书城科普环境中有害物质知多少
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第4章 什么叫环境(4)

③直接向环境放热:由于人口的增加和耗能量的增长,城市排入大气的热量日益增多。这里不仅包括由工业生产、居民生活和交通运输工具等排放出的废热,而且按热力学定律来看,人类使用的全部能量终将转化为热,传入大气,逸向太空。发电厂和多数工业生产过程,都产生大量“废热”,它们通过冷却水排入江、河、湖、海。这些冷却水进入各类水体后,常造成显着的水体热污染。

(2)热污染的危害主要表现在对全球性的或区域性的自然环境热平衡的影响,即使热平衡遭到破坏。目前尚不能定量地指出由热污染所造成的环境破坏和其长远影响,但已经可以证实由于热污染使大气和水体产生了增热效应,并对生物界产生了危害。

①改变地表状态引起的灾害:20世纪60年代末,非洲撒哈拉牧区曾发生过6年的干旱,饥饿致死的人超过150万。形成这样大的灾害,热污染是其原因之一。从地区上看,主要的人为因素是过度放牧,引起土地裸露,地面反射率增高,吸收太阳辐射减少,沿地面空气获得的热减少,上升气流减弱,阻碍云、雨形成,形成连锁反应。从大范围看,由于大气中二氧化碳和颗粒物增多,改变了不同纬度和经度的温度分布状况,影响大气循环过程,使季风和雨区南移,形成干旱。

②热岛效应及其对环境的影响:在城市、商业区,由于人口稠密、工业集中造成温度高于周围地区的现象称为热岛。城市温度的分布一般是商业区和人口集中的市中心区最高,随着距中心的距离增加而温度降低。在静风情况下,热岛效应昼夜全存在。热岛效应可以造成局部地区的对流性环流。城市大气温度较高,空气上升流向农村,而郊区农村的较冷空气就从近地面流入城市。如果城市大气污染严重,则会通过此种环流影响郊区农村。此外,热岛效应还可使城市上空云量增多,降水量有所增加。

③水体的热污染:水体的热污染主要来源于含有一定热量的工业冷却水。工业冷却水大量排入水体使局部水域温度发生变化,这种变化与排出口位置、排水量、水温以及外界条件包括气候、季节、风速、浪速等因素有关。向水体排放温、热水量最大的企业是电力部门,其次为冶金、石油、化工、造纸及机械等部门。温度变化对水的各种物理性质均有影响。当温度上升时,由于水的黏度降低,密度减小,从而可使水中沉淀物的空间位置和数量发生变化,导致水库、流速平缓的江河与港湾中的污泥沉积量增多。水温升高,还引起氧的溶解度下降,其中存在的有机负荷会因消化降解过程增快而加速耗氧,出现氧亏,可能使鱼类由于缺氧导致难以存活,甚至死亡。水为多种生物的存活提供了良好环境。通常水体的温度、化学组分和流速的变化,将不同程度地影响赖以生存的水生生物的数量和种群。此外,水温在很大程度上也影响水体中优势种群的生长。水生动物的生殖周期、消化率、呼吸率及其他过程,在一定程度上也与温度有关。由于水生物种各有不同的最佳适宜温度范围,对某一水生物种而言,原来的冷水经过加温所产生的影响可能对它是有利的,污水但若持续升温,特别当升温幅度过高过速时,则此物种的生存机会可能会有所减少,而另一物种的发育趋势会有所增加。

环境热污染对人类的危害大多是间接的。首先会影响到对温度敏感的生物,破坏原有生态平衡,然后以食物短缺、疫病流行等形式波及人类。危害的出现往往要滞后较长时间。

什么是电磁污染

电磁污染是指天然的和人为的各种电磁波干扰,以及对人体有害的电磁辐射在环境保护研究中,主要是指当电磁场的强度达到一定限度时对人体机能产生的破坏作用。现今,由于无线电广播、电视以及微波技术等事业迅速普及,射频设备的功率成倍提高,地面上的电磁辐射大幅度增加,已直接威胁到人体健康。当人体处于射频电磁场的作用范围,机体就能吸收一定辐射能量,发生生物学效应。这种生物学效应主要表现为热效应,即机体把吸收的辐射能转换为热能,形成由于过热而引起的损伤。

电磁辐射作用于人体神经系统,影响新陈代谢及脑电流,使人的行为及相关器官发生变化,进而影响人体的循环系统、免疫、生殖和代谢功能,严重的甚至会诱发癌症。不同年龄,不同的人,或同一人的不同器官对电磁辐射的承受能力都不一样,因此其危害程度仍然没有定论。

天然的电磁污染是由于某些自然现象引起的。最常见的是雷电,它除了可以对电气设备、飞机、建筑物等直接造成危害外,还可在广大地区从几千赫到几百兆赫的极宽频率范围内产生严重的电磁干扰。此外,火山喷发、地震和太阳黑子活动引起的磁暴等也都会产生电磁干扰。天然的电磁污染对短波通信的干扰特别严重。

人为的电磁污染主要有:①脉冲放电:例如切断大电流电路时产生的火花放电,其瞬时电流变化率很大,会产生很强的电磁干扰。②工频交变电磁场:例如在大功率电机、变压器以及输电线等附近的电磁场,它并不以电磁波形式向外辐射,但在近场区会产生严重的电磁干扰。③射频电磁辐射:例如无线电广播、电视、微波通信等各种射频设备的辐射频率范围宽广,影响区域也较大,能危害近场区的工作人员。目前,射频电磁辐射已经成为电磁污染环境的主要因素。

电磁辐射的波长愈短,生物活性愈高,即电磁辐射污染的危害随频率的增高而加大。在高频电磁场的作用下,对机体的主要作用是引起神经衰弱症候群和自主神经功能失调。主要症状有:头痛头晕、周身不适、疲倦无力、失眠多梦、记忆力减退,甚至发生胸闷、心悸及女性月经周期紊乱等现象。

超短波与微波的频率很高,特别是微波的频率均在3×108赫兹以上。在这样高频率的微波辐射作用下,人体在反射了部分电磁波的同时也吸收了一部分电磁波。被吸收的微波辐射能量使人体组织内的分子和电介质的偶极子产生射频振动,介质的摩擦把动能转变为热能,引起温升而对人体产生危害。微波对人体的危害,主要是引起眼睛的白内障和眼角膜损害。当频率在500兆赫以上,功率在100兆瓦/平方厘米以上的电磁波照射眼睛时,可导致白内障,一般以此作为导致白内障的阈值。长时间的微波辐射能破坏脑细胞,使大脑皮质细胞活动能力减弱,抑制已形成的条件反射,并能导致神经系统机能紊乱、出现头痛、头晕、乏力、记忆力减退以及失眠、多梦、易怒等症状。长期的微波辐射可引起血液内白细胞和红细胞数量的减少,并使血凝时间缩短。微波对睾丸的损害较大,它是人体对微波辐射热效应的敏感器官。

电磁辐射防护标准经历了较长时间的探讨,至今仍没有全世界统一的标准,各国各行其是。1984年国际非电离辐射委员会与世界卫生组织环境卫生部联合推荐的电磁防护标准在最敏感段公众的标准为200微瓦/平方厘米。我国在考察了以美国为代表的西方国家和以前苏联为代表的东方国家的电磁辐射防护标准,又参照了唯一的国际推荐标准后,制定了《电磁辐射防护规定》,它给出最敏感段公众的标准为40微瓦/平方厘米。

什么是噪声污染

凡是干扰人们正常休息、学习和工作的声音,即人们不需要的声音,可统称为噪声。如飞机、机器的轰鸣声,各种交通工具的马达声、鸣笛声,人们的叫卖声、嘈杂声,各种突发的声响等,均称为噪声。环境噪声能损伤听力,对睡眠造成干扰,影响人体的生理功能,对人的心理产生影响,影响儿童和胎儿的正常发育,还能影响动物生长及损害建筑物。

环境噪声来源,按污染源种类可分为工厂噪声、交通噪声、施工噪声、社会生活噪声以及自然噪声五类。

产生噪声的声源很多,若按产生机理来划分,有气体动力噪声、机械噪声和电磁性噪声三大类。①气体动力噪声:当叶片高速旋转或高速气流通过叶片时,会使叶片两侧的空气发生压力突变,激发声波,形成噪声。如通风机、鼓风机、压缩机、发动机等迫使气流通过进气口与排气口所传出的声音。②机械噪声:机械噪声是指物体间在撞击、摩擦作用下产生的噪声。如锻锤、打桩机、机床、机车、汽车等都能产生这类噪声。③电磁性噪声:电磁性噪声是由于电机等的交变力相互作用而产生的声音。如电流和磁场的相互作用产生的噪声,发电机、变压器的噪声等。这类噪声的强度不随时间而变化,在噪声源的时间性分类中属稳定噪声。

环境噪声是感觉公害。噪声对环境的污染与工业“三废”一样,是危害人类环境的公害。噪声影响的评价有其显着的特点,它取决于受害人的生理与心理因素。因此,环境噪声标准也要根据不同时间、不同地区和人处于不同行为状态来决定。在污染的有无和程度上,与人的主观评价关系密切。

环境噪声影响的范围一般不大,不像大气污染和水污染可以扩散和传递到很远的地区。环境噪声源常常是分散的,这样对它的影响只能规划性防治而不能集中处理。此外,噪声污染是暂时性的,噪声停止发声后,危害和影响即可消除,不像其他污染源排放的污染物,即使停止排放,污染物亦可长期停在环境或人体里,故噪声污染是没有长期影响和积累影响的。