物理性污染控制ppt

《物理性污染控制ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理性污染控制ppt（903页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、物理性污染控制,2,教材名称：环境物理性控制 （孙兴滨. 闫立龙. 张宝杰. 主编，化学工业，第二版） 参考书目： 物理性污染控制 （陈杰瑢 主编 ，高等教育出版社） 环境噪声控制工程 （洪宗辉主编，高等教育出版社）,教材和参考书目,3,4,噪声,放射性污染,电磁辐射污染,热污染,噪声污染,11,一、环境物理学学科体系,环境声学 环境振动学 环境放射学 环境电磁学 环境热学 环境光学,12,13,环境物理学的产生与发展 20世纪50年代物理性污染的日益严重 研究物理环境同人类相互作用的科学 属于环境科学的一个分支,二、物理环境,研究对象周围的环境,天然物理环境 人工物理环境,15,天然物理环境

2、（原生物理环境） 风、雨、地震、海啸、火山爆发、台风、雷电、太阳黑子、耀斑、天然放射性元素的衰变、太阳光辐射、热辐射。 自然现象所产生的声、振动、电磁、光、热。,16,人工物理环境（次生物理环境） 人类活动不同程度的干预天然物理环境生成的。（工业生产、取暖、光源、电磁设备、核电站）,17,三、污染物分类,污染物性质 化学性污染：水污染、大气污染 生物性污染：水污染、土壤污染 物理性污染：噪声、热、辐射、光 按污染物来源 自然污染：火山、地震 人为污染：。,18,四、什么是物理性污染 物理性污染是指物理运动的强度超过人的耐受限度。,19,五、物理性污染的特点 局部性的，区域性和全球性污染较少见

3、污染源消失，污染级随即消失,20,小结,1、什么是物理环境 2、人工物理环境是如何形成的 3、环境物理学的分支学科有哪些 4、什么是物理性污染 5、物理性污染的特点 6、环境物理性污染的主要研究内容,第二章 噪声污染,第一节 噪声及其危害,一、噪声的研究背景,二战结束以来，随着工业交通的迅速发展，环境噪声日趋严重，eg：在我国大城市环境污染投诉中噪声占60%70%，已成为广泛的社会公害。,二、什么是噪声,说文：“扰也” 玉篇：“群呼烦扰也” 不需要的声音超过人们生活和社会活动所允许的程度,24,二、噪声的定义,1、物理学角度 无规则，非周期振动物体发出的声音 2、医学角度 超过60分贝的声音

4、3、从心理学角度 人们不需要的声音 4、从环境学角度 对周围环境造成不良影响的声音,分贝,分贝及相应代表性行为,三、噪声的特点,1、具有明显的主观心理性与生理性 2、衰减快，无残留，不积累，只造成 局部性污染 3、主要为慢性危害,四、噪声的来源,1、交通噪声鸣笛,全国道路交通情况,2、工业噪声eg：纺织厂,工业企业噪声卫生标准,工作环境噪声每增加3dB，工作时间就必须减少一半。（不得超过115 ）,90分贝8小时,99分贝1小时,3、施工噪声机械振动、摩擦、撞击,33,建筑施工机械噪声级,4、生活噪声,家用电器噪声,城区环境噪声构成比例,五、噪声的危害,1、损伤听力（80dB）,长期在强噪声环

5、境下工作，会使内耳听觉组织受到损伤，造成耳聋；慢性的噪声性耳聋 听力正常（听力损失在15dB以内)；接近正常（听力损失1525dB)；轻度耳聋（听力损失2540dB)；中度耳聋（听力损失4065dB)；重度耳聋（听力损失65dB以上）。,大量统计资料表明,听力损失又称聋度或听力级，是人耳在某一频率的听阈比正常听阈高出的分贝数。 由于年龄关系产生的听力损失称为老年性耳聋； 由于社会环境噪声产生称为社会性耳聋； 职业性噪声导致的听力损失称为噪声性耳聋。 (平均听力损失超过25dB),听力损失,听力阈级耳朵可以察觉到的纯音的声压级（用以衡量听力损失的量） 噪声性迁移由噪声引起的阈级提高 暂时性域移：

6、可以恢复 永久性域移,听力阈级与噪声性迁移,2、干扰睡眠 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的人受到影响； 突然的噪声可以使人惊醒 40dB的突发性噪声可使10的人惊醒， 60dB可使70的人惊醒。 （睡眠周期）,43,长期暴露在强噪声环境下，会引起人体的紧张反应，使肾上腺素分泌增加，引起心率加快，血压升高；消化系统紊乱，引起消化不良，诱发胃肠粘膜溃疡； 会引起疲劳、头晕及记忆力衰退，诱发神经衰弱症。,3、对人体生理机能引起不良反应,44,当人们交谈距离为1米时，平均声级为65dB； 当环境噪声级高于语言声级10dB时，谈话声音会被环境噪声完全掩盖； 当噪

7、声级超过90dB时，即使大喊大叫也难以进行正常交谈。,4、干扰语言交谈和通讯联络,当噪声级超过135dB时，电子仪器的连接部位会出现错动，微调元件发生偏移，使仪器发生故障而失效； 当超过150dB时，仪器的元件可能失效或损坏,5、特强噪声损坏仪器设备和建筑结构,48,49,50,环境声学研究内容,噪声污染规律,控制技术与测试技术,评价方法和标准,第二节 环境声学研究内容,噪声控制的途径,小结,1、噪声的定义 2、噪声的危害有哪些 3、听力阈级、听力损失、噪声性迁移 4、噪声的特点 5、噪声的来源 6、环境声学研究内容,第三节 声波的基本性质及传播规律,一、声波的产生及描述方法,声源的振动,弹性

8、媒介振动,声波,空气、固体、液体,1、产生声音感觉的条件,空气 纵波 声波 固体、液体 纵波、横波,能量的传递相邻质点间的动量 传递来完成，而不是由物质的迁移来传播能量的。,2、声波传播的物理过程,声波传播的物理过程,波长 =c/f 米 （m） 周期 T 秒 （s） 频率 f =1/T 赫兹 （Hz） 相位 t时刻某一指点的震动状态 声速 c 米每秒（m/s）（振动时f相同，相位不一定相同） （空气中 340 m/s）,3、描述声波的基本物理量,(1) ,二、 声波的基本类型,平面声波 1、声波 球面声波（波阵面的形状） 柱面声波,波阵面是指空间同一时刻相位相同的各点的轨迹曲线,平面声波,声波

9、的类型,球面声波,球面声波（点声源）,柱面声波（线声源）,2、声线（声射线）,声线用来描绘声波的传播，是自声源发出的代表能量传播方向的直线 。（与波正面垂直）,当声波频率较高时，传播途径中遇到物体的几何尺寸比声波波长大很多时，可以不计声波的波动特性，直接用声线来处理。,平面声波声线立体图,球面声波声线立体图,柱面声波声线立体图,3、声压、声能量、声强和声功率,声压p 当有声波存在时，在媒质中产生的压强的增量。单位：Pa 当声频为1000Hz时，人耳可听声压范围为210-5Pa称为听阈，20Pa称为痛阈。 有效声压pe：一段时间内声压的均方根值。,日常生活中声音的声压数据,声能量 由于声扰动，声

10、波在媒质中传播，产生动能和形变的势能。动能和势能之和即为声能量。单位：J 声场：空间中存在声波的区域。 声能密度D：声场中单位体积媒质所含有的声能量，单位：J/m3。,声强I 单位时间内，通过和声波射线垂直的单位面积内的声能量称为声强，单位：W/m2。 声强与离开声源的距离有关,声功率 声源在单位时间内发射的总能量 记为W，单位（w）,对于平面声波有：,声能密度,声强,声功率,基准声压p02105 Pa,三、 声波的叠加,相干波具有相同频率、相同振动方向和恒定相位差的声波,驻波声压值pT随空间不同位置有极大值和极小值分布的周期波为驻波，其声场称为驻波场，驻波的极大值和极小值分别称为波腹和波节,

11、1、相干波和驻波,几个声源同时存在，在声场某点处的声压分别为p1，p2，p3。,合成声压为：p=p1+p2+.+pn=pi,如果2个声波频率相同，振动方向也一样，但存在恒定相位差,合成声压为：p=p1+p2=PTcos（t- ）,PT声压幅值 2f 角频率 相位,2、声音的频谱,（1）噪声分析的基本知识 人耳听到的声音有的低沉，有的尖锐主要是人耳对声源振动频率的主观感受。 人们在生活中听到的声音是不同频率、强度的纯音复合而成的。,次声 20000Hz 可听声可分为：低频声 2000Hz,声音可按频率分为,（2）频程的概念 由于从低频到高频变化高达1000倍，一般不可能也没有必要对每一个频率逐一

12、测量，为方便和实用，通常把声频的变化范围划分为若干个段落，称为频程（频段或频带）,f1，f2任意频程的上限频率和下限频率 f2/f12n n频程倍数，n为正实数,频程有上、下限截止频率、带宽 带宽（频带宽度）上、下限截止频率之差。,（3）频谱的概念 纯音：单一频率的声音称为纯音。具有单一音调的声觉。自然界纯音很少见，只有个别仪器或乐器能发出纯音。,声源作简谐振动所产生的声波为简谐波，声压与时间的关系是正弦曲线，,复音：由一些频率不同的简单正弦式成分合成的声波。具有一个音调以上的声觉。 频谱：组成复音的声压与频率的关系图。,线谱（离散谱）,连续谱,复合谱,四、级的概念,1个量的级是这个量与同类基

13、准值之比的对数，用L表示。 对数以10为底，级的单位为贝尔（B）,贝尔分为10档，每一档的单位为分贝（dB），1B=10dB 对数以e=2.71828为底，级的单位为奈培（Np）, 1 Np8.686dB,1、分贝的定义,2、声压级、声强级、声功率级,声压级Lp Lp为声压级，单位dB； p为有效声压，Pa； 基准声压p02105 Pa。 对于听阈Lp0；对于痛阈Lp120dB。,声强级 LI为声强级，单位dB；I为声强，瓦/米2； 基准声强I011012瓦/米2 。,当在1atm，38.9时，LI Lp 在一般情况下，空气中的声波LI与 Lp 的值相差0.2dB，故LILp,声功率级LW L

14、W10lg（W/W0） LW为声功率级，单位dB；W为声功率，瓦； 基准声功率W011012瓦。 对于球面声波，距离声源半径微r，则有： LW= LP+10lg4r2 LP+20lgr11 对于半球面声波，距离声源半径微r，则有： LW= LP+10lg2r2 LP+20lgr8,对于给定的声源，其声功率是不变的，但空间各处声压级、声强级会发生变化。 对于恒定声功率的点声源发出的球面波，在声场中距离增加1倍，声强级减少6dB，当距离足够远时：,LILp,噪声级合成是按照能量的叠加规律进行叠加的。 声强级：声强与能量成正比。总声强等于各声 强之和。 假设有n个噪声源同时存在，声强与声强级分 别为

15、I1、 I2、 In和L1、 L2、 Ln。,3、级的叠加,L110lg I1/I0， L210lg I2/I0 ， Ln10lg In/I0 I1/I010 0.1L1， I2/I010 0.1L2， In/I010 0.1Ln 总声强级L10lg （I1/I0 I2/I0 In/I0 ） 10lg（ 10 0.1L110 0.1L2 10 0.1Ln ）,Lp1=80dB，Lp2=80dB LpT=83dB 结论： LL110lg2 L13 两个相同的声压级相加，能量增加一倍，声级增加3dB。 如果两个声压级相差10dB以上，总声压级与高声压级的近似相同。,以n2为例,例1: 8个声音在空间某点的声压 级分别为84、87、90、95、96、91、85、80，求总声压级。,LpT Lp+10lgn 92+10lg7 100.4dB,例2:7台机器工作，每台的声压级分均为92，求总声压级。,n个相同的声压级叠加,LpT Lp+10lgn,不同噪声级的合成 假设存在两个噪声源，声压级分别为L1、L2，且L1L2 LL110lg（ 10 0.1L110 0.1L2） L1 10lg 10 0.1L1 10 0.1L2）/ 10