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1、第六章 其他化工污染防治工程授课方式：讲课教学目标：使学生了解环境、环境科学、环境保护的相关概念，及当前世界环境问题的严峻形势，进而明确环境保护的重大意义。教学重点：1 环境与环境科学的定义、研究目的、对像及任务等； 2 当前世界环境的主要问题及其发展前景。教学难点：环境污染及其对人体的危害。教学时数：2学时授课内容：在化工生产中，除大气污染外、水污染及化工污染外，噪声污染、热污染及电磁污染的防治也是很严重的。德国著名细菌学家、医生罗伯特科赫（公元1843年1910年：世界上第一次分离出伤寒杆菌、世界上第一次分离出结核病细菌、世界上第一次发现了霍乱弧菌、世界上第一次提出了霍乱预防法、世界上第一
2、次发现了鼠蚤传播鼠疫的秘密）曾预言：“早晚有一天，人类为了生存将要与噪声奋斗，犹如对付霍乱和瘟疫那样。”这一天已经来到！如今人们已经生活在噪声之中，大都市的人更是如此，每天呼啸而过的各种机动车辆、铁轨、轻轨发出的刺耳的磨擦声、空中掠过的飞机发动机声，不绝于耳，即使是在夜间人们也无法安宁，失眠、心慌、精力无法集中时刻困扰着他们。第一节 噪声污染与控制（35分钟）化工企业噪声来源非常广泛。如压缩空气、高压蒸汽放空、加热炉、机械摩擦、振动、撞击、变压器等等。化工企业中生产性噪声多为高强度的连续性稳态混合噪声，具有广泛性和持久性。噪声污染已经与空气污染和水污染并称为当今世界三大公害。一、噪声的含义、特
3、点与来源1噪声的含义声音由物体振动引起，以波的形式在一定的介质（如固体、液体、气体）中进行传播。我们通常听到的声音为空气声。一般情况下，人耳可听到的声波频率为2020000Hz，称为可听声；低于20Hz，称为次声；高于20000Hz，称为超声。我们所听到声音的音调的高低取决于声波的频率，高频声听起来尖锐，而低频声给人的感觉较为沉闷。声音的大小是由声音的强弱决定的。从物理学的观点来看，噪声是由各种不同频率、不同强度的声音杂乱、无规律的组合而成；乐音则是和谐的声音。噪声是声音的一种。从物理角度看，噪声是由声源作无规则和非周期性振动产生的声音。从环境保护角度看，噪声是指那些人们不需要的、令人厌恶的或
4、对人类生活和工作有防碍的声音。噪声不仅取决于其物理特性，还依赖主观感觉的评定。如在听音乐时，悦耳的歌声不是噪声，而在睡眠时，高音播放的音乐只能算是噪声。即使同一种声音，当人处于不同状态、不同心情时，对声音也会产生不同的主观判断，此时声音可能成为噪声或乐音。噪声按声音的频率可分为：400Hz的低频噪声 、4001000Hz的中频噪声及1000Hz的高频噪声。噪声按时间的变化可分为：稳态噪声：强度不随时间而变化的或连续变化不大的噪声。一般强度差异在3dB范围内，如电视、风机、织机等；非稳态噪声：其强度随时间而变化，且波动范围超过5dB的连续性噪声。2噪声的特性（1）与主观性有关 （2）局限性 噪声
5、的传播距离和影响范围有限的，不会传播到很远的地区。（3）分散性 指声源是分散的，这决定了噪声只能规划性的防治而不能集中处理。（4）暂时性 噪声停止后，危害和影响即可消除，不会长期停留在环境中或人体中。3噪声来源噪声污染按声源的机械特点可分为：气体扰动产生的噪声、固体振动产生的噪声、液体撞击产生的噪声以及电磁作用产生的电磁噪声。4噪声的危害噪声通常用分贝来表示，一般说话的声音为40分贝至60分贝，嗓门大的人说话声音可达60分贝至80分贝，相当于一台针式打印机或一台割草机发出的声响。噪声的卫生标准认为噪声级为3040分贝是比较安静的正常环境；超过50分贝就会影响睡眠和休息；70分贝以上干扰谈话，造
6、成心烦意乱，精神不集中，影响工作效率，甚至发生事故；当噪声超过80分贝时就有可能对人体的健康状况造成伤害；如果噪声达到80分贝或100分贝，即相当于一辆从身旁驶过的卡车或电锯发出的声音，会对人的听力造成很大伤害。当噪声超过100分贝，就属于人们难以忍受的噪声，相当于圆锯、迪斯科舞厅、随身听、战斗机发出的噪声。爆破及有些打击乐发出的声响可达120分贝以上，处于这种环境下人体健康将会遭受极大的伤害。 （1）对人体的损害噪声可引起多种疾病，噪声除了损伤听力以外影响睡眠外，还会引起其他人身损害。如噪声可以引起心绪不宁、心情紧张、心跳加快和血压增高；噪声还会使人的唾液、胃液分泌减少，胃酸降低，从而易患胃
7、溃疡和十二指肠溃疡；噪声对人的内分泌机能也会产生影响，在高噪声的环境下易造成孕妇流产；近年来不少人认为，20世纪生活中的噪声是造成心脏病刺激癌症的原因之一。（2）对动物的影响强噪声会使鸟类羽毛脱落，不下蛋，甚至内出血，最终死亡。在20世纪60年代初期，美国F401喷气机作超声速飞行试验，飞行高度为10000m，每天飞行8次，持续飞行6个月。结果在飞机的轰隆声的作用下，使俄克拉荷马市一个农场的10000只鸡被杀死6000只。据资料记载美国有一位科学家曾做过一个关于噪声危害的实验：分别把两只同样健康的小白鼠放在两个不同的地方。一只放在正常的环境中，过着正常的生活；另一只放在嘈杂、刺耳的房间中，噪声
8、达到110分贝，其他生活正常。过了一天，第二只小白鼠出现了烦躁不安等症状，第三、四天出现精神萎靡、食欲不振等症状，六天后昏迷，直至全身衰竭而死。而第一只小白鼠一切正常。由此可见噪声污染的危害有多大。（3）对建筑物的损害20世纪50年代曾有报道，一架以每小时1100km的速度飞行的飞机，作60m的低空飞行时，噪声使地面一幢楼房遭到破坏。在美国统计的3000件喷气飞机使建筑物受损害的事件中，抹灰开裂的占43%，损坏的占32%，墙体开裂的占15%，瓦损坏的占6%。（4）对儿童和胎儿的影响吵闹环境中儿童智力发育比安静环境中低20；吵闹区中婴儿体重轻的比例高；噪声导致胎儿畸形的时间也有发生。 目前，有关
9、部门已经着手从各个方面采取措施来解决这个问题，例如：国外已经发明了“吃音玻璃”，临街的窗子如果装上这种玻璃，街上的噪音为40分贝时，传到房间里就只剩下12分贝了。二、化工企业噪声的特征1化工企业噪声的声学特征：化工生产所发生的噪声具有以下特征：连续稳定的噪声（连续生产）；中、低频的气流噪声（由风机、泵等声源发出的多数是中、高频噪声，但在传输过程中衰减较快）；化工厂噪声在半自由场中以一定的高程传播。自由场是指声波在无限大空间里传播时，不存在任何反射体和反射面。自然界中的自由场空间是将声源吊在空中，远离任何反射物，声波可自由地向 360 度全方位角传播。半自由场空间是指自由空间中有一全反射面，声波
10、只能在 180 度半球方位自由传播。常见的半自由场空间如水泥地面的大型露天停车场、室外篮球场、停机平等。高程（标高）【elevation】指的是某点沿铅垂线方向到绝对基面的距离，称绝对高程。简称高程。某点沿铅垂线方向到某假定水准基面的距离，称假定高程。“高程”是测绘用词，通俗的理解，高程其实就是海拔高度。2主要噪声源分析（1）压缩机、风机等设备的噪声 可达到90115dB(A)，是化工厂的主要噪声源之一。（2）加热炉噪声 一般在95115 dB(A)，也包括炉内燃料燃烧产生的125250 Hz的低频噪声。（3）凉水塔噪声 主要来自风扇噪声和落水噪声。 （4）空气冷却器噪声 （5）调节阀噪声 （
11、6）管道噪声 （7）火炬噪声 （8）放空噪声 （9）电动机噪声三、噪声的度量有两类：一类是把噪声单纯的作为物理扰动，用描述声波的客观特性的物理量来反映，这是对噪声的客观量度。另一类是涉及人耳的听觉特性，根据听者感觉到的刺激来描述，称为噪声的主观评价。噪声强弱的客观量度单位有声压、声强和声功率等物理量。1声压和声压级（1）升压一提起大气压，我们都很熟悉，空气中原来就有比较恒定的静压力，只是我们经常生活在这个环境中感觉不到它的存在罢了，我们把这个比较恒定的静压力称为大气压。从物理学的角度理解，大气压是空气分子的不规则运动及相互排斥所引起的。当空气中出现一种声音时，声音所产生的振动使空气分子在这个基
12、础上产生有规律、有指向性的运动，改变了原来比较恒定的静压力，引起比原来静压力增高的量值就叫声压。换句话说，由于声音的存在，使空气发生一个小小的扰动，就可以使原来处于平衡状态的大气压力增添一微小的声压，并迅速向各个方向传播。这个微小的起伏部分，程为声压。分为瞬时声压和有效声压两类。瞬时声压：指某瞬时媒质中内部压强受到声波作用后的改变量，即单位面积的压力变化。声压的单位就是压强的单位Pa。瞬时声压的值称为有效声压。通常说的声压指有效声压，用P表示。均方根：将N个项的平方和处以N后开平方的结果，即方均根的结果。（2）声压级 声音产生的压力同声音的强度一样，变化范围极大。另外，人对声音响度感觉是与声音
13、的强度的对数成正比，因此度量声压的大小，采用对数关系表达比较方便，由此引出声学的另一个概念声压级，用Lp表示，单位为分贝，记作dB。分贝是指该点的声压与基准声压的比值取常用对数再乘以20的值。即： Lp=20lgpp0 LP声压级，p声压；p0基准声压（听阈，210-5Pa）参考声压是210-5Pa，一般讲，低于这一声压值，人耳就再也不能觉察出这个声音的存在了。显然该可听阈声压的声压级即为零分贝。假如某一处的声压比参考声压大100倍，那么它们的比值就是100，取常用对数再乘以20，则该处的声压级为40dB。同理，假如某一处的声压比参考声压大100000倍，那么它们的比值就是100000，取常用
14、对数再乘以20，则该处的声压级为100dB。从这两个例子可以看出，声压与参考声压的比值从100倍变为100000倍，增加了1000倍，用声压级表示仅增加了60dB，可见用声压级表示声音的大小，比采用声压来表示要简单的多。声压级是反映声音的大小、强弱的最基本参量。2声功率和声功率级（1）声功率 单位时间内声源向周围发出的总能量称之为声功率，其与声强成反比。单位为瓦(W)或微瓦。是反映声源辐射声能本领大小的物理量。男生会话210-3W，女生会话410-3W，钢琴2710-2W，跟日光灯40W，烘炉500W，台式电风扇60W的单位是相同的概念。（2）声功率级 Lw=10lgWW0 W0基准声功率，1
15、0-12W。3声强和声强级（1）声强 在声波传播方向上，与该方向垂直的单位面积、单位时间内通过的的平均声能量流就称为声强，用I表示，单位是W/m2。（2）声压级 LI=10lgII0 I0基准声强，10-12W。声 音声压级LpdB声强IW/m-21518岁青年人的听阈（1 000 Hz纯音）010-12客厅内正常交谈6010-6小城市街道交通噪声8010-4织布车间，拖拉机噪声10010-2火箭发射，痛阈140102人和一些动物的发声频率范围和听觉频率范围名称发声频率范围fHz听觉频率范围fHz人651 1002020 000狗4501 8001550 000猫7601 500606 500海豚7 000120 000150150 000四、噪声级的相加和平均值1噪声级的相加在现场环境中，噪声源往往不只一个。两个以上相互独立的声源，同时发出来的噪声可叠加。噪声级（分贝）时人为创造的值，不能直接相加，而是要用能量相加，通常用声压的平方相加。（1）公式法A假设存在两个声源，而且LP1=LP2，即两个声源得声压级相等，则总
