环境科学导论-第7章.ppt

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第7章物理性污染及其控制技术Physicalpollutionandcontroltechnology3/12/20203:

11PM环境科学导论1第七章物理性污染及其控制技术环境科学导论3/12/20203:

11PM第2页导读：

声音、光和热是人类所必须的，但不适宜的声音、光和热会给人类带来危害，这就形成了噪声污染、光污染和热污染。

现代社会是一个信息化、电气化、核发展的时代，家用电器、电子设备和核电在带给人们享用的同时，也向人类索取着代价。

家用电器和电子设备在使用或生产过程中，都会产生不同波长和强度的电磁辐射，对人体健康具有潜在危害，对人类生存环境构成新的污染和威胁，成为当今社会中存在的第四大污染电磁污染，又称“电子烟雾”。

光、热、声音、电、磁、核衰变等都是物理学研究的范畴，故把噪声污染、光污染、热污染、电磁污染和放射性污染归为物理性污染。

物理性污染是如何产生的？

有何危害？

它们有没有共同的特性？

如何防止这些污染，保障人们的身体健康？

这已是一个摆在人们面前十分重要和迫切需要解决的问题。

提要：

本章分别系统阐述了噪声、振动、电磁辐射、放射性、热、光等物理因素的基础知识、污染特性、评价方法及标准、控制原理与技术。

要求：

通过本章学习，了解和掌握各种物理性污染的定义、特点、特性、危害及防护措施和法律标准。

第七章物理性污染及其控制技术环境科学导论3/12/20203:

11PM第3页7.1噪声污染及其控制技术7.1.1噪声源及其分类噪声（Noise）是指在人的生存环境中出现了一些妨碍人的生活、学习、生产与思考的，令人感到不愉快的声音。

向外辐射声音的振动物体称为声源（Soundsource）。

噪声源（Noisesource）可分为自然噪声源（Naturalnoise）和人为噪声源（Man-madenoise）两大类。

目前人们尚无法控制自然噪声，所以噪声的防治主要是指人为噪声的控制。

就人为噪声而言，则其来源可分为工业噪声（Industrialnoise）、交通噪声（Trafficnoise）、建筑噪声（Constructionalnoise）和社会生活噪声（Socialactivitynoise）。

从噪声产生的机理上分，噪声可以分为空气动力噪声（Aerodynamicnoise）和机械振动噪声（Machineryvibrationnoise）两大类。

第七章物理性污染及其控制技术1.交通噪声交通噪声包括飞机、火车、轮船、各种机动车辆等交通运输工具产生的噪声。

其中以飞机噪声强度最大。

交通噪声是活动的噪声源，对环境影响范围极大。

尤其是汽车和摩托车，它们量大、面广，几乎影响每一个城市居民。

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11PM第4页第七章物理性污染及其控制技术2.工业噪声工业噪声主要是由机器运转而产生的，如空压机、通风机、纺织机、金属加工机床等，还有机器振动产生的噪声，如冲床、锻锤等。

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11PM第5页第七章物理性污染及其控制技术3.建筑施工噪声建筑施工噪声包括打桩机、混凝土搅拌机、推土机等产生的噪声。

它们虽然是暂时性的，但随着城市建设的发展，兴建和维修工程的工程量与范围不断扩大，影响越来越广泛。

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11PM第6页第七章物理性污染及其控制技术4.社会生活噪声社会生活噪声主要指由社会活动和家庭生活设施产生的噪声，如娱乐场所、商业活动中心、运动高音喇叭、家用机械、电器设备等产生的噪声。

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11PM第7页第七章物理性污染及其控制技术环境科学导论3/12/20203:

11PM第8页2.噪声的污染特性噪声对周围环境造成的不良影响被称为噪声污染。

环境噪声污染是一种感觉公害，同时又是一种物理性污染，它与大气污染、水污染引起的公害不同，具有以下四个特点：

1噪声是人们不需要的声音总称，因此一种声音是否属于噪声全由判断者心理和生理上的因素所决定。

2噪声具有局部性。

声音在空气中传播时衰减很快，它不像大气污染和水污染影响面广，而是带有局部的特点。

3噪声污染在环境中不会有残剩的污染物质存在，一旦噪声源停止发声后，噪声污染也立即消失。

4噪声一般不直接致命或致病，它的危害是慢性的或间接的。

第七章物理性污染及其控制技术环境科学导论3/12/20203:

11PM第9页3.噪声的声学特性噪声就是声音，因此它具有声音的一切声学特性和规律，噪声的强弱用噪声级（Noiselevel）衡量。

1.频率（Frequency）声音是物体的振动以波的形式在弹性介质（气体、固体、液体）中进行传播的一种物理现象。

这种波就是通常所说的声波。

声波的频率等于造成该声波的物体振动的频率，单位为赫兹（Hz）。

声波频率的高低，反映声调的高低。

人耳能听到的声波的频率范围为2020000Hz。

20Hz以下的称为次声，20000Hz以上的称为超声。

人耳从1000Hz起，随着频率的减少，听觉会逐渐迟钝。

第七章物理性污染及其控制技术2.声压（Soundpressure）在声音传播的过程中，空气压力相对于大气压的变化称为声压，其单位为帕斯卡（Pa）。

3.声强（Soundintensity）声强是声音的强度。

1s内通过与声音前进方向成垂直的1m2面积上的能量称为声强（用I表示），其单位为W/m2。

声强I与声压（用P表示）的平方成正比，其关系式如下：

式中：

介质的密度，kg/m3；c声音传播速度，m/s。

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11PM第10页第七章物理性污染及其控制技术4.声功率（Soundpower）在单位时间内声源发射出来的总声能，称为声功率。

单位为瓦特（W），常用符号W来表示，声功率是声源特性的物理量，它的大小反映声源辐射声能的本领。

5.声压级（Soundpressurelevel）声压级是描述声压级别大小的物理量。

相当于声压P的声压级定义为：

由上式可得：

式中：

-声压级，dB；P-声压，Pa；P0基准声压，即1000Hz纯声的听阈声压，取为210-5Pa。

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11PM第11页第七章物理性污染及其控制技术6.声强级（Soundintensitylevel）声强级是描述声波强弱级别的物理量。

相当于声强I的声强级定义为L1：

式中：

I-声强，W/m2；I0-频率为1000Hz的基准声强值或听阈声强，取为10-12W/m2。

7.声功率级（Soundpowerlevel）声功率级相当于声功率W的声功率级，定义为LW：

式中：

W-声功率，W；W0-基准声功率，取为10-12W。

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11PM第12页第七章物理性污染及其控制技术8.噪声级（Noiselevel）声压级和频率共同对人的作用强弱称为噪声级。

噪声计中设有A、B、C三种计权网络，其中A网络可将声音的低频大部分滤掉，能较好地模拟人耳听觉特性。

由A网络测出的噪声级称为A声级，单位为分贝，计作dB（A）。

A声级越高，人们越觉吵闹，因此现在大都采用A声级来衡量噪声的强弱。

为了较准确地评价噪声强弱，1971年国际标准化组织公布了等效连续声级，它的定义是：

采用下式计算等效连续A声级较为方便：

式中：

Li为等间隔时间t读的噪声级；n为读得的噪声级Li的总个数。

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11PM第13页第七章物理性污染及其控制技术反映夜间噪声对人的干扰大于白天的昼夜等效A声级（用Ldn表示），其计算公式如下：

式中：

Ld-白天（7：

0022：

00）的等效A声级；Ln-夜间（22：

007：

00）的等效A声级。

公式中，夜间加上10dB以修正噪声在夜间对人的干扰作用。

此外，统计A声级（用LN表示）则是反映噪声的时间分布特性，常见的有：

L10表示10的时间内所超过的噪声级；L50表示50的时间内所超过的噪声级；L90表示90的时间内所超过的噪声级。

例如：

L10=70dB，就是表示一天（或测量噪声的整段时间）内有10的时间，噪声超过70dB（A），而90的时间，噪声都低于70dB（A）。

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11PM第14页第七章物理性污染及其控制技术9.响度和响度级（Loudnessandloudnesslevel）人耳听觉与声压级及频率三者之间关系的曲线等响曲线，如图7-1所示，纵坐标是声压级（或声压、声强），横坐标是频率。

等响曲线是以1000Hz纯音作为基准声学信号，依照声压级的概念提出一个“响度级”数，以LN表示，单位称为“方”（phon）。

由等响曲线可知：

1）最下面的虚线是闻阈曲线，称为零响度级线。

痛阈线是120方的响度级曲线。

对应每个频率都有各自的闻阈声压级与痛阈声压级。

在闻阈曲线与痛阈曲线之间是人耳能听到的全部声音。

2）人耳对低频声较迟钝。

频率很低时，即使有较高的声压级也不一定能听到。

3声压级愈小和频率愈低的声音，其声压级与响度级之值相差也愈大。

4人耳对高频声较敏感，特别是对于30004000Hz的声音尤为敏感。

正由于这种原因，在噪声控制中，应当首先将中、高频的刺耳声降低。

5当声压级为100dB以上时，等响曲线渐趋水平，此时频率变化对响度级的影响不明显。

图7-1等响曲线环境科学导论3/12/20203:

11PM第15页第七章物理性污染及其控制技术7.1.4噪声的危害1.对人体健康的影响一般来讲，40dB以下的环境声音是合适的，若大于40dB则可能是有害的噪声，就可能影响人们的睡眠和休息，干扰工作，妨碍谈话，使听力受损害，甚至引起心血管系统、神经系统、消化系统等方面的疾病。

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11PM第16页第七章物理性污染及其控制技术环境科学导论3/12/20203:

11PM第17页2.对动物的影响噪声对自然界的生物也有影响。

3.对物质结构的影响声音是由于物体振动而产生的。

振动波在空气中来回运动和振动时，产生了声波。

强烈的声波，能冲撞任何建筑物。

150dB以上的噪声，由于声波的振动，会使玻璃破碎、建筑物产生裂缝，金属结构产生裂纹和断裂现象，这种现象叫声疲劳。

在160dB以上，导致墙体震裂以致倒塌。

当然，在建筑物受损的同时，发声体本身也因“声疲劳”而损坏。

第七章物理性污染及其控制技术7.1.6环境噪声标准1.声环境质量标准环境科学导论3/12/20203:

11PM第18页第七章物理性污染及其控制技术2.环境噪声排放标准主要包括工业企业厂界环境噪声排放标准（Environmentalqualitystandardfornoise）（GB12348-2008）、建筑施工场界环境噪声排放标准（Emissionstandardofenvironmentnoiseforboundaryofconstructionsite）（GB12523-2011）、机场周围飞机噪声环境标准（Environmentstandardofaircraftnoisearoundairport）（GB9660-88）等。

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11PM第19页第七章物理性污染及其控制技术环境科学导论3/12/20203:

11PM第20页第七章物理性污染及其控制技术6.噪声控制1.控制噪声源1改进设备的结构设计2改革生产工艺和操作方式3提高机械的加工质量和装配精度2.在传播途径上降低噪声包括吸声、隔声、隔振、减振、消声3.噪声接受点的防护图7-2桥梁隔声屏环境科学导论3/12/20203:

11PM第21页第七章物理性污染及其控制技术7.吸声降噪1.吸声降噪原理吸声材料降噪（Acousticnoisere