第六章其他物理污染与防护.pptx

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人为电磁污染源分类,6.1.2,电磁辐射污染现状与控制标准,1.,电磁辐射现状,由于无线电广播、电视以及微波技术、微波通信等应用迅速普及，射频设备的功率成倍提高，地面上的电磁波密度大幅度增加，已直接威胁人的身心健康。,我国自,20,世纪,60,年代以来，已做了大量的工作，研制了一些测量设备，制订了有关高频电磁辐射安全卫生标准及微波辐射卫生标准，在防护技术水平上也有了很大提高。,1998,年初，我国开始了全国电磁辐射污染源的调查，,“,北京中央广播电视塔,”,、,“,上海东方明珠塔,”,、,“,天津广播电视塔,”,这三个高度超过,400m,、规划设计功率超过,200kW,的大型广播电视塔辐射环境验收达标。,2008,年我国首次设置了,43,个电磁环境质量监测点，并在,41,个重点电磁辐射设施周围设置了电磁监测站点。,2.,电磁辐射污染控制标准,（,1,）工频电磁场,目前我国尚无关于超高压送变电设施的工频电场、磁场强度限值的国家标准。,根据送电线路设计规定和参考各国限值，推荐暂以,4kV/m,作为居民区工频电场评价标准，暂推荐应用国际辐射保护协会关于对公众全天辐射时的工频限值,0.1mT,为磁感应强度的评价标准。,（,2,）射频和微波电磁辐射,电磁场的生物效应如果控制得好，可对人体产生良好的作用，如用理疗机治病。但当它超过一定范围时，就会破坏人体的热平衡，对人体产生危害。,电磁辐射防护标准经历了较长时间的探讨，至今仍没有全世界统一的标准。,国际上：,1984,年，国际非电离辐射委员会与世界卫生组织的环境卫生部联合推荐的电磁防护标准在最敏感段公众的标准为,200,W/cm,2,。,我国：,1988,电磁辐射防护规定,（,GB8702-88,）中给出的最敏感段照射功率密度限值，职业照射是,20W/cm,2,，公众为40W/cm,2,，磁辐射防护限值的适用频率范围是,100,kHz30GHz,，其所列的防护限值是可以接受的防护水平的上限，并包括各种可能的电磁辐射污染的总量值。,6.1.3,电磁辐射污染的防护,电磁辐射污染的防护需采取综合防治的方法，才能取得更好的效果。,防护原则是：,（,1,）减少电磁泄露，这是解决污染源的问题。,（,2,）通过合理的工业布局，使电磁污染源远离居民稠密区，尽量减少受体遭受污染危害的可能。,（,3,）对于已经进入环境的电磁辐射，采取一定的技术防护手段，以减少对人与环境的危害。,对变电站、高压线等与生活密切的常见电磁辐射源的防护，最重要的是保持安全间距，只要能保证一定距离，就能安全有效避免电磁辐射危害的影响。,具体的电磁辐射污染防护方法如下：,（,1,）区域控制与绿化,区域控制大体分四类：自然干净区、轻度污染区、广播辐射区、工业干扰区。依据这样的区域划分标准，合理进行城市、工业等布局，可以减少电磁辐射对环境的污染。同时，由于绿色植物对电磁辐射能具有良好的吸收作用，因此加强绿化是防治电磁污染的有效措施之一。,（,2,）屏蔽防护,屏蔽防护的作用与原理,屏蔽材料是能抑制电磁辐射能扩散的材料，它能将电磁场源与其环境隔离开来，使辐射能被限制在某一范围内，达到防治电磁污染的目的，这种技术称为屏蔽防护。,屏蔽的分类,a.,主动场屏蔽（有源场屏蔽）,主动场屏蔽,是将场源置于屏蔽体内部，作用是将电磁场限定在某一范围内，使其不对此范围以外的生物肌体或仪器设备产生影响。,主动场屏蔽时场源与屏蔽体间距小，结构严密，可以屏蔽电磁辐射强度很大的辐射源，屏蔽壳必须接地良好。,b.,被动场屏蔽（无源场屏蔽）,被动屏蔽场是将场源放置于屏蔽体之外，使场源对限定范围内的生物体及仪器设备不产生影响。其特点是屏蔽体育场源间距大，屏蔽体可以不接地。,屏蔽材料与结构,屏蔽用材料可选用铜、铁、铝，涂有导电涂料或金属镀层的绝缘材料。电场屏蔽选用铜材为好，磁场屏蔽选用铁材。,屏蔽体的结构形式有板结构和网结构。对于板结构，在高频段，由于趋肤效应，厚度不需过多增加也能获得良好的屏蔽效果。,对于网结构，中短波屏蔽网目数小些就可保证足够的屏蔽效果；对于超短波、微波，目数要大写，尤其对磁场屏蔽，要求目数越大越好。双层金属网的屏蔽效果一般大于单层网，网间距在,5-10cm,时，双层的衰减量约为单层的两倍。,（,3,）接地防护,将辐射源的屏蔽部分或屏蔽体通过感应产生的高频电流导入大地，以免屏蔽体本身再成为二次辐射源。,（,4,）吸收防护,采用对某种辐射能量具有强烈吸收作用的材料，敷设于场源外围，使辐射场强度大幅度衰减下来，达到防护目的。吸收防护主要用于微波防护。,常用的吸收材料有谐振型吸收材料和匹配型吸收材料。前者的特点是材料厚度小，只对频率范围很窄的微波辐射具有良好的吸收率。,后者的特点是适用于吸收频率范围很宽的微波辐射。,实际的材料可用塑料、胶木、橡胶、陶瓷等中加入铁粉、石墨、木材和水等，如泡沫吸收材料、涂层吸收材料和塑料板吸收材料等。,（,5,）个人防护,个人防护的对象是个体的微波作业人员。当工作需要，操作人员必须进入微波辐射源的近场区作业时，或因某些原因不能对辐射源采取有效的屏蔽或吸收等措施时，必须采用个人防护措施以保护作业人员的安全。,个人防护措施主要有穿防护服、戴防护头盔和防护眼镜等。,大家有疑问的，可以询问和交流,可以互相讨论下，但要小声点,6.2.1,放射性辐射源,1.,天然辐射源,天然辐射源是自然界中天然存在的辐射源，人和其他生物体受到天然辐射源的照射可分为外照射和内照射。外照射主要来自宇宙射线以及地面上天然放射性核素发射的,和,射线对人体的外部照射。,内照射是通过呼吸道和消化道进入体内的以及人体组织内本身存在的天然放射性核素造成的辐照。,地球上存在多种放射性物质，能发出高速的带电粒子或不带电粒子（也称射线），此现象称为放射性辐射。高速带电粒子，如粒子、质子、粒子等，能通过碰撞作用直接引起物质电离；高速不带电粒子，如,X,射线、射线和中子等是通过与物质作用时产生的次级带电粒子来引起物质电离，因此放射性辐射又称电离辐射。,放射性污染的特点：,（,1,）每一种放射性核素均具有一定的半衰期。,（,2,）放射性污染物所造成的危害往往需要经过一段潜伏期后才显现出来。,（3,）放射性污染物主要通过射线的照射危害人体和其他生物体。,6.2,放射性污染与防护,天然辐射源所产生的总辐射水平称为天然放射性本底，它是判断环境是否受到放射性污染的基本基准。,环境中天然辐射本底主要由宇宙射线、宇生放射性核素、原生放射性核素发射的辐射三部分。,（,1,）宇宙射线主要来源于地球的外层空间。,（,2,）宇生放射性核素是高能初级宇宙射线与大气的原子核发生核反应时产生的发射性核素，种类不少，但在空气中的含量很低，对环境辐射的实际贡献不大。,（,3,）原生反射性核素是从地球形成开始，迄今为止还存在于地壳中的那些放射性核素，其中最主要的有铀、钍核素以及钾、碳和氚。,2,、人工辐射源,是指由生产、研究和使用放射性物质的单位所排放出的放射性废物和核武器试验所产生的放射性物质，是对环境造成放射性污染的主要来源。,（,1,）核爆炸的沉降物,核武器试验是全球性放射性污染的主要来源，核爆炸的一瞬间能产生穿透性很强的核辐射，主要是中子和射线。爆炸后还会留下很多继续发射、射线的放射性污染物，通常称为放射性沉降物，又称落下灰。,核试验引起全球性污染而给全世界人口的平均照射剂量，比试验场附近居民的剂量小得多，因而对核试验污染无需过分恐惧。,（,2,）核工业过程中的排放物,核能应用于动力工业，构成了核工业的主体。核污染涉及核燃料的循环过程。它包括核燃料的制备与加工过程，核反应堆的运行过程和辐射后的燃料后处理过程。,正常运行时核电站对环境排放的气态和液态放射性废物很少，固态放射性废物又被严格的封装在巨大的钢罐中，不渗入生物链，严重的污染往往都是由事故造成的，如,1979,年,3,月美国三里岛核电站事故、,1986,年,4,月原苏联切尔诺贝利核电站事故、,2011,年,3,月日本福岛核电站事故。,（,3,）医疗照射的射线,辐照作为诊断、治疗的手段越来越广泛应用。辐照方式除外照射，还发展了内照射，如诊治肺癌等疾病，使射线集中照射病灶。但同时也增加了操作人员和病人受到的辐照，因此，医用射线也成为环境中的主要人工污染源之一。,（,4,）其他方面的污染源,某些用于控制、分析、测试的设备使用了放射性物质，对职业操作人员会产生辐射危害。某些生活消费品中使用了放射性物质，如夜光表、彩色电视机等，某些建筑材料如含铀、镭量高的花岗岩、钢渣砖等，它们的使用也会增加室内的辐照强度。,6.2.2,放射性对人类的危害,1.,放射性物质进入人体的途径,环境中的放射性物质和宇宙射线不断照射人体，即为外照射。这些物质也可进入人体，使人受到内照射，放射性物质主要是通过食物链经消化道进入人体，其次是放射性尘埃经呼吸道进入人体；通过皮肤吸收的可能性很小。,2.,放射性对人体的危害,（,1,）放射性损伤机理,反射性实际是一种能量形式，这种能量被人体组织吸收时，吸收体的原子就发生电离作用，将能量转变为另一种形式，而这种能量在一定阶段又要释放出来并在吸收体内引起其他反应。,放射性进入人体后将产生两种损伤：直接损伤和间接损伤。干扰破坏机体细胞和组织的正常代谢活动以及直接破坏肌体细胞的结构。,直接损伤,指辐射直接将肌体物质的原子或分子电离，从而破坏肌体内某些大分子结构，如蛋白质分子、脱氧核糖核酸、核糖核酸等；,间接损伤,射线先将体内的水分子电离，使之生成具有很强活性的自由基，并通过他们的作用影响肌体的组成。,（,2,）放射性对人体的危害,放射性污染对人体的危害是要经过一段潜伏期后才显现相互来的，危害程度取决于所受辐照剂量的大小。,一次或短期内受到大剂量照射时，会产生放射损伤的急性效应，使人出现恶心、呕吐、脱发、食欲减退、腹泻等神经系统和消化系统的症状，严重时会造成死亡。,在急性放射病恢复以后，经一段时间或在低剂量照射后的数月、数年甚至数代后还会产生辐射损伤的远期效应，如致癌、白血病、白内障、寿命缩短、影响生长发育等，甚至对遗传基因产生影响，使后代身上出现某种程度的遗传型疾病。,6.2.3,放射性污染的防护,放射性废物不像一般工业废物和垃圾等极容易被发现和预防其危害。它是无色无味的有害物质，只能靠放射性测试仪才能探测到。因此，对放射性废物的处理与其他工业污染物处理有根本的区别。,1.,放射性辐射防护标准,目前我国一般采用,“,最大容许剂量当量,”,，用不允许接受的剂量范围的下限来限制从事放射性工作人员的照射剂量。其含义是：当放射性工作人员接受这样的剂量照射时，肌体受到的损伤被认为是可以容许的。对邻近居民的限制当量剂量为职业照射的,1/10,。,我国,2002,年重新发布的,电离辐射防护与辐射源安全基本标准,（,GB18871-2002,）规定了职业照射和公众照射剂量限值。,放射性废物管理规定,（,GB14500-2002,）,2.,放射性辐射防护方法,辐射防护的目的主要是为了减少射线对人体的照射，具体方法如下：,（,1,）时间防护,人体受照的时间越长，则接受的照射量也越多。因此要减少受照时间，也可以增配人员轮流操作以减少每个人的受照时间。,（,2,）距离防护,人距辐射源越近，受照量越大，因此须远离辐射源。,（,3,）屏蔽防护,源强越强，受照时间越长，距辐射源越近，受照量越大。为了尽量减少射线对人体的照射，可采用在辐射源于人之间放置一种合适的屏蔽材料，利用屏蔽材料对射线的吸收降低外照射剂量。,射线的防护。,射线射程短，穿透力弱，在空气中易被吸收，用几张纸或薄的铝膜即可将其屏蔽。但其电离能力强，进入人体后会因内照射造成较大的伤害。,射线的防护。,射线是带负电的电子流，穿透物质的能力较强，因此屏蔽材料可采用有机玻璃、烯基塑料、普通玻璃和铝板等。,射线的防护。射线是波长很短的电磁波，穿透能力很强，危害也最大，屏蔽材料是具有足够厚度的铝、铁、钢、混凝土等。,6.2.4,放射性废物的处理处置,1.,处理处置技术的特点,（,1,）不能用化学或生化方法来消除，只能依靠放射性核素自身的衰变来消除,（,2,）处理的操作需要在严密的防护和屏蔽条件下进行，所用设备的材质应为耐腐蚀、耐辐射的合金材质,（,3,）对大多数放射性废物应做深度处理，尽量复用，减少排放,（,4,）在处理过程中所产生的二次废物应纳入后续处理系统进一步处理或处置。,2.,放射性废气的处理,放射性废气又称放射性气载废物，可分为低放废气和高放废气（浓度大于,410,7,Bq/m,3,）。根据放射性在废气中的存在形态的不同采用不同的处理方法。,对挥发性放射性废气用吸附法和扩散稀释法处理。如放射性碘可用活性炭吸附达到净化目的。,对放射性气溶胶形式存在的废气可通过除尘技术达到净化，经过机械除尘器、湿式洗涤除尘器进行预处理，除去气溶胶中粒径较大的固态或液态颗粒；进入中效过滤，除去大部分中等粒径的颗粒；高效过滤，几乎可以全部滤去粒径大于,0.3m,的微粒，使气溶胶废气得到完全净化。,3.,放射性废液的处理,基本方法是稀释排放、浓缩储存和回收利用。,（,1,）,低放废液（,410,6,Bq/m,3,）,清洁的低效废液可直接采用离子交换、蒸发、膜分离法，混浊性放射废液可用化学混凝沉淀,过滤,离子交换处理工艺。,（,2,）中放废液（,410,6,Bq/m,3,410,10,Bq/m,3,）,蒸发浓缩，减少体积，使之达到高放废液,3,）高放废液（,410,10,Bq/m,3,）,多采用固化技术，水泥、水玻璃、沥青、人工合成树脂等，固化处理后的固化体最终还需送入统一管理的安全储存库处置。,4.,放射性固体废物的处理,放射性固体废物指铀矿石提取铀后的废矿渣，被放射性物质沾污而不能用的各种器物和废液处理过程中的残渣、滤渣的固化体。,铀矿渣采用土地堆放或回填矿井，不能解决污染根本问题；,可燃性放射性固体废物最好用焚烧法，焚烧产生的废气和气溶胶物质需严加控制，灰烬要收集并掺入固化物中。,不可燃性,放射性固体废物,应先进行拆卸和破碎处理后，再煅烧熔融处理，减少体积，以利于最终包封储存等。,5.,最终处置,放射性废物的最终处置是为确保废物中的有害物质对人类环境不产生危害。基本方法是埋入能与生物圈有效隔离的最终储存库中。,最终储存库的选址及地质条件应比有毒有害废物处置地的选择更加严格，并远离人类活动区，如选择在沙漠或谷地中。,需要最终储存的废物应封装于不锈钢容器中，然后再放到储存库中。,6.3,热污染和光污染,6.3.1,热污染及其防治,1.,热污染,（,1,）定义,在能源消耗和能量转换过程中有大量化学物质（如,CO,2,等）及热蒸汽排入环境，使局部环境或全球环境发生增温，并可能对人类和生态系统产生直接或间接、即时或潜在的危害，这种现象称为热污染或环境热污染,（,2,）形成原因,热直接向环境，特别是水体排放。,发电、冶金、化工和其他工业生产通过燃料燃烧和化学反应等过程产生的热量，一部分转化为产品形式，一部分以废热形式直接排入环境。,转化为产品形式的热量，在消费过程中最终也要通过不同的途径释放到环境中，而且各种生产和生活过程排放的废热大部分转入水中，使水升温。进入水体的热量，有,80%,来自发电厂。,大气组成的改变,人类生产和生活活动向空气大量排放温室气体，造成全球气候变暖；同时消耗臭氧层物质的排放，破坏了大气臭氧层，导致太阳辐射的增强。,地表状态的改变,主要改变了地面反射率，影响地表和空气间的换热，如城市热岛效应、沙漠化,2.,热污染的危害,热污染主要表现在对全球性的或区域性的自然环境热平衡的影响，使热平衡遭到破坏。,（,1,）大气热污染,向大气排放含热废气和蒸气，导致大气温度升高而影响气象条件时，称为大气热污染。它会带来各种不良影响，如热岛效应的存在，会加重工业区或城镇的环境污染，会带来异常天气如暴雨、飓风、酷热、暖冬等。,（,2,）水体热污染,由于向水体中排放含热废水、冷却水，导致水体在局部范围内水温升高，水质恶化，影响水生物圈和人类的生产、生活活动时，称为水体热污染，主要为：,水质变坏,水温上升，粘度下降，水中的溶解氧减少。同时，水体的生物化学反应加快，水中原有的氰化物、重金属离子等污染物毒性将随之增加。,影响水生生物的生长,水温升高，发育受阻；代谢加快、所需溶解氧增加。,引起藻类及湖草的大量繁殖,水温增加会增加水中,N,、,P,含量，促使藻类大量繁殖。,3.,热污染的防治,（,1,）减少热量的排出,首先是改进热能利用技术，提高热能利用率，这样既节约能源，又减少废热的排放；其次是加强废热的综合利用，基本出发点是把废热（如热力装置系统的散热、排放的热烟和温水等）作为宝贵的资源和能源来对待。如对高温废气，可用来预热冷的原料气，或利用废锅炉把冷水或冷空气加热，用于淋浴或取暖。,（,2,）开发和利用无污染或少污染的新能源,如太阳能、风能、海洋能及地热能等。,（,3,）植树绿化，扩大森林面积,森林对环境有重要的调节和控制作用,（,4,）遮热与隔热技术,遮热可以防止高温热源对人体或精密仪器的热辐射，改善工作环境。当辐射热能照射到物体表面时，其中一部分被物体吸收，一部分被反射，一部分则穿透物体，对大部分工程材料来说，热透射率几乎为零。但物体都有热辐射能力。可在热源与受体之间插入一块遮热板，受体接收到的热量就是遮热板的热辐射部分，如遮阳伞。,隔热既可用于保温、节省能源，又可防止和减少热污染。,6.3.2,光污染及其防治,1.,光污染,定义,人类活动造成的过量光辐射对人类生活和生产环境形成不良影响的现象。,光对人类的居住环境、生产和生活至关重要。但光污染是伴随着社会和经济的进步带来的一种新污染，它对人的健康影响不容忽视。首先，带来视觉的偏差，损害人民的视力；其次，会带来过量的紫外线、红外线，使人们患眼疾、皮肤病、心血管病等疾病的概率增加；最后，若人们长期处于光污染环境中，并超过一定限度，会使人体正常的,“,生物钟,”,被扰乱，使大脑中枢神经受到损害。,从其污染性质来看，光污染是属于物理性污染，特别是光污染在环境中不会有残余物存在，在污染源停止作用后，污染也就立即消失。同时污染范围一般是局部性的。,2.,光污染现状,举例：深圳市深南大道上的光污染,深圳市深南大道是深圳市最繁华的街道，它东西走向，几乎横穿整个深圳市，在街道的两侧，有许多现代化的建筑，沿街大部分的建筑都使用了玻璃幕墙，天气晴朗时，阳光照射到玻璃幕墙上，反射光就成了强烈的光污染源。另外街道两边的商场、酒店上安装了许多广告灯、霓虹灯，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，对深南大道的其中一段，即深南大道与文锦路交叉口至上海宾馆的玻璃幕墙和广告灯、霓虹灯等进行了调查。,深 南 大 道,文 锦 路,东 门 中 路,建 设 路,宝 安 南 路,红 岭 中 路,北,无玻璃幕墙,使用玻璃幕墙,绿化带,河流,3.,光污染的分类,(1),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。,白亮污染：阳光照射强烈时，城市里建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石和各种涂料等装饰反射光线，明晃白亮、眩眼夺目。,人工白昼：夜幕降临后，商场、酒店上的广告灯、霓虹灯闪烁夺目，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。,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。,(2),根据波长（光污染波长主要在,100nm1mm,之间）不同，光污染分成紫外光污染、可见光污染和红外光污染。,可见光污染：强光污染：电焊时产生的强烈眩光，在无防护情况下会对人眼造成伤害；汽车头灯的强烈灯光，会使人视物极度不清，造成事故；光源闪烁，如闪动的信号灯，电视中快速切换的画面，使人们眼睛感到疲劳，还会引起偏头疼以及心动过速等。,灯光污染：普通白炽灯红外光谱多，易使眼睛中晶状体内晶液混浊，导致白内障；日光灯紫外光成分多，易引起角膜炎加上日光灯是低频闪光源，容易造成屈光不正常，引起近视。,激光污染：激光具有指向性好、能量集中、颜色纯正的特点，当激光通过人眼晶状体聚焦到眼底时，其光强度可增大数百至数万倍，对眼睛产生较大伤害。大功率的激光能危害人体深层组织和神经系统。,其他可见光污染：随着城市建设的发展，大面积的建筑物玻璃幕墙造成了一种新的光污染，它的危害表现为在阳光或强烈灯光照射下的反光扰乱驾驶员或行人的视觉，成为交通事故的隐患；同时玻璃幕墙将阳光反射进附近居民的房内，造成光污染和热污染。,红外光污染：又称热辐射，红外光穿透大气和云雾的能力比可见光强，在军事、科研、工业、卫生等方面的应用日益广泛。红外线是通过高温灼伤人的皮肤，还可透过眼睛角膜对视网膜造成伤害；波长较长的红外线还能伤害人眼的角膜；长期的红外照射可以引起白内障。,紫外光污染：自然界中的紫外线来自太阳辐射，人工紫外线是由电弧和气体放电产生的。轻者引起红斑反应，重者的主要伤害表现为角膜损伤、皮肤癌、眼部灼伤等。,此外，核爆炸、电弧等发出的强光辐射也是一种严重的光污染。,4.,影响光污染的因素,（,1,）入射光的强度,:,入射光越强，反射光的强度就越强,（,2,）气候,:,晴天越多，日照时数越多，入射光就越多，产生的反射光就越多,（,3,）反射物的性质,a.,不同的材料反射率不同；,b.,反射物的表面粗糙程度有很大的关系，表面越粗糙，反射率越低，表面越平，越接近镜面，反射率越高。玻璃幕墙这种材料的表面很平，所以反射率也高。,白色粉刷墙面的反射率：,65%80%,釉面砖墙的反射率：,68%82%,铝合金板的反射率：,73%87%,玻璃幕墙 的反射率：,15%85%,c.,颜色：同样的材料，颜色不同，反射率不同。一般 颜色浅的物质反射率大，颜色深的物质反射率小,