金属器件之间互相撞击打火而导致火药的燃烧与爆炸,危及人身安全;或可使自动化逻辑系统失灵。,C,微波对机械设备的危害,飞机安全; 影响航海安全; 交通指挥灯的失控; 电子计算机的差错; 自动化工厂操作的失灵; 假警报; 电视机被干扰,1
20、997年8月13日,深圳机场由于附近山头上的数十家无线寻呼台发射的电磁辐射对机场指挥塔的无线电通信系统造成严重干扰,使地对空指挥失灵,机场被迫关闭两小时。,电磁辐射的防治,采用各种技术方法,将电磁波辐射的作用与影响控制在指定的空间范围内,将其辐射强度抑制在允许的范围内。电磁屏蔽分为:主动屏蔽和被动屏蔽两类。,利用某些材料构成电磁波的吸收部件,如泡沫吸收材料、涂层材料和塑料板吸收材料等,可以吸收微波能量,并使之衰减。,将屏蔽在电磁波作用下感应生成的辐射电流导人大地,以免屏蔽体本身成为射频电磁波的二次辐射源。,1.注意室内办公和家用电器的设置 2.注意使用办公和家用电器时间 3.注意人体与办公和家
21、用电器距离,电磁屏蔽,电磁吸收,射频接地,个人防护,电磁辐射污染防治,控制电磁污染的手段从两个方面考虑: 一是将电磁辐射的强度减小到容许的强度; 二是将有害影响限制在一定的空间范围。,电磁屏蔽室,电磁辐射的危害机理,1、热效应:人体内70%以上是水,水分子受到电磁波辐射后相互摩擦,引起机体升温,从而影响到身体其他器官的正常工作。 2、非热效应:人体的器官和组织都存在微弱的电磁场,它们是稳定和有序的,一旦受到外界电磁波的干扰,处于平衡状态的微弱电磁场即遭到破坏,人体正常循环机能会遭受破坏。 3、累积效应: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
22、害程度就会发生累积,久之会成为永久性病态或危及生命。,近年来,国内外媒体对电磁辐射有害的报道一直不断:意大利每年有400多名儿童患白血病,专家认为病因是受到严重的电磁污染;美国一癌症医疗基金会对一些遭电磁辐射损伤的病人抽样化验,结果表明在高压线附近工作的人,其癌细胞生长速度比一般人快24倍;我国每年出生的2000万儿童中,有35万为缺陷儿,其中25万为智力残缺,有专家认为,电磁辐射是影响因素之一。,例1:,例2:通信基站的辐射危害很大 著名的雷达专家、全国人大代表、中国电子科技集团科技委副主任、中国工程院院士王小谟“电磁辐射对人体健康肯定是有影响的,包括通信基站的电磁辐射也一样。而这种影响并不
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