第一章绪论

对人体健康和生态环境影响较大的环境污染包括水的污染、大气污染、固体废物以及土壤污染等，除此之外，还有一类污染，随着社会的发展和城市化进程的加快，对人们的影响越来越大，那就是物理性污染。

●1.1身边的污染—物理性污染

物理性污染包括噪声污染、振动污染、电磁辐射污染、放射性污染、热污染和光污染等，其主要研究内容包括物理性污染机理及规律、物理性污染评价方法和标准、物理性污染测试和监测、物理性污染的评价、物理性污染的控制方法和技术。

第二章声波的基本性质及传播规律

声波是声源产生的振动在介质中的传播，声波具有一定的物理特性，在传播过程中会发生反射、折射和衍射现象，还会发生各种衰减，我们听到的声音往往是多个噪声源叠加的结果。

●2.1城市的隐形杀手—噪声

凡是人们不需要的声音都称之为噪声，噪声按人类活动方式分为工业噪声、交通噪声、建筑施工噪声和社会生活噪声。噪声会导致人的听力损失，诱发各种疾病，干扰人的正常生活，使人心情烦躁、反应迟钝、注意力分散，导致工作效率下降，长时间的噪声干扰会导致人神志不清、失去理智。

●2.2声为何物—声波及其基本物理量

声波的基本物理量包括声波的频率、波长和声速等，为了研究和应用的方便，人们将宽频率变化范围划分为若干较小的段落，称为频程、频带或带宽，常用的频程有倍频程和1/3倍频程两种。组成声音的各种频率的分布图形就是声音的频谱，频谱的形状分为线状谱、连续谱和复合谱三种。

●2.3点线面源有差异—声波的分类

面声源、点声源和线声源发出的声波分别称为平面声波、球面声波和柱面声波。波阵面与声波传播方向垂直的波称为平面声波。点声源在各向同性的均匀介质中辐射声波时，声波向各个方向传播的速度相等，形成以声源为中心的一系列同心球面，称为球面声波。柱面声波是为同轴圆柱面的声波。

●2.4能量与强度—几个重要的物理量

单位体积介质所含的声波能量称为声能密度，声波传播方向上单位时间内垂直通过单位面积的平均声能量，称为声强，声源在单位时间内辐射的声能量称为声功率。声波的声压、声能密度、声强和声功率之间存在着一定的关系。声波常用声压级、声强级、声功率级来描述。

●2.51加1等于2吗—声波的叠加

两个声源发出的声波分别传播到介质中的同一个点上，两个声波在该点进行叠加。具有相同频率、相同振动方向和固定相位差的声波称为相干波，两列声波始终以相反相位到达，两列相干声波减弱，称为干涉现象。不相干波是指两列具有相同频率，而不存在固定相位差的声波，或者是两列具有不同频率，而有固定相位差或着有无规则变化相位差的两列波。两列波叠加之后的平均声能密度等于两列波声能密度之和。

●2.6级相加，不能“加”—声压级相加

一般情况下两列波是不相干的，叠加后的平均声能密度等于每一列波的声能密度之和，声场中某点的声压级同样是多个声压级叠加之后的总声压级。总声压级可以通过计算公式或分贝相加曲线来计算，并不是声压级的直接相加。

●2.7知其一，求其二—声压级相减

在测量某台机器的真实噪声时，往往无法直接测定，只能测得包含背景噪声的总声压级，要准确计算被测对象的声压级，就必须从测得的总声压级中减去背景噪声才可以；已知两个声源叠加后的总声压级，和其中一个声源的声压级时，可求出第二个声源的声压级。声压级的相减可以通过计算公式或分贝相减曲线来计算，并不是声压级的直接相减。

●2.8声波的传播规律—反射、透射和折射

声波在传播过程中遇到障碍物、不均匀介质或者不同的介质时，在两介质的界面上会发生反射、折射和透射现象，部分声能量会透过交界面继续前进，还有部分能量则会返回到原来的介质中。可用声压或声强的反射系数和透射系数描述声波能量的变化情况。温度和风速对声传播也会产生影响。

●2.9随距离的衰减—扩散衰减

声波在实际介质中传播时，由于扩散、吸收、散射等原因，距离声源越远，声音会变得越弱。声源在辐射噪声时，声波向四面八方传播，波阵面随距离的增加而增大，声能分散，声强将随传播距离的增加而衰减，由于波阵面扩展，引起声强减弱的现象称为扩散衰减。点声源、线声源辐射噪声的扩散衰减量可通过相应的公式来计算。

●2.10自然降噪—声波的其它衰减

声波在传播过程中除了随距离的扩散衰减之外，还受其它自然、地表、气象等因素的影响。空气吸收会引起声波的衰减，地面吸收和障碍物会导致声波衰减，空气中的尘粒、雾、雨、雪对声波的散射，也会引起声能的衰减。

第三章噪声的评价与测量

声波除了用物理量来评价之外，还必须考虑人耳的听觉感受，人耳对不同频率的声波的感受不一样，对低频声波不敏感，可以通过合适的评价量来评价噪声对人耳听觉的影响。噪声对环境的影响可以通过环境噪声标准来评价。环境中的噪声水平可以通过科学的布点，通过噪声计等仪器完成测量和监测。

●3.1人耳的奇妙功能—响度和响度级

响度是用来描述声音大小的主观感觉量，定义1000Hz纯音声压级为40dB时的响度为1宋，把这个声音称为基准声音。响度能够较好的反映人对噪声的主观感受。通过与1000Hz、40dB的基准声音相比较，可以得到整个可听频率范围纯音的响度级，响度级与声压级和频率之间的关系曲线称为等响曲线。宽频带噪声的响度和响度级的计算还要考虑带宽的掩蔽效应。

●3.2噪声评价有依据—几个噪声评价量

等效连续A声级用来评价非稳态噪声，它等效于在相同的时间间隔内与不稳定噪声能量相等的连续稳定噪声的A声级。噪声对人们的影响晚上比白天明显，可用昼夜等效声级评价噪声夜间对人们的影响。统计声级表示在测量时间内高于某个声级所占时间的百分数。

●3.3防身武器—环境噪声标准

环境噪声标准主要包括机电产品噪声标准、工业企业噪声排放标准和噪声有关的环境质量标准。这些环境噪声标准可以作为对产品、企业及某些地区、区域环境进行环境影响评价的标准，也是控制的限值和规划设计的依据。

●3.4为生活保驾护航—噪声测量与监测

声学测量中最常用的基本仪器是声级计，可用来测量噪声的声压级。根据监测对象和目的的不同，《声环境质量标准》以附录的形式给出了两种与声环境质量有关的环境噪声监测方法，即声环境功能区监测方法和噪声敏感建筑物监测方法。声环境功能区监测方法包括普查监测法和定点监测法两种方法。

第四章噪声污染控制

噪声污染控制可通过抑制噪声源、控制传播途径、保护接受者三个方面来考虑。吸声、隔声、消声是最常用的噪声控制的技术手段。吸声常用于室内噪声的处理，隔声常用于建筑物、机械设备、交通等噪声的处理，消声主要针对空气动力性噪声的处理。噪声要控制在环境噪声标准值以下，达到排放标准。

●4.1此时无声胜有声—噪声控制

噪声控制包括对人们的生活、社会活动和生产活动的噪声加以限制，减少和降低噪声的产生，对已产生的噪声进行控制，减少对人的危害。噪声控制的途径有三种，首先考虑从声源上根治噪声，其次从传播途径上采取降噪措施，也可以在接收点进行防护。

●4.2吸声降噪技术

室内噪声的控制措施是吸声，在对音乐厅、歌剧院、录音室等室内场所进行设计时，须严格遵循相关的规范和标准，满足室内噪声标准的要求。通过在室内设置多孔吸声材料和共振吸声结构来降低噪声的技术称为吸声，吸声主要针对室内的混响声，用吸声降噪量来评价吸声效果的好坏，一般情况下，吸声措施能够使室内噪声降低约3-5分贝，使噪声严重的车间降噪6-10分贝。

●4.3隔声降噪技术

隔声构件包括隔声墙、隔声门、隔声窗、隔声罩、隔声屏等，隔声效果通常用透声系数或隔声量以及插入损失来描述。隔声墙有单层匀质墙、双层墙和组合墙，缝隙和孔洞对隔声墙的隔声效果影响较大。隔声门和隔声窗有特定的结构，具有较好的隔声效果。隔声罩对机器设备的隔声效果较好。隔声屏或声屏障常用于交通噪声的控制，在公路、铁路、航空噪声的控制中效果较好。

●4.4消声器

消声器是消减气流噪声的装置，包括阻性消声器、抗性消声器和阻抗复合式消声器等，把它接在管道中或进、排气口上，能让气流通过，又能有效阻止或减弱噪声向外传播。一个良好的消声器应具有较高的消声量和较宽的消声频带，对气流的阻力要小，结构性能要满足要求，外形和装饰满足要求，价格便宜，使用寿命长。消声器的设计包括噪声源的调查和特性分析、噪声标准的确定、消声量的计算、选择消声器的类型、验算消声频率范围。

第五章振动污染及其控制

任何物理量，围绕一定的平衡值作周期性变化，称为该物理量的振动。振动就是物体处于周期性往复运动的状态。当振动超过一定界限，从而对人体健康产生不利影响，对机器、设备、仪表产生损害，就形成了振动污染，必须采取科学的措施控制振动的污染，降低振动的影响。同噪声一样，振动污染对人来说，主观性较强，不同的个体对振动的感觉不一样

●5.1振动污染概述

环境中的振动源包括自然振动和人为振动，自然振动主要包括地震（低频）、火山爆发等，人为振动主要包括工厂振动源、工程振动源、道路交通振动源和低频空气振动等。振动可导致人体生理方面的疾病，引起人的心态失衡，降低人的工作效率，破坏构筑物的稳定性和仪表设备的精确性等。

●5.2振动的评价与标准

振动的评价量包括振动位移级、振动速度级、振动加速度级和振动级。振动评价标准包括机械振动与冲击人体暴露于全身振动的评价、机械振动人体暴露于手传振动的测量与评价、住宅建筑室内振动限值及其测量方法标准、城市区域环境振动标准、建筑工程容许振动标准等。振动强弱对人体的影响包括感觉阈、不舒服阈、疲劳阈和危险阈。

●5.3机械振动控制

机械振动控制的途径之一是降低机械振动加速度，可以减少自由振幅倍率。机械振动控制也可以通过改变支承台架的质量达到减振的目的，阻尼小的情况下，频率比大于1时，机械质量越大，频率比越大，自由振幅倍率越小，频率比小于1时，机械质量越小，频率比越小，自由振幅倍率越小。机械振动也可利用动力吸振器减振，避免共振。

●5.4传播途径的减振对策

减振对策包括积极（主动）隔振和消极（被动）隔振。积极隔振是在机器（如风机、水泵、压缩机或冲床）与基础之间安装弹性支撑即隔振器，减少机器振动激振力向基础的传递量，迫使机器的振动得以有效隔离的方法。消极隔振是在仪器设备（精密设备）与基础之间安装弹性支撑，以减少基础振动对仪器设备的影响，使仪器设备能够正常工作或不受损害。

第六章电磁辐射污染及其防治

随着电气设备的普及，电磁辐射对人体健康的影响愈发严重，微波炉、变压器、医疗检查仪器等电气设备都会产生电磁波，电气设备的科学合理的使用一般不会影响人体健康，当电磁波和人体长时间接触或电磁波的能量超过一定的限度时就会产生电磁辐射污染，必须采取一定的措施进行防控。

●6.1身边的污染—电磁辐射污染

电磁辐射污染源包括自然电磁场源和人工电磁场源，自然电磁场源又包括自然界的火花放电、雷电、台风等，人工电磁场源种类繁多，主要是各种用电设备。电磁辐射污染可对人体健康带来一定的影响，污染周围的生态环境，干扰通讯设备的正常运行，必须采取措施降低电磁辐射对人体和设备的影响。

●6.2电磁辐射污染防治技术

电磁辐射的防治技术包括屏蔽、接地和滤波。屏蔽是采取一切可能的措施将电磁辐射的作用与影响限定在一个特定的区域内，按照屏蔽的方法分为主动场屏蔽和被动场屏蔽，按照屏蔽的内容分为电磁屏蔽、静电屏蔽和磁屏蔽。接地正确与否对电场屏蔽效果的影响很大，对磁场屏蔽效能则无明显影响，接地系统包括接地线和接地极。滤波是在电磁波的所有频谱中分离出一定频率范围内的有用波段，保证有用信号通过的同时阻截无用信号通过，是抑制电磁干扰最有效的手段之一。

第七章放射性污染及其控制

放射性污染是又一种物理性污染，核电站、核武器、医疗检查和治疗、工程的射线探伤等都会用到放射性物质，按照一定的规程合理使用放射性物质，一般不会对人体产生危害。放射性污染的产生主要是各种操作失误或意外因素带来的，如各种原因导致的核电站的破坏、放射性物质的遗失等，放射性污染对人体健康的危害极大，必须科学使用，严格管理，做好放射性废物的处理处置。

●7.1放射性污染（计量学基础）

辐射剂量学的基本量包括放射性活度、照射量、吸收剂量、剂量当量、有效剂量当量、集体剂量当量和集体有效剂量、待积剂量当量等。辐射防护有关的量包括与辐射防护有关的概念、剂量与效应的关系、剂量限制体系，与辐射防护有关的概念包括危险度和危害、关键人群组、关键照射途径、关键核素，剂量与效应的关系包括随机效应和确定性效应，剂量限制体系包括辐射防护原则、基本限值、导出限值和管理限值。

●7.2放射性废物处理技术

放射性固体废物处理技术包括固化和减容。固化技术是在放射性废物中添加固化剂，使其转变为不易向环境扩散的固体的过程，固化的一般要求包括低浸出率、高热导率、高耐辐射性、高生化稳定性和耐腐蚀性、高机械强度和高减容比，常用的固化方法包括水泥固化、沥青固化、塑料固化和玻璃固化。减容的目的是减少体积，降低废物包装、贮存、运输和处置的费用，减容的方法包括压缩和焚烧。

●7.3放射性废液处理技术

放射性废液的处理主要用物理、化学的方法，其中低、中放废液的处理方法包括絮凝沉淀、蒸发、离子交换（或吸附）和膜技术（如电渗析、反渗透、超滤膜），高放废液一般蒸发浓缩后贮存在双壁不锈钢贮槽中。放射性废液处理后产生的放射性残渣需要固化处置，若产生放射性气体则需要专门处理。

●7.4放射性废气处理技术

放射性废气的处理包括放射性粉尘的处理、放射性气溶胶的处理、放射性气体的处理、碘同位素的处理、废气的排放等。放射性粉尘的处理设备主要是除尘器，放射性气溶胶可以用HEPA过滤器等来去除，放射性气体主要用吸附法去除，如活性炭滞留床、液体吸收装置、低温分馏装置等。碘同位素主要用活性炭吸附去除，活性炭须用碘化钾或三乙烯二胺浸渍处理，放射性废气净化达标后，一般通过高烟囱稀释扩散排放，选择有利的气象条件排放，排放口要设置连续监测器。

第八章热污染及其控制

热是一种能量，但使用不当会散失到环境中，引起环境温度的升高，对生物体的生存产生不利影响，水体的热污染会破坏水体生态环境，导致水生生物死亡，水质恶化，大气的热污染会导致全球气温升高，带来一系列生态环境问题，降低了人们的生活质量。热污染作为物理性污染的一种，必须采取措施加以控制。

●8.1热污染

热环境又称环境热特性，是提供给人类生产、生活及生命活动的生存空间的温度环境，包括自然热环境和人工热环境。人为热量来源包括设备散热、化学放热和人群辐射。热污染是指工农业生产和人类生活中排放出的废热造成的环境热化，损害环境质量，它是影响人类生产、生活的一种增温效应。热污染包括水体热污染和大气热污染，其成因包括向环境释放热量的增加、大气层组成和结构的改变、地表形态的改变等。

●8.2热岛效应

在人口稠密、工业集中的城市地区，由人类活动排放的大量热量与其他自然条件共同作用致使城区气温普遍高于周围郊区的现象称为热岛效应，常用城区平均气温和郊区平均气温之差表示。热岛效应的成因包括城市下垫面的变化、城市大气成分的变化和人为热的释放，城市热岛效应的影响包括城区冬季缩短、霜雪减少，加剧城区夏季高温天气，引起异常天气现象，导致局部地区水灾，导致气候、物候失常等，必须加以控制。

●8.3温室效应

温室效应的成因包括温室气体排放量的增加，植被破坏、温室气体吸纳量降低，温室气体包括CO2、CH4、CO、CFCs、O3等。温室效应导致全球变暖，引起冰川消退，海平面上升，气候带北移，加重区域性自然灾害，危害人类健康。温室效应的防治包括控制温室气体的排放（如节能减排）、增加温室气体的吸收（如植树造林，增加绿化面积）、制定适应气候变化的对策等。

●8.4热污染控制技术

热污染控制技术包括节能技术与设备、生物能技术和二氧化碳固定技术，其中节能技术与设备包括热泵、热管、隔热材料和空冷技术，生物能技术包括生物质压缩成型、生物质气化、生物质燃料酒精和生物质热裂解液化技术等，二氧化碳固定技术的关键是利用适当的催化体系使惰性CO2活化，CO2的活化方法包括生物活化、配位活化、光化学辐射活化、电化学还原活化、热解活化和化学还原活化。

第九章光污染及其控制

光给人们的生活带来诸多便利，但使用不当也会影响人们的正常生活，形成光污染，尤其是城区，光污染更加严重，光源多而分散，缺乏相应的标准，给光污染的防治带来不便，必须采取管理、规划和技术层面将光污染的影响降至最低。

●9.1光的另一面—光污染

由光照射于内外空间所形成的环境称为光环境，过量光辐射对人们的生活、工作环境以及人体健康产生不利影响的现象称为光污染，主要指由人工光源导致的违背人的生理与心理需求或有损于生理与心理健康的现象。光污染包括白亮污染、人工白昼和彩光污染，光污染对附近居民的生活、行人交通、天文观测都会带来影响，还会影响植物的正常生长，降低产量，影响动物的生活习性和新陈代谢。

●9.2光污染防治技术

可见光污染防治包括直接眩光的限制、反射眩光和光幕反射的限制。直接眩光的限制包括透光材料控制法和保护角控制法两种，防止反射眩光的措施包括降低光源亮度，灯具布置在反射眩光区以外，提高环境亮度，减少亮度对比等，减小光幕反射的措施包括墙面不使用反光太强的材料，尽可能减少干扰区来的光，加强干扰区以外的光，增加有效照明，尽量避开在干扰区布置灯具，使作业区避开来自光源的规则反射。红外线、紫外线在使用过程中采取必要的安全防护措施，加强个人防护。