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1、第 十一章 其他物理性污染及防治,第一節(jié) 放射性污染與防治 第二節(jié) 非電離輻射與防護(hù) 第三節(jié) 光污染與防護(hù) 第四節(jié) 熱污染與防治,第一節(jié) 放射性污染與防治,一、放射性的基礎(chǔ)知識(shí) (一)放射性的概念及分類 (二)輻射的來(lái)源及應(yīng)用 (三)核素和放射性同位素的應(yīng)用 (四)放射性和核輻射量單位 (五)電離輻射生物效應(yīng) (六)輻射安全防護(hù) (七)放射性污染處置對(duì)策,1986年4月26日 切諾貝利核電站核泄漏 2011年3月11日 日本福島核電站核泄漏 日本核泄漏后中國(guó)出現(xiàn)搶鹽事件 射線輻照食品 手機(jī)、電腦輻射電器輻射 醫(yī)療檢查中的x射線,切諾貝利核事故 切爾諾貝利核電站是前蘇聯(lián)時(shí)期在烏克蘭境內(nèi)修建的第一
2、座核電站。曾被認(rèn)為是世界上最安全、最可靠的核電站。但1986年4月26日,核電站的第4號(hào)核反應(yīng)堆在進(jìn)行半烘烤實(shí)驗(yàn)中突然發(fā)生失火,引起爆炸,據(jù)估算,核泄漏事故后產(chǎn)生的放射污染相當(dāng)于日本廣島原子彈爆炸產(chǎn)生的放射污染的100倍。爆炸使機(jī)組被完全損壞,8噸多強(qiáng)輻射物質(zhì)泄露,塵埃隨風(fēng)飄散,致使俄羅斯、白俄羅斯和烏克蘭許多地區(qū)遭到輻射污染。 根據(jù)官方估計(jì),發(fā)生事故后的反應(yīng)爐內(nèi)大約還有95%的燃料(180公噸)。,(一)輻射的概念及分類,一、輻射的概念 輻射是指以電磁波或粒子(如 粒子、 粒子等)的形式向外擴(kuò)散。,輻射的特點(diǎn),1.具有一定的穿透力。 2.視覺(jué)、嗅覺(jué)不能感知。 3.可使被照射物質(zhì)發(fā)生電離。 4
3、.具有長(zhǎng)期的慢性效應(yīng)。,二、輻射的分類,1.電離輻射 2.非電離輻射,非電離輻射,1.電離輻射,能使其所通過(guò)的任何介質(zhì)的原子產(chǎn)生電離的一類輻射。 電離輻射包括核輻射、醫(yī)院x檢查、用鈷-60輻照食品、輻照一次性醫(yī)療用品(注射器等)。,能量以電磁波或粒子形式從原子或原子核發(fā)射出來(lái),電離輻射的電離形式,直接電離或間接電離 粒子輻射 包括射線、正射線、負(fù) 射線。 電磁輻射 包括X射線,射線、中子。,由攜帶以動(dòng)能形式能量運(yùn)動(dòng)的原子和亞原子組成(電子/質(zhì)子等),能量以電場(chǎng)和磁場(chǎng)的形式攜帶,以光速穿過(guò)空間,2.非電離輻射,輻射量子能量小于12eV的電磁輻射不足以引起生物體電離的輻射。 eV是單位,叫電子伏特
4、。 紫外線、可見(jiàn)光、紅外線、射頻及激光等;紫外線的量子能量介于非電離輻射與電離輻射之間。 紫外線有一部分屬于電離輻射,有一部分屬于非電離輻射。,另外非電離輻射包括手機(jī)輻射、電腦輻射等。目前,沒(méi)有確切證據(jù)表明電器輻射對(duì)人體的影響大小。近年來(lái),非電離輻射問(wèn)題受到高度重視。,電離輻射與非電離輻射的交界在紫外線,電離輻射與非電離輻射的交界在紫外線,輻射按照來(lái)源,可以分為 天然輻射與人工輻射,1.天然輻射,自地球存在以來(lái)就存在的天然輻射源的電離輻射。 宇宙射線 坐飛機(jī)避免不了宇宙射線,高海拔地區(qū)的宇宙射線較多。 存在于地球上的天然放射性核素 宇生核素:氫-3,碳-14,鋇-7,鈉-22 原生核素:三大天
5、然放射系(鈾、釷、錒),放射性氡,氡是地殼中放射性鈾、釷、鐳的蛻變產(chǎn)物,地殼中含有放射性核素的巖石不斷向四周擴(kuò)散氡氣,使空氣中和地下水含有氡氣。 氡是自然界唯一的天然放射性稀有氣體,無(wú)色無(wú)味。 氡的分布很廣,美國(guó)幾乎有十五分之一的家庭氡的含量較高。,氡對(duì)人體健康的危害,體內(nèi)輻射 主要來(lái)自于放射性輻射在空氣中的衰變,從而形成的一種放射性物質(zhì)氡及其氣體。容易被呼吸系統(tǒng)截留,并在局部區(qū)域不斷積累。長(zhǎng)期吸入高濃度氡最終可誘發(fā)肺癌。 體外輻射 主要是指天然石材中的輻射體直接照射人體后產(chǎn)生一種生物效應(yīng),會(huì)對(duì)人體內(nèi)的造血器官、神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)和消化系統(tǒng)造成損傷。,平房與高層氡的含量比對(duì) 3層以下氡含量顯著
6、高于3層以上 防止室內(nèi)氡的危害已經(jīng)成為國(guó)際關(guān)注的焦點(diǎn)。,2.人工電離輻射,由人為原因增加的電離輻射照射。 核燃料循環(huán) 鈾礦開(kāi)采冶煉/核反應(yīng)堆及處理 工農(nóng)業(yè)應(yīng)用 焊接與接點(diǎn)的射線照相/提包與包裹的安全檢查/容器內(nèi)容物的高度測(cè)量/醫(yī)療用品的滅菌/紙張經(jīng)典消除/育種/蔬菜保險(xiǎn),醫(yī)學(xué)應(yīng)用 X線/CT檢查以診斷體內(nèi)的疾病或損傷(診斷),射線束照射身體患病的部分,腫瘤(放療),服用放射性核素,甲亢服用碘-131(核素治療),人工輻射最大來(lái)源是醫(yī)療照射,各種輻射所占比例,(二)輻射的來(lái)源及應(yīng)用,一、輻射的來(lái)源和分類 1、X光 1985年,德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)X射線。 X射線是原子在能量相差懸殊的兩個(gè)能級(jí)之間
7、的躍遷而產(chǎn)生的粒子流,是波長(zhǎng)介于紫外線和射線之間的電磁輻射。 特點(diǎn):能穿過(guò)不透明物質(zhì), 意義:人類歷史上第一次觀察到了人受骨骼的影響,以數(shù)學(xué)上慣用的假定詞X作為它的代名詞。,倫琴夫人的手骨與戒指,X射線應(yīng)用,X射線診斷學(xué)透視,攝影,CT。 放射治療血用于腫瘤的放射治療。 介入放射學(xué)在影像學(xué)方法的引導(dǎo)下,進(jìn)行血管造影,藥物灌注等。,1896年法國(guó)科學(xué)家貝克勒爾在研究鈾礦的熒光現(xiàn)象時(shí)發(fā)現(xiàn)鈾礦鹽發(fā)射出類似X射線的穿透性輻射。 1898年法國(guó)物理學(xué)家居里夫人從鈾礦中相繼發(fā)現(xiàn)另外兩個(gè)能發(fā)射射線的新元素釙和鐳。居里夫人稱這種能自發(fā)釋放出射線的性質(zhì)為放射性。,2. 射線: 其本質(zhì)是氦的原子核,具有高速運(yùn)動(dòng)的
8、粒子,是氦核流,很容易引起電離。對(duì)人體內(nèi)組織破壞能力較大。穿透能力差,在空氣中的射程只有幾厘米,只要一張紙或健康的皮膚就能擋住。,3.負(fù)射線: 也是一種高速帶電粒子,電子流。穿透本領(lǐng)比 射線大,但與X、 射線相比,負(fù)射線的射程短,很容易被鋁箔、有機(jī)玻璃等材料吸收。 而鉛不能阻擋住負(fù)射線。 氫-3是目前已知的能量最低的放射性同位素,是軟射線。,4. 射線: 射線是波長(zhǎng)很短的高能電磁波,不帶電,不具有直接電離的功能,但可以通過(guò)和物質(zhì)的相互作用間接引起電離效應(yīng)。 射線具有很強(qiáng)的穿透能力,在空氣中的射程通常為幾百米。要想有效地阻擋 射線可以辦需要采用厚的混凝土墻或重金屬(如鐵、鉛)板塊。,X射線和 射
9、線特點(diǎn),X射線和 射線的性質(zhì)大致相同,是不帶電波長(zhǎng)短的電磁波,因此把它們統(tǒng)稱為光子。兩者的穿透力極強(qiáng),且只有通過(guò)與物質(zhì)相互作用,才能使物質(zhì)間接產(chǎn)生電離效應(yīng)。要特別注意外照射防護(hù)。 X射線能量較低,通常是高速電子轟擊的金屬靶產(chǎn)生的,不是由放射性核素自發(fā)衰變釋放出的。一般需要采用重金屬板塊來(lái)屏蔽X射線。,幾種射線的穿透力,放射性物質(zhì)在本身的轉(zhuǎn)變過(guò)程中,并非同時(shí)放出三種射線,多數(shù)僅放出一種,至多兩種。 1912年,英國(guó)科學(xué)家盧瑟福用釙做 源轟擊氮核,產(chǎn)生質(zhì)子。 1932年,英國(guó)科學(xué)家查德維克用鐳做 源轟擊鈹(Be),產(chǎn)生中子。 1934年法國(guó)科學(xué)家約里奧、居里夫婦用粒子轟擊鋁,獲得放射性核素磷-30
10、。 1939年,德國(guó)科學(xué)家哈恩等人在用中子照射鈾的研究中發(fā)現(xiàn)了原子核裂變現(xiàn)象。 1940年,美國(guó)科學(xué)家西博格等人發(fā)現(xiàn)了超鈾元素。 1942年實(shí)世界上第一座核反應(yīng)堆在美國(guó)建成。,二、輻射的應(yīng)用,1.核醫(yī)學(xué) 臨床核醫(yī)學(xué) 利用放射性核素及其射線進(jìn)行疾病的診斷與治療ECT/CT,PET/CT。 實(shí)驗(yàn)核醫(yī)學(xué) 利用放射性核素及其射線進(jìn)行醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)的研究。,心肌供血不足,羊角風(fēng)病灶,PET/CT做的骨顯像 黑點(diǎn)表示腫瘤灶,遍布全身,2.輻射在醫(yī)藥食品工業(yè)中的應(yīng)用 輻照技術(shù) 利用電離輻射與物質(zhì)的相互作用所產(chǎn)生的物理、化學(xué)和生物效應(yīng),對(duì)食品醫(yī)療用品進(jìn)行加工處理的新型技術(shù)。 用鈷-60,銫-137,直線加速器
11、產(chǎn)生的射線進(jìn)行照射。 主要目的是滅菌、降低農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后損耗以及延長(zhǎng)食品貨架壽命等。,3.核能的開(kāi)發(fā)和利用 目前全世界核電站共有438 座,美國(guó)在運(yùn)核電機(jī)組100臺(tái)、在建5臺(tái),共計(jì)105臺(tái),數(shù)量居首位;法國(guó)在運(yùn)58臺(tái)、在建1臺(tái);日本在運(yùn)48臺(tái)、在建2臺(tái);中國(guó)大陸在運(yùn)21臺(tái)(包括1臺(tái)實(shí)驗(yàn)快堆和并網(wǎng)發(fā)電機(jī)組)、在建28臺(tái),共計(jì)49臺(tái),總數(shù)僅少日本1臺(tái),總數(shù)居世界第四。,核電站優(yōu)點(diǎn),(1)能量高、耗料少、地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)。 核電站的低濃鈾,每年只需換料1次,好用核燃料僅30t。 (2)在發(fā)電的同時(shí),還產(chǎn)生新的核燃料。 (3)安全可靠而且清潔。 核電站運(yùn)營(yíng)多年,美國(guó)三里島、前蘇聯(lián)切爾諾貝利、日本福島核電站發(fā)生
12、事故。,雖然核彈和核反應(yīng)堆都是以鈾為原料,但兩者對(duì)純度的要求完全不同,生產(chǎn)核彈時(shí),需要付出昂貴的代價(jià)去除雜質(zhì)鈾-238,要求鈾-238的純度在90%以上,而反應(yīng)堆中核燃料一般只需要純度5%一下的鈾,正如烈度白酒可以點(diǎn)燃,啤酒卻不能點(diǎn)燃的道理一樣,反應(yīng)堆即使失控,也不會(huì)像原子彈那樣爆炸,因?yàn)楹巳剂霞兌炔粔颉G袪栔Z貝利核事故是蒸汽爆炸,福島第一核電站事故是氫氣爆炸,都不是核爆炸。,1979年,美國(guó)三里島核電站發(fā)生了嚴(yán)重的事故,僅有3名電站工作人員受到略高于季度劑量管理限制的輻射照射。 1986年,前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故。有28人收到非常高的輻射劑量而死亡。緊急撤離了電站附近11.6萬(wàn)居民。 目
13、前巨大的石棺罩著,估計(jì)幾百年不會(huì)撤掉。 2011年,日本福島核電站事故。日本這次,主要是應(yīng)急措施不夠。到現(xiàn)在,日本這次事故所污染的土壤還沒(méi)有處理干凈。,三、非電離輻射的來(lái)源,紫外線 可見(jiàn)光 紅外線 微波與射頻輻射 極低頻電磁場(chǎng) 靜電場(chǎng),(三)核素和放射性同位素,1.核素和放射性同位素性質(zhì) 核素:原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、種子數(shù)和能量狀態(tài)均相同的一類原子。 例如:氫,氘,氚的原子序數(shù)(質(zhì)子數(shù))都是1,原子質(zhì)量數(shù)分別為1,2,3。氫,氘,氚是一種核素。,同位素:具有相同的質(zhì)子數(shù)的核素,由于屬于同一種元素,在元素周期表上處于同一位置,故成為該元素的同位素或彼此是同位素。 例如:氫,氘,氚都是氫的同位素。 一般
14、,每種元素都有一種以上的同位素,多的可有數(shù)十種,其中有些是放射性的,有些是穩(wěn)定的。,放射性核素:也稱放射性同位素,原子核不穩(wěn)定,容易自發(fā)地發(fā)生核內(nèi)成分或能量狀態(tài)的改變而變成另外一種核素,同時(shí)釋放出一種或一種以上的射線。 放射性衰變:放射性核素發(fā)射出放射線后將變成新的同位素,新同位素可能是放射性同位素,也可能是穩(wěn)定同位素,而這一過(guò)程則成為放射性衰變。,放射性核素衰變方式,放射性半衰期:放射性核素的原子核衰變時(shí),母體的原子核會(huì)不斷減少。某核素的放射性核素因衰變而減至原有量的一半時(shí)所需時(shí)間,成為該核素的放射性半衰期。 例如:日本核電站泄漏物質(zhì)中,有一種輻射物質(zhì)銫-137,半衰期是30年,過(guò)30年才會(huì)
15、少一半。天然的比較長(zhǎng),人工的比較短。所以日本福島核電站最恐怖的不是碘-131,而是銫-137。所有放射性物質(zhì)的半衰期不變,不受任何環(huán)境影響。我國(guó)規(guī)定在食鹽中添加碘元素的標(biāo)準(zhǔn)為20-40mg/kg,若要達(dá)到防御碘-131輻射的作用,一次需補(bǔ)充碘元素100mg。,天然放射性核素:自然界中存在230多種天然放射性核素,分為原生和次生兩類。原生包括鈾、釷、錒系三大天然放射系。次生主要是三個(gè)天然放射系的衰變子體。 人工放射性核素:利用反應(yīng)堆、回旋加速器、實(shí)驗(yàn)室中子源等照射靶子物,可以制造元素周期表上所有元素的人工放射性核素。,(四)放射性和核輻射量單位,1.放射性活度 放射性大小是可以度量的。單位是貝克
16、勒爾,簡(jiǎn)稱貝克(Bq)。1Bq表示放生核素在1s內(nèi)發(fā)生1次衰變。 舊單位叫居里。,2.放射性核素能譜測(cè)定 核物理中的能量單位是電子伏特(eV),1eV是指電壓為1V的亮點(diǎn)間移動(dòng)一個(gè)電子時(shí)電場(chǎng)力所做的功。 非電離輻射小于12 eV。 3.照射量 表示中等能量(10KeV-3KeV) 或X射線在空氣中致電離作用的大小的量。 照射量的國(guó)際單位是庫(kù)倫每千克(C/Kg),舊單位是倫琴(R)。,4.吸收劑量 指單位質(zhì)量的組織或器官吸收的輻射能力的大小。吸收劑量的單位為戈瑞(Gy),1 Gy相當(dāng)于輻射授予每千克質(zhì)量組織或器官的能量為1焦耳(J)。 吸收劑量反映的是被照射物質(zhì)吸收電離輻射能量的大小,國(guó)際制點(diǎn)位
17、:戈瑞( Gy )。舊點(diǎn)位:拉德(rad)。1 Gy=100rad。,照射量X與吸收劑量D是兩個(gè)意義完全不同的輻射量。照射量只能作為X射線或射線輻射場(chǎng)的量度,描述電離輻射在空氣中的電離本領(lǐng);而吸收劑量則可以用于任何類型的電離輻射,反映被照介質(zhì)吸收輻射能量的程度。,但是,在兩個(gè)不同量之間,在一定條件下相互可以換算,對(duì)于同種類、同能量的射線和同一種被照物質(zhì)來(lái)說(shuō),吸收劑量是與照射量成正比的。 由于X射線或射線在空氣中產(chǎn)生一對(duì)離子的平均能量約為32.5eV,所以1R的X射線或射線在空氣中的吸收劑量約為0.838rad;而在軟組織中的吸收劑量約為0.931rad。,5.劑量當(dāng)量 是組織或器官接受的平均吸
18、收劑量乘以輻射權(quán)重引子后得到的乘積。 劑量當(dāng)量反映的是各種射線或粒子被吸收后引起的生物效應(yīng)的強(qiáng)弱。國(guó)際單位為“希沃特”(希弗)(Sv)。舊單位為雷姆(rem) 1希沃特=100雷姆。 X、和 射線的輻射權(quán)重因子為1,中子的輻射權(quán)重因子為5-20(取決于種子能量), 輻射權(quán)重因子為20。,相同的吸收劑量未必產(chǎn)生同樣程度的生物效應(yīng),因?yàn)樯镄?yīng)受到輻射類型、劑量與劑量率大小、照射條件、生物種類和個(gè)體生理差異等因素的影響。 為了比較不同類型輻射引起的有害效應(yīng),在輻射防護(hù)中引進(jìn)了一些系數(shù),當(dāng)吸收劑量乘上這些修正系數(shù)后,就可以用一尺度來(lái)比較不同類型輻射照射所造成的生物效應(yīng)的嚴(yán)重程度或產(chǎn)生概論。劑量當(dāng)量只
19、限于防護(hù)中應(yīng)用。,6.有效劑量 各組織的當(dāng)量劑量和各自的組織權(quán)重因子的乘積的綜合。 組織權(quán)重因子用于表示各組織器官對(duì)輻射的敏感程度。 例如:骨髓和性腺對(duì)輻射敏感度高,權(quán)重因子就大;皮膚對(duì)輻射不敏感,權(quán)重因子就小。有效劑量的單位也是希沃特(Sv)。 通常說(shuō)的Sv,都是指的有效劑量。,短時(shí)大劑量輻射的醫(yī)療效應(yīng) (1Sv=1000mSv 1mSv=1000微希沃特),正常本地區(qū)為2.4mSv,高海拔地區(qū)要高些,總計(jì)已達(dá)十幾個(gè)mSv。,(五)電離輻射生物效應(yīng),電離輻射能量傳遞給生物機(jī)體后所引起的機(jī)體變化和反應(yīng)。,1. 發(fā)生機(jī)制,電離輻射生物效應(yīng)的發(fā)生一般認(rèn)為需經(jīng)歷若干性質(zhì)不同而又相互聯(lián)系的階段。 原發(fā)
20、生物過(guò)程: 物理階段 物理化學(xué)階段 化學(xué)階段 在此階段,射線通過(guò)直接作用、間接作用兩種方式將能量傳遞給生物大分子,從而造成生物大分子的損傷。如果是DNA單鏈斷裂,尚可修復(fù),雙鏈斷裂修復(fù)就比較困難,出現(xiàn)差錯(cuò)修復(fù)就會(huì)出現(xiàn)基因突變。,繼發(fā)作用過(guò)程:生物學(xué)階段 在生物大分子損失的基礎(chǔ)上,細(xì)胞代謝發(fā)生改變功能,結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞,從而導(dǎo)致組織和器官的一系列病理改變。 出現(xiàn)細(xì)胞凋亡,變異細(xì)胞程序性死亡。 我們每時(shí)每刻,基因都在突變,但突變的萬(wàn)分之一的惡性都沒(méi)有,一般突變機(jī)體動(dòng)能馬上能及時(shí)修復(fù)。,2.電離輻射的作用方式,外照射: 位于人體之外的輻射源對(duì)人體造成的輻射照射。 內(nèi)照射:放射性核素進(jìn)入人體造成的輻射照射
21、。,外照射特點(diǎn),脫離或遠(yuǎn)離輻射源,輻射作用即停止; 當(dāng)輻射源距離人體有足夠遠(yuǎn)的距離時(shí),可造成對(duì)人體較均勻的全身照射; 輻射源靠近人體,則主要造成局部照射。,電離輻射的內(nèi)照射特點(diǎn),內(nèi)照射對(duì)機(jī)體的輻射作用,一直要持續(xù)到放射性核素排出體外,或經(jīng)過(guò)10個(gè)半衰期以上的蛻變,才可忽略不計(jì)。,(六)輻射安全防護(hù),學(xué)習(xí)防護(hù)的目的 1.趨利避害。 2.培養(yǎng)對(duì)放射性突發(fā)事件的應(yīng)急處理能力。 3.了解放射防護(hù)的原則措施以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。,輻射防護(hù)的基本原則,1.輻射事業(yè)的正當(dāng)化 利大于弊。每次做放射性檢查的時(shí)候,必須是利大于弊。必須做還是可做可不做。 2.防護(hù)水平的最優(yōu)化 任何必要的照射應(yīng)保持在可以合理達(dá)到最低水平。
22、3.個(gè)人劑量的限額化 所有實(shí)踐帶來(lái)的個(gè)人受照劑量必須低于劑量當(dāng)量限值。在潛在照射情況下,應(yīng)低于危險(xiǎn)度控制值。,公眾每人每年2.4mSv,這1mSv為額外。,外照射防護(hù)的三原則,時(shí)間防護(hù) 距離防護(hù) 屏蔽防護(hù),(七)放射性污染處置,放射性廢物的概念 放射性廢物是含有放射性核素或被放射性核素污染,其濃度或活度大于國(guó)家規(guī)定的清潔解控水平,并且預(yù)計(jì)不再利用的物質(zhì)。,放射性廢物的共同特征,放射性廢物的共同特征有 3個(gè) 1.含有放射性物質(zhì) 他們的放射性不能用一般的物理、化學(xué)和生物方法消除,只能靠放射性核素自身的衰變而減少。 碘-131半衰期是8天,超過(guò)10個(gè)半衰期,基本上屬于可控范圍。 2.輻射危害 放射性
23、核素釋放出的射線通過(guò)物質(zhì)時(shí)發(fā)生電離和激發(fā)作用,對(duì)生物引起輻射損傷。 3.熱能釋放 放射性核素通過(guò)衰變放出能量,當(dāng)廢液中放射性核素含量較高時(shí),這種能量的釋放會(huì)導(dǎo)致廢液的溫度不斷上升甚至自行沸騰。,放射性廢物的危害,放射性廢物的危害包括物理毒性、化學(xué)毒性和生物毒性。通常主要是物理毒性。有些核素如鈾還具有化學(xué)毒性。此外,對(duì)于混合廢物含有毒、有害化學(xué)污染物,至于生物毒性,僅來(lái)自醫(yī)院的個(gè)別廢物才可能摻有。物理毒性指的是輻射作用。大劑量照射可出現(xiàn)確定性效應(yīng),小劑量照射會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)性效應(yīng)。,放射性廢物目前威脅比較大的, 60CO鈷-60藥品輻照,食品輻照,大蒜不發(fā)芽,蔬菜保鮮。退役的CO-60。銫-137也可
24、以做食品輻照。鐳-226在醫(yī)療照射中很有用,放療里面占19%。鈾-238都是長(zhǎng)半衰期的放射性核素。即使沒(méi)有了應(yīng)用效果,仍然有放射性。,放射性物質(zhì)在衰變過(guò)程中可輻射出、射線。直接來(lái)自地球和建筑物的射線約占整個(gè)輻射劑量的50%。食物和飲水中含有微量鐳,空氣中還有氡和宇宙線放出的輻射。另外,人們還從醫(yī)療、生產(chǎn)和核爆炸的落下灰塵中,接受一些人為放射性核素的照射。 放射性廢物日趨增多,如不經(jīng)處理或處理不當(dāng)而外排,可使環(huán)境遭受放射性污染,不僅影響動(dòng)、植物的生長(zhǎng),惡化水體,且危害人體健康,甚至對(duì)后代產(chǎn)生不良影響,放射性物質(zhì)對(duì)人的半致死劑量約為400rad(拉德),照射650rad100%死亡。 照射劑量為1
25、50rad一下,死亡率下降為零。但在這種情況下,并不是沒(méi)有損傷作用。據(jù)國(guó)外報(bào)道,往往20年后才能表現(xiàn)出來(lái)一些癥狀。主要表現(xiàn)為腫瘤。包括白血病,骨癌、肺癌及甲狀腺癌,還可表現(xiàn)為不同程度的壽命縮短,能導(dǎo)致頭昏,疲乏無(wú)力,脫發(fā)、紅斑、白細(xì)胞減少或增多,血小板減少等病癥。放射性物質(zhì)的慢性作用,會(huì)遺留后患,可遺傳給子孫后代。,據(jù)報(bào)道,到現(xiàn)在廣島腫瘤發(fā)病率還比較高。切爾諾貝利核電站附近局部地區(qū)人群患癌率還是比較高,日本福島核電站地區(qū)兒童甲狀腺癌發(fā)病率明顯上升。,放射性廢物的來(lái)源,1.核燃料生產(chǎn) 主要包括鈾礦開(kāi)采,冶煉和燃料元件加工等。這類廢物主要含有鈾、釷、氡、鐳、釙等天然放射性物質(zhì),比活度較低,產(chǎn)生的數(shù)
26、量大。 2.反應(yīng)堆運(yùn)行 反應(yīng)堆中生成的大量裂變產(chǎn)物,當(dāng)發(fā)生元件包殼破損事故時(shí),會(huì)有少量裂變產(chǎn)物泄漏到冷卻循環(huán)水中,反應(yīng)堆冷卻循環(huán)水中的雜質(zhì)(循環(huán)系統(tǒng)腐蝕產(chǎn)物)受中子照射后也會(huì)形成放射性的活化產(chǎn)物。 比如中國(guó)在西南和北京都有核反應(yīng)堆,3.核燃料后處理過(guò)程 大量裂變產(chǎn)物是核燃料后處理過(guò)程的主要廢物,99%以上的裂變產(chǎn)物都留在燃料溶解液里。 4.其他來(lái)源 核工業(yè)部門(mén)退役的核設(shè)施,核武器生產(chǎn)和試驗(yàn)以及其他使用放射性物質(zhì)的部門(mén)。如醫(yī)院、學(xué)校、科研單位、工廠等產(chǎn)生的各種廢物。這些廢物種類不少,形式多樣。,放射性廢物的分類,按照廢物物理狀態(tài) 1.氣載廢物 2.液體廢物 3.固體廢物,按照放射性廢物的特性及其
27、對(duì)人體健康和環(huán)境的潛在危害分為: 高水平放射性廢物 中水平放射性廢物 低水平放射性廢物,放射性固體廢物的分級(jí),廢物: 放射性固體廢物中半衰期大于30a的發(fā)射體核素,放射性比活度在單個(gè)包裝中大于4106Bq稱之為廢物。 除廢物外,放射性固體廢物按其所含壽命最長(zhǎng)的放射性核素的半衰期長(zhǎng)短為分四種。 1.半衰期小于或等于60d(包括核素碘-125) 2.半衰期大于60d、小于或等于5a(包括核素鈷-60) 3.半衰期大于5a、小于或等于30a(包括核素銫-137) 4.半衰期大于30a(不包括廢物),豁免放射性廢物: 對(duì)公眾成員照射所造成的年劑量值小于0.01mSv,對(duì)公眾的集體劑量不超過(guò)1人.Sv/
28、年的含極少放射性核素的廢物。 臨床用短半衰期的核素進(jìn)行研究,經(jīng)過(guò)10個(gè)半衰期,基本上沒(méi)有了,這時(shí)候就是豁免。,放射性廢物管理的基本原則,放射性廢物不恰當(dāng)?shù)墓芾頃?huì)在現(xiàn)在或?qū)?lái)對(duì)人體健康和環(huán)境產(chǎn)生不利影響,放射性廢物管理必須履行旨在保護(hù)人類健康和管理的各項(xiàng)措施。,國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)在征集成員國(guó)意見(jiàn)的基礎(chǔ)上,經(jīng)理事會(huì)批準(zhǔn),于1995年發(fā)布了放射性廢物管理9條基本原則。,1.保護(hù)人類健康 2.保護(hù)環(huán)境 3.超越國(guó)界的保護(hù) 4.保護(hù)后代 5.不給后代造成不恰當(dāng)負(fù)擔(dān) 6.納入國(guó)家法律框架 7.控制放射性廢物產(chǎn)生 8.兼顧放射性廢物產(chǎn)生和管理各階段間的相 依性 9.保證廢物管理設(shè)施安全,放射性廢物安
29、全管理原則,1.減量化 2.無(wú)害化和妥善處置 3.永久安全,放射性廢物處置的基本原則,1.改革不合理的工藝操作,防止不必要的污染并開(kāi)展廢物的回收利用。 2.對(duì)已產(chǎn)生的廢物分類收集,分別儲(chǔ)存、處理,處理方法要求安全,經(jīng)濟(jì),凈化效率高和簡(jiǎn)單易行。 3.盡量減少容積以節(jié)省運(yùn)輸、儲(chǔ)存和處理費(fèi)用。 4.向環(huán)境稀釋排放時(shí)要按照“合理,可行、盡量低”的原則嚴(yán)格控制。 5.以穩(wěn)定的固體化形式儲(chǔ)存,以減少放射性核素遷移擴(kuò)散。 6.廢物的最終處置必須做到同生物圈有效地隔離。,放射性“三廢”處理效果的評(píng)價(jià)指標(biāo),一是濃縮倍數(shù)。 放射性廢物的原有體積與處理后放射性農(nóng)集物體積之比。濃縮倍數(shù)越大,說(shuō)明濃縮后的體積越小,儲(chǔ)存
30、也就越經(jīng)濟(jì)、安全。 二是去污倍數(shù)或凈化倍數(shù)。 放射性廢物的原有放射性廢物與處理后的剩余放射性濃度之比。去污倍數(shù)越大,說(shuō)明處理后廢物中剩余放射性濃度越低,宜排放。,放射性廢物處理的基本方法,放射性廢液的處理 1.稀釋排放:低活度的放射性廢水,稀釋至限制以下放入下水道。實(shí)際上現(xiàn)在比這個(gè)更嚴(yán)格一下,先排入專用池子里,進(jìn)行衰變,再排放到下水道。 2.放置衰變:對(duì)于短半衰期的低活度放射性廢液,放置10個(gè)半衰期后,作一般廢液排放。 3.濃縮貯存:對(duì)于長(zhǎng)半衰期高濃度的廢液,以化學(xué)沉淀、離子交換、蒸發(fā)等方法,將放射性物質(zhì)濃集,縮小提及,以利長(zhǎng)期貯存。 4.固化貯存:經(jīng)濃縮處理后的放射性殘?jiān)?,可與水泥、瀝青等融
31、合成固態(tài)廢物,再以貯存。 醫(yī)用、生物用的,經(jīng)常用的前兩者。工業(yè)、農(nóng)業(yè)使用的經(jīng)常是后兩者。,放射性固體廢物的處理: 主要有放置衰變和壓縮貯存等方法。 放射性廢氣的處理: 主要有稀釋排放和凈化排放等方法。 如果要做氣體碳-14的實(shí)驗(yàn),必須要用5米高的煙筒,高過(guò)樓頂,通到上面去,而且要稀釋后才可以排放。,放射性廢物的最終處置,放射性排出物(液體、氣體)向環(huán)境中稀釋排放時(shí)必須控制在正式規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)以下。放射性廢物最終處置意味著不再需要人工管理。不考慮將廢物再回收的可能。因此,為防止放射性廢物對(duì)自然環(huán)境和人類的危害,必須將它與生物圈很好地隔離。最終處置的主要對(duì)象是高放廢物和超鈾廢物。,放射性廢物安全管
32、理?xiàng)l例,有符合國(guó)家有關(guān)放射性污染防治標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)務(wù)院環(huán)境保護(hù)主管部門(mén)規(guī)定的放射性固體廢物接受、處置設(shè)施和場(chǎng)所,以及放射性檢測(cè)、輻射防護(hù)與環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備。 低、中水平放射性固體廢物處置設(shè)施關(guān)閉后滿足300年以上的安全隔離要求:高水平放射性固體廢物和放射性固體廢物地質(zhì)處置設(shè)施關(guān)閉后應(yīng)滿足1萬(wàn)年以上的安全隔離要求。 (在花崗巖的地質(zhì)層打數(shù)千米的深井,把廢物扔到里面去。然后再回填。這種井,在歐洲正在建設(shè),但全球目前還沒(méi)有特別符合條件的井。),截至2010年4月,英國(guó)現(xiàn)有放射性廢物及現(xiàn)有核設(shè)施在未來(lái)10年內(nèi)產(chǎn)生的放射性廢物總量共約470萬(wàn)m3,大部分放射性廢物來(lái)源于乏燃料后處理、核電站、核燃制造和核能研發(fā),國(guó)
33、防、醫(yī)療和工業(yè)活動(dòng)也產(chǎn)生了少量放射性廢物。其中,近73%的放射性廢物(約340萬(wàn)m3)來(lái)自乏燃料后處理,是放射性廢物的主要來(lái)源。 根據(jù)放射性廢物產(chǎn)生的熱和活性,英國(guó)放射性廢物分為以下幾類:高放廢物、中放廢物、低放廢物及極低放廢物。極低放廢物(VLLW)基本不必用專門(mén)的地點(diǎn)進(jìn)行存儲(chǔ)。在英國(guó)約470萬(wàn)m3的放射性廢物中,低放廢物越占94%,中放廢物約占6%,高放廢物不足0.1%。盡管高放廢物數(shù)量相對(duì)很少,但其放射性活度卻占總活度約95%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于低放廢物的放射性活度。,高放射性廢物處理:乏燃料送后處理廠經(jīng)處理,其中97%可循環(huán)再利用,剩余的3%是高放廢物。深地質(zhì)處置法成為最佳選擇,即將高放廢物保存
34、在底下幾百甚至幾千米的特殊處置庫(kù)中。 高放廢物的最終去向是深地質(zhì)處置,這需要把高放廢物埋藏在距離地表深約500-1000米的地質(zhì)體中,使之永久與人類的生存環(huán)境隔離。 首先要將高放廢液變成玻璃固化體,再將玻璃固化體裝入金屬罐中,并在地下1000米深部找一塊2-10平方公里的堅(jiān)硬巖石,將裝有高放玻璃固化體的廢物罐埋藏其中,最后用一種特殊的回填材料將所有神捕空間封填。,美國(guó)在1987年首次提出了在內(nèi)華達(dá)州山脈中的深層地質(zhì)結(jié)構(gòu)中存放核廢料的計(jì)劃,但時(shí)至今日,該計(jì)劃的實(shí)施仍然沒(méi)有任何的進(jìn)展。截至目前,在國(guó)際上并無(wú)一座成型的永久性放廢庫(kù)。 截止目前,全世界已經(jīng)確定建設(shè)高放射核廢料處置場(chǎng)廠址的國(guó)家只有芬蘭。
35、,在過(guò)去30余年的運(yùn)行中,中國(guó)核工業(yè)系統(tǒng)積存了幾萬(wàn)立方米的中、低放固體廢物,以及目前每年會(huì)產(chǎn)生約150噸高放廢料。另外,專家推測(cè),中國(guó)核廢料存儲(chǔ)空間上的壓力會(huì)在2030年前后出現(xiàn),那時(shí),僅核電站產(chǎn)生的高放射核廢料,每年就將高達(dá)3200噸。 目前,中國(guó)已建有兩座中低放射核廢料處置庫(kù),并準(zhǔn)備再建兩座,但還沒(méi)有一座高放射處置庫(kù)。已建成兩座中低放射核廢料處置庫(kù),分別位于甘肅玉門(mén)和廣東大亞灣附近的北龍。,相關(guān)案例,美國(guó):2013年3月22日,美國(guó)華盛頓州漢福德核禁區(qū)至少6個(gè)裝有核廢料的地下存儲(chǔ)罐發(fā)生放射性和有毒廢料泄漏。場(chǎng)區(qū)的177個(gè)儲(chǔ)罐裝有2億升高放射性核廢料,這些儲(chǔ)罐早已超過(guò)20年的使用期,其中不少
36、先前發(fā)生過(guò)泄漏,估計(jì)共泄漏378萬(wàn)升放射性液體。美國(guó)政府如今每年需要花費(fèi)20億美元清理該場(chǎng)區(qū),這個(gè)數(shù)字占全美全部核清理預(yù)算總額的1/3。而要在該場(chǎng)區(qū)建設(shè)新的核廢料處理工廠,預(yù)計(jì)耗資將超過(guò)123億美元,至少到2019年才能投入使用。,前蘇聯(lián):上世紀(jì)的冷戰(zhàn)期間,原蘇聯(lián)出于成本等因素考慮,將核武器工廠產(chǎn)生的高放廢料直接排入了附近的河流湖泊當(dāng)中,造成了嚴(yán)重生態(tài)災(zāi)難。位于著名的原子能城車?yán)镅刨e斯克旁邊的加臘蘇湖曾經(jīng)是野生動(dòng)物的樂(lè)園,如今卻因受到核廢料污染變成了一潭死水,據(jù)俄羅斯環(huán)保專家稱,該湖的生態(tài)環(huán)境在未來(lái)十幾萬(wàn)年內(nèi)都無(wú)法得到恢復(fù)。,我國(guó)的高放射性核廢料處置庫(kù)計(jì)劃在2030-2040年建成,可以說(shuō)已經(jīng)
37、相當(dāng)緊迫。同時(shí),高放射性核廢料處置庫(kù)又是一項(xiàng)耗資巨大的工程,以美國(guó)為例,其尤卡山核廢料處置庫(kù)工程預(yù)算達(dá)962億美元。根據(jù)中國(guó)核電未來(lái)規(guī)模,中國(guó)高放射性核廢料處置庫(kù)將耗資數(shù)百億人民幣,容量足以容納中國(guó)核工業(yè)未來(lái)產(chǎn)生的所有高放射性核廢料。我們的處置庫(kù)將把核廢料永遠(yuǎn)地禁錮在地下深處。,當(dāng)食品和飲用水中的放射性核素的濃度超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水平時(shí),應(yīng)禁止或限制食用或飲用這些受污染的食物或水。 對(duì)受到污染的食品可采取加工、洗滌、去皮方法去污,也可在低溫下保存,使超短壽命的放射性核素自行衰變,以達(dá)到可食用的水平。對(duì)污染的水,可用混凝、沉淀、過(guò)濾及離子交換等方法消除污染。 放射性污染測(cè)量?jī)x 像日本核電站泄漏這
38、次,都是通過(guò)儀器檢測(cè)出來(lái)的。,如何處理受放射性物質(zhì)污染的食物和飲用水?,放射性廢物安全管理?xiàng)l例,2012年3月1日起實(shí)施,條例做了四方面規(guī)定 規(guī)定放射性廢物的處理、貯存和處置活動(dòng),應(yīng)當(dāng)遵守國(guó)家有關(guān)放射性污染防治標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)務(wù)院環(huán)境保護(hù)主管部門(mén)的規(guī)定。 要求核設(shè)施營(yíng)運(yùn)單位、核技術(shù)利用單位應(yīng)當(dāng)按照規(guī)定將其產(chǎn)生的廢舊放射源、其他放射性固體廢物和不能經(jīng)凈化排放的廢液進(jìn)行處理,并送交有相應(yīng)許可證的單位貯存或者處置。 明確放射性固體廢物、處置單位應(yīng)當(dāng)按照規(guī)定對(duì)其接收的放射性固體廢物進(jìn)行貯存、處置,建立情況記錄檔案,假期安全檢查和放射性監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)異常情況立即采取措施并報(bào)告。 強(qiáng)化對(duì)放射性廢物處理、貯存、處置活動(dòng)
39、的監(jiān)督檢查手段,同時(shí)要求從事放射性廢物相關(guān)活動(dòng)的單位建立相應(yīng)的保安制度、人員培訓(xùn)制度,并定期報(bào)告相關(guān)情況。,輻射監(jiān)測(cè),為了控制射線對(duì)人體的照射和估計(jì)射線對(duì)人體的影響,常常需要對(duì)輻射場(chǎng)的空間和接受照射的個(gè)人和群體進(jìn)行輻射監(jiān)測(cè)。 1.個(gè)人的輻射監(jiān)測(cè) 監(jiān)測(cè)個(gè)人外照射劑量、體表和工作服、口罩表明和沾染程度。對(duì)疑有內(nèi)污染者,要進(jìn)行生物樣品的放射性測(cè)定,必要時(shí)作全身放射性測(cè)定。 2.場(chǎng)所輻射監(jiān)測(cè) 監(jiān)測(cè)、x射線和種子輻射場(chǎng)所的劑量率水平,空氣中放射性物質(zhì)的濃度,粒度,以及各種表面的污染程度。,3.環(huán)境輻射監(jiān)測(cè) 監(jiān)測(cè)環(huán)境中輻射的劑量率水平和各種環(huán)境介質(zhì)內(nèi)的主要放射性核素的活度。 4.排放物輻射監(jiān)測(cè) 監(jiān)測(cè)排放物
40、的主要放射性核素的活度和總量。 放射工作單位和場(chǎng)所應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要,開(kāi)展監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。監(jiān)測(cè)結(jié)果應(yīng)記錄歸檔,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。上報(bào)主管部門(mén)和所在地的放射衛(wèi)生防護(hù)部門(mén),接受監(jiān)督和指導(dǎo)。,第二節(jié) 非電離輻射,輻射電子能量小于12eV的電磁輻射波,其頻率約為2.410(15)赫茲,其波長(zhǎng)則約為0.124微米。由于此等輻射所具有的能量不足以使原子產(chǎn)生電離或自由基,因此稱之為非電離輻射。,從科學(xué)的角度來(lái)說(shuō),電磁波是能量的一種,凡是高于絕對(duì)零度的物體,都會(huì)釋放出電磁波。正像人們一直生活在空氣中而眼睛卻看不見(jiàn)空氣一樣,除光波外,人們也看不見(jiàn)無(wú)處不在的電磁波。電磁波就是這樣一位人類素未謀面的“朋友”。,電磁輻射
41、中輻射頻率越高的部分所產(chǎn)生的能量也就越大,所以低頻率的紫外線是非電離輻射中能量最高的部分,而射頻輻射與極低頻電磁場(chǎng)則是屬于能量較低的非電離輻射。,非電離輻射與人體組織接觸時(shí),可以因?yàn)楸唤M織吸收而產(chǎn)生熱,因此局部的高溫也可能因此而造成身體待定部位的傷害(如皮膚、眼睛),這也是現(xiàn)今已知生物體暴露于非電離輻射所產(chǎn)生主要的生物及健康效應(yīng)。,長(zhǎng)期接受電磁輻射可能會(huì)造成人體免疫力下降、新陳代謝紊亂、記憶力減退、提前衰老、心律失常、視力下降、聽(tīng)力下降、血壓異常、皮膚產(chǎn)生斑痘、粗糙。也可能導(dǎo)致生殖能力下降,婦女月經(jīng)紊亂、流產(chǎn)、畸胎等。但是暫時(shí)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,也無(wú)大規(guī)模的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)正式存在必然聯(lián)系。,各種電離輻射的
42、環(huán)境來(lái)源,紫外線 主要來(lái)源為太陽(yáng)光,但多屬于低強(qiáng)度的范圍。 白熱型燈具、電焊以及電弧都是紫外線主要的工業(yè)來(lái)源。 紫外線通常被區(qū)分為三部分: 近紫外線:波長(zhǎng)介于320-400nm(日常生活中所能接觸到的紫外線) 遠(yuǎn)紫外線:波長(zhǎng)介于200-320nm 真空近紫外線:波長(zhǎng)小于200nm 295nm以下的紫外線(屬于遠(yuǎn)紫外線的范圍)多被大氣所吸收而無(wú)法到達(dá)地面。,歐美國(guó)家人的皮膚癌發(fā)病率比較高,與日光浴有關(guān)。所以紫外線對(duì)機(jī)體有損傷效應(yīng)的,適當(dāng)?shù)淖贤饩€有殺菌作用。所以要曬被子,但隔著玻璃曬,就把紫外線擋住了,就沒(méi)有效果了。,可見(jiàn)光,多來(lái)自太陽(yáng)光,波長(zhǎng)介于400-700nm。 在正常的狀況下,可見(jiàn)光本身并
43、不具危害性,但不適當(dāng)?shù)恼彰鲝?qiáng)度或?qū)Ρ葎t對(duì)眼球會(huì)造成傷害。 某些產(chǎn)品是利用激發(fā)可見(jiàn)光輻射再加以放大光而產(chǎn)生,稱之為鐳射產(chǎn)品。輻射產(chǎn)品多用于精密加工作業(yè),如飛機(jī)/汽車制造,精密儀器加工,材料表面硬化/處理等行業(yè)。,紅外線,來(lái)自太陽(yáng)光。 工農(nóng)業(yè)應(yīng)用 應(yīng)用紅外線從事紅外線進(jìn)行烘干作業(yè)以及干燥處理作業(yè)的人員。 應(yīng)用紅外線加熱金屬零件,紡織品、紙張、皮革、肉制品、蔬菜等的脫水作業(yè)也常借助紅外線。以氧化鋁、二氧化鈦等礦物質(zhì)制成的精密陶瓷,通電給予動(dòng)能后所激發(fā)出來(lái)的遠(yuǎn)紅外線能量最強(qiáng)。,環(huán)境中的紫外線、可見(jiàn)光與紅外線多來(lái)自太陽(yáng)光。中暑就是曬過(guò)度了。 世界氣象組織在1994年制定一套紫外線指數(shù)標(biāo)準(zhǔn),只要紫外線指數(shù)
44、超過(guò)7,就是紫外線過(guò)量,只需要20min就可以曬傷。 臺(tái)灣在夏天(5-9月),紫外線指數(shù)超過(guò)7的日子,北部有4成,中部約6成,南部約8成,所以平時(shí)應(yīng)注意紫外線指數(shù)預(yù)報(bào),做好防曬措施。,微波與射頻,微波與射頻(3KHz至300GHz)在我們生活環(huán)境中隨處可遇,大多是人為產(chǎn)生。 美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)特別將射頻為13.5MHz,27.12MHz,40.68 MHz,915 MHz,2.450 MHz,5.800 MHz以及22.125 MHz約7個(gè)頻率指定提供工業(yè)、科學(xué)研究與醫(yī)學(xué)方面的用途,因此這些頻率的廣播通訊即被稱為工業(yè)科學(xué)醫(yī)療(ISM)頻率電磁波。,手機(jī)輻射,無(wú)線電波可被距離最近的基站接受,一旦
45、基站接受到移動(dòng)電話傳來(lái)的無(wú)線電波,就會(huì)將其傳輸?shù)浇粨Q臺(tái),交換臺(tái)根據(jù)當(dāng)前呼叫的類型將呼叫轉(zhuǎn)移到另一個(gè)基站或固定電話網(wǎng)絡(luò),從而實(shí)現(xiàn)通話這就是移動(dòng)電話的工作原理。當(dāng)人們使用手機(jī)時(shí),手機(jī)會(huì)向發(fā)射基站傳送無(wú)線電波,而任何一種無(wú)線電波或多或少的被人體吸收,從而有可能對(duì)人體的健康帶來(lái)影響。這些電波就稱之為手機(jī)輻射。,移動(dòng)電話吸收輻射率SAR(specific abosorption rate),SAR代表生物體(包括人體)每單位公斤允許吸收的輻射率,這個(gè)SAR值代表輻射對(duì)人體的影響,是最直接的測(cè)試值,SAR有針對(duì)全身的、局部的、四肢的數(shù)據(jù)。SAR值越低,輻射被吸收的量越少。 其中針對(duì)腦部部位的SAR標(biāo)準(zhǔn)值必
46、須低于1.67W(瓦特)才安全,但是這并不表示SAR等級(jí)與手機(jī)用戶的健康直接有關(guān)。,手機(jī)對(duì)人體健康到底有什么損害,截至2009年,全球科技節(jié)對(duì)此尚無(wú)定論,都沒(méi)有證據(jù)能夠證明手機(jī)和移動(dòng)基站會(huì)對(duì)健康造成威脅。 國(guó)際上通用的手機(jī)輻射峰值標(biāo)準(zhǔn)為歐洲標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn),其中歐洲標(biāo)準(zhǔn)為2.0W/Kg,美國(guó)為1.6 W/Kg。世界兩大主要手機(jī)輻射標(biāo)準(zhǔn)制定者美工電氣與電子工程協(xié)會(huì)(IEEE)和國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)(ICNIBP)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了統(tǒng)一。 每千克2.0W的輻射峰值標(biāo)準(zhǔn)被大多數(shù)國(guó)家和地區(qū)采用。,潛在的危害,手機(jī)輻射對(duì)人體健康潛在的危害,主要是人體組織吸收輻射能量產(chǎn)生的有害熱效應(yīng)。 作為當(dāng)今細(xì)細(xì)時(shí)代的通訊
47、高科技產(chǎn)品,已進(jìn)入人們工作和生活的各個(gè)領(lǐng)域。手機(jī)通話是通過(guò)高頻電磁波將電訊號(hào)發(fā)射出去的,發(fā)射天線周圍存在微波輻射,由高到低依次為天線部、聽(tīng)筒部、鍵盤(pán)部和話筒部。,減少手機(jī)輻射對(duì)人體健康危害的策略,選用有進(jìn)網(wǎng)許可證的手機(jī) 手機(jī)放置位置:手機(jī)的輻射范圍是一個(gè)以手機(jī)為中心的環(huán)狀帶,手機(jī)與人體之間的距離決定了輻射被人體吸收的程度。 兒童、孕婦、哺乳和月經(jīng)期婦女不應(yīng)使用手機(jī)。,建筑物角落的信號(hào)覆蓋比較差,因此一定程度上使手機(jī)的輻射功率增大。電梯等小而封閉的環(huán)境,也應(yīng)謹(jǐn)慎打手機(jī)。 盡量減少使用手機(jī)的機(jī)會(huì),尋找合適的替代方法。 可以使用健康藍(lán)牙電話,與手機(jī)連接后,拿起健康藍(lán)牙電話的話柄來(lái)接打電話。,電腦輻射
48、的問(wèn)題,電腦輻射是通過(guò)電腦機(jī)體釋放出來(lái)的各種輻射物種。雖然目前電腦科技日趨發(fā)達(dá),電腦輻射也越來(lái)越小,但仍不能完全消除。從輻射類型來(lái)看,主要包括電腦在工作時(shí)產(chǎn)生和釋放出的電磁輻射(各種電磁射線和電微波輻射等)、聲(噪音)、光(紫外線、紅外線輻射等各種射線)等多種輻射。,凡是家用電器都會(huì)產(chǎn)生電磁輻射,對(duì)人體有無(wú)危害,最重要的是要看輻射能量的大小。根據(jù)國(guó)際輻射防護(hù)協(xié)會(huì)和國(guó)際勞工組織的規(guī)定,電磁場(chǎng)的安全強(qiáng)度是1-0.3rad(這是24h接觸計(jì)算機(jī)時(shí)的電磁場(chǎng)安全限),低于此強(qiáng)度人體沒(méi)有危害。,一些專門(mén)機(jī)構(gòu)測(cè)試過(guò)計(jì)算機(jī)的電磁場(chǎng)強(qiáng)度,結(jié)果發(fā)現(xiàn),緊貼熒光屏處電磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.9rad,但離開(kāi)熒屏約5cm處,強(qiáng)度
49、不到0.1 rad,再遠(yuǎn)一點(diǎn)至30cm處,其強(qiáng)度幾乎無(wú)法測(cè)出。 中國(guó)頒布的電磁輻射防護(hù)規(guī)定,規(guī)定了電磁輻射污染設(shè)備和對(duì)人員影響的標(biāo)準(zhǔn)限值,只有當(dāng)電磁波達(dá)到一定強(qiáng)度的時(shí)候,才需要重點(diǎn)保護(hù)。,電腦輻射避免方法,1.避免長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)操作,眼睛與屏幕的距離應(yīng)在40-50cm,雙眼平視或輕度向下。 2.電腦室內(nèi)要保持良好的工作環(huán)境,光線適宜,通風(fēng)干爽。 3.電腦的熒光屏上要使用濾色鏡好或屏幕保護(hù)膜。 4.注意保護(hù)皮膚清潔。熒光屏表面存在大量經(jīng)典,其聚集的灰塵和轉(zhuǎn)射到面部和手部皮膚裸露處,易發(fā)生斑疹、色素沉著,嚴(yán)重者甚至引起皮膚病變。,5.盡可能購(gòu)買新款電腦。舊電腦的輻射一般較厲害,是同類型新電腦的1-2倍
50、。 6.注意電腦擺放位置。因?yàn)殡娔X輻射最強(qiáng)的是背面,其次為左右兩側(cè),屏幕的正面反而輻射最弱。 7.使用電腦時(shí)要調(diào)整好屏幕的亮度,屏幕亮度越大,電磁越強(qiáng),也不能調(diào)得太暗,以免因亮度太小而影響效果,易造成眼睛疲勞。,極低頻(介于30-300Hz)電磁波的環(huán)境來(lái)源,極低頻電磁場(chǎng)在環(huán)境中的主要來(lái)源為現(xiàn)代電力系統(tǒng)。 室內(nèi)環(huán)境極低頻電磁波的主要來(lái)源是屋內(nèi)所使用的家電設(shè)備以及建筑物本身內(nèi)部的配電系統(tǒng)(如墻壁內(nèi)的配電線)。 戶外極低頻電磁場(chǎng)的來(lái)源則是住家附近的電力設(shè)施,如變電所,高壓輸電線、配電線等。 電焊公認(rèn)、變電所工作者、影片放映技師、影印工作者、裁縫師等執(zhí)業(yè)因?yàn)楣ぷ魉佑|或使用的機(jī)器設(shè)備必須使用大量電流
51、,因此也屬于極低頻電磁場(chǎng)的高暴露族群。,非電離輻射的生物效應(yīng),熱效應(yīng) 非熱效應(yīng) 引起機(jī)體不平衡 累計(jì)效應(yīng),非電離輻射的防護(hù),場(chǎng)源屏蔽 將電磁能量限制在規(guī)矩的空間內(nèi),阻止其散布分散。首先要物色屏蔽輻射源,如高頻感應(yīng)加熱介質(zhì)時(shí),激光。電磁場(chǎng)的輻射源為振蕩電容器組、高頻變壓器、感應(yīng)線圈、饋線和職業(yè)電極等。又如,高頻淬火的主要輻射源是高頻變壓器,熔煉的輻射源是感應(yīng)爐。通常振蕩電路均在機(jī)殼內(nèi),只須接地,不掀開(kāi)機(jī)殼,發(fā)射出的場(chǎng)強(qiáng)很小。,遠(yuǎn)間隔操作,在屏蔽輻射源有困難時(shí),可采用主動(dòng)或半主動(dòng)的遠(yuǎn)間隔操作,在場(chǎng)源方圓設(shè)有顯然標(biāo)志,阻擋人員逼近。職業(yè)地點(diǎn)應(yīng)置于輻射強(qiáng)度最小的部位,防止在輻射流的正面作業(yè)。,個(gè)人防護(hù)
52、 在難以采取其他措施時(shí),短時(shí)作業(yè)可穿戴公用的防護(hù)衣帽和眼睛。,個(gè)人限值 我國(guó)的高頻輻射衛(wèi)生尺度: 高頻輻射(頻次100KHz至30MHz)的電場(chǎng)強(qiáng)度為20V/m。磁場(chǎng)強(qiáng)度為5A/m。 電子部頒發(fā)的微波輻射暫行衛(wèi)生尺度 1.1日8小時(shí)執(zhí)業(yè)連續(xù)輻射強(qiáng)度不應(yīng)突出38W/cm2 2.1日總劑量不應(yīng)突出300W/cm2 3.不準(zhǔn)許在5W/cm2輻射環(huán)境下作業(yè)。,防止電磁輻射的十大對(duì)策,1.盡量遠(yuǎn)離電化制品 2.盡量縮短使用時(shí)間 3.選用電磁波小的制品 4.盡量選用小型同種的家電制品 5.年輕人及孕婦特別要注意,6.明確測(cè)出電磁波數(shù)值 7.電視機(jī)與個(gè)人電腦的后方及兩側(cè)所釋放的電磁波極強(qiáng) 8.拔掉電器的電源
53、插頭 9.特別注意睡覺(jué)時(shí)的微量暴露 10.改變非依賴電不可的心態(tài),第三節(jié) 光污染與防護(hù),一、光環(huán)境與光污染 二、光污染的特點(diǎn) 三、光污染的分類 四、光污染的危害 五、光污染的防護(hù)措施,光的特征,1.電磁波的一部分,光子的波動(dòng)運(yùn)動(dòng) 2.可見(jiàn)光和良好視覺(jué)的共同作用 3.在帶有多種光譜成分的光源中,如果某一部分占比例較大,就呈現(xiàn)出那個(gè)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的顏色。,光通量 ,物理意義:說(shuō)明光源發(fā)光能力的基本量,能量單位。 定義:輻射體單位時(shí)間內(nèi)以電磁輻射的形式向外輻射的能量稱輻射功率或輻射通量(W)。光源的輻射通量中被人眼感覺(jué)為光的能量(波長(zhǎng)380780nm)稱為光通量。 由于人眼對(duì)不同波長(zhǎng)光的相對(duì)視見(jiàn)率不同,所
54、以不同波長(zhǎng)光的輻射功率相等時(shí),其光通量并不相等。 單位: 流明(lumen,lm)。 人眼在觀看同樣功率的輻射時(shí), 在不同波長(zhǎng)時(shí)感覺(jué)到的亮度是不同的,人眼的這種特性用相對(duì)光譜光效率V()來(lái)表示。,不同波長(zhǎng)的相對(duì)光譜光效率,明視覺(jué):V()max 對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)555nm (黃綠光),光效是680lm/W。 暗視覺(jué):V() max 507nm (藍(lán)綠光),可見(jiàn)光七彩顏色的波長(zhǎng)和頻率范圍,人眼最為敏感的光是黃綠光,即,附近。,發(fā)光強(qiáng)度 I,發(fā)光強(qiáng)度:表示光源光通量的空間密度 定義:光源在某一方向的發(fā)光強(qiáng)度定義為光源在這方向上單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量(和距離無(wú)關(guān))。 單位:坎德拉(candela, cd),
55、光通量相同,發(fā)光強(qiáng)度卻不同,照度 E,定義:落在單位面積被照面上的光通量的數(shù)值。表示被照面被照射的程度。 表達(dá)式: 單位:勒克斯(lux, lx),相當(dāng)于1 lm的光通量均勻分布在1m2的被照面上 性質(zhì):可疊加性。幾個(gè)光源同時(shí)照射被照面時(shí),實(shí)際照度為單個(gè)光源分別存在時(shí)形成照度的代數(shù)和。,照度,國(guó)際照明委員會(huì)CIE對(duì)不同作業(yè)和活動(dòng)推薦的照度,作業(yè)或活動(dòng)類型 照度范圍(lx) 室外入口區(qū)域 20 30 50 短暫停留交通區(qū) 50 75 100 衣帽間、門(mén)廳 100 150 200 講堂、粗加工 200 300 500 辦公室、控制室 300 500 750 縫紉、繪圖、檢驗(yàn)室 500 750 10
56、00 辨色、精密加工和裝配 750 1000 1500 手工雕刻、精細(xì)檢驗(yàn) 1000 1500 2000 手術(shù)室、微電子裝配 2000,圖書(shū)建筑照明的照度標(biāo)準(zhǔn)值,光問(wèn)題與熱問(wèn)題的比較,共同點(diǎn) 熱問(wèn)題:相同條件下,投入能量越多,溫度就越高 光問(wèn)題:相同條件下,可見(jiàn)光區(qū)投入能量越多,亮度就越高 不同點(diǎn) 熱量守恒:熱源停止供熱,已有的熱量也不會(huì)消失;熱被材料吸收了仍然存在。 亮度不守恒:光源停止發(fā)光,光就沒(méi)了;光被材料吸收了就不存在了,變成了熱。,視覺(jué)與光環(huán)境,良好的光環(huán)境是保證視覺(jué)功能舒適有效的基礎(chǔ) 什么是良好光環(huán)境? 人們可以不必通過(guò)意識(shí)的作用強(qiáng)行將注意力集中到所要看的地方,就能不費(fèi)力氣而清楚地
57、看到所有搜索的信息 獲得的信息與實(shí)際情況相符合 背景中也沒(méi)有視覺(jué)“噪聲” 干擾注意力,顏色產(chǎn)生的心理效果,情緒感覺(jué) 積極色:暖色調(diào)高亮度 消極色:冷色調(diào)低照度 溫度感覺(jué):紅熱藍(lán)冷,主觀溫差效果可達(dá)34 大小輕重感覺(jué):明度影響。高明度者大而輕,低明度小而重,一、光環(huán)境與光污染,光輻射引起人的視覺(jué),人們才能看到五彩繽紛的世界,光環(huán)境對(duì)人類是至關(guān)重要的。 光環(huán)境的內(nèi)涵很廣,它指的是由光(照度水平和分布等)與顏色(色調(diào)、亮度、色飽和度)在室內(nèi)外環(huán)境中建立的同空間形狀有關(guān)的生理和心理環(huán)境。,人們對(duì)光環(huán)境的需求與他從事的活動(dòng)有密切關(guān)系。 在進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)、工作和學(xué)習(xí)的場(chǎng)所,優(yōu)良的光環(huán)境能振奮人的精神、提高工
58、作效率和生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量,保障人身安全與視力健康。 而在休息、娛樂(lè)和公共活動(dòng)的場(chǎng)合,光環(huán)境的首要作用則在于創(chuàng)造舒適優(yōu)雅、生動(dòng)活潑,或莊重嚴(yán)肅的特定環(huán)境氣氛。 不適宜的光環(huán)境會(huì)嚴(yán)重影響人們的身心健康。,目前關(guān)于光污染還沒(méi)有統(tǒng)一的定義,較常用的是: 光輻射過(guò)量而對(duì)生活、生產(chǎn)環(huán)境以及人體健康產(chǎn)生的不良影響。 它主要來(lái)源于人類生存環(huán)境中日光、燈光以及各種反射、折射光源造成的各種過(guò)量和不協(xié)調(diào)的光輻射。,局部性 光污染隨距離的增加而迅速減弱。 不殘余性 在環(huán)境中光源消失,污染即消失。 相對(duì)性,二、光污染的特點(diǎn),白亮污染 人工白晝污染 彩光污染,三、光污染的分類,白亮污染主要是指白天陽(yáng)光照射強(qiáng)烈時(shí),城市里建筑
59、物的玻璃幕墻、釉面磚墻、磨光大理石和各種涂料等裝飾反射光線引起的光污染。不少豪華寫(xiě)字樓、商廈、酒店的外裝飾就采用了大面積的玻璃幕墻。據(jù)科學(xué)測(cè)定:一般白粉墻的光反射系數(shù)為6980%,鏡面玻璃的光反射系數(shù)為8288%,特別光滑的粉墻和潔白的書(shū)簿紙張的光反射系數(shù)高達(dá)90%,比草地、森林或毛面裝飾物面高10倍左右,這個(gè)數(shù)值大大超過(guò)了人體所能承受的生理適應(yīng)范圍,構(gòu)成了現(xiàn)代社會(huì)新的污染源。,白亮污染,白亮污染,人工白晝污染,夜幕降臨后,商場(chǎng)、酒店上的廣告燈、霓虹燈閃爍奪目,令人眼花繚亂。有些強(qiáng)光束甚至直沖云霄,使得夜晚如同白天一樣,即所謂人工白晝。,人工白晝污染,彩光污染,彩光污染具體是指舞廳、夜總會(huì)、夜間游樂(lè)場(chǎng)所的黑光燈、旋轉(zhuǎn)燈、熒光燈和閃爍的彩色光源發(fā)出的彩光所形成的光污染,其紫外線強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出太陽(yáng)光中的紫外線。 學(xué)家研究表明,彩光污染不僅有損人的生理功能,還會(huì)影響人們的心理健康,在 繽紛多彩的燈光環(huán)境呆久了,人們或多或少會(huì)在心理和情緒上受到影響。比如在刺目的燈光下會(huì)讓人感到緊張等。,彩光污染,1、對(duì)人的危害 2、對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害 3、對(duì)交通安全的危害 4、對(duì)天文觀測(cè)的危害 5、對(duì)能源利用的危害,四、光污染的危害,對(duì)
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