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综合能力专题讲座:物理性污染及其防治

来源:    作者:浏览次数: 次  发布时间:2004-03-22 16:28:00

    能力训练 

        【例题分析】 

  某沿海核电站原子反应堆的功率为10的4次方kW,1h消耗燃料为8.75g。已知每个铀235裂变时释放出的核能为2×10的8次方eV,煤的燃烧热为3.3×10的7次方J/kg。试回答下列问题: 

  (1)建设核电站要防止核泄漏,并且要处理好核废料,以确保安全。核泄漏产生的放射性污染使生物体发生变异,导致生物变异的机制是______。 

  (2)沿海核电站污染近岸水域,因为它向海洋排放_____ 

  A.重金属B.热水C.粉尘D.废气 

  观察近岸水域发现:鱼类几近绝迹,试解释出现这种现象的原因。 

  分析与解答: 

  (1)核反应过程中存在大量放射性物质,放出的射线有α、β、γ等射线。如果发生核泄漏,这些高强度、高能量的射线照射生物体会诱发基因突变,使生物体发生变异。故该空填基因突变。 

  (2)答案为B。核电站向海洋排放的热水虽然是低于控制标准的低放射性废水,并且经过海水稀释后对海洋不会造成污染。但在近岸水域,放射性物质仍然足以对鱼类构成威胁。 

  另外,大量排放热水,使近岸水域温度偏高,也不利于鱼类生存。近岸水域放射性物质的浓度明显高于海洋中其他区域,也会使鱼类绝迹。 

    【对应训练】 

  1.从物理性质看,声源做______振动时产生的声音,如电锯工作时产生的声音,听起来嘈杂、刺耳,称为噪声。从环保角度看,一切对人们______有妨碍的声音,都算做噪声。噪声控制的一般标准是:在居住区,白天应小于分贝,夜间应小于________分贝。在工厂和工地,噪声应控制在_____分贝到_______分贝之间。 

  2.红外线显著的热效应能对人的眼睛造成伤害,其中波长为11000埃附近的红外线能够直接穿过角膜和晶状体而烧伤视网膜,它的光子能量为_______焦耳。 

  3.目前,许多手机都具有双频功能,例如摩托罗拉T189分别使用900兆赫或者1800兆赫收发信号。如果用900兆赫收发信号,则一个光子携带的能量是焦耳,它的波长是米,属于微波范围。 

  4.北约在对南联盟进行轰炸时,大量使用贫铀炸弹。贫铀是从金属中提炼铀235以后的副产品,其主要成分是铀238,密度为钢的2.5倍。贫铀炸弹的最大穿甲厚度可达900mm,杀伤力极大,残留物可长期起作用。 

  (1)常规炸弹最大穿甲深度可达100mm,弹头可穿过50个人的人墙,同样形状的贫铀炸弹弹头可穿过的人数可达:A.100人B.200人C.400人D.800人 

  (2)贫铀炸弹的放射性,使生物体发生变异,导致癌症、白血病和新生儿畸形等,这是______射线的作用,导致生物体产生变异的机制是_______。 

  (3)残留物对环境可长期起作用,其原因是: 

  A.爆炸的弹片存在放射性    B.未炸的哑弹存在放射性    C.铀的衰变速率很快    D.铀的半衰期很长 


  噪声污染    噪声破坏了自然界原有的宁静,损伤人们的听力,损害人们的健康,影响了人们的生活和工作。强噪声还能造成建筑物的损害,甚至导致生物死亡。噪声已成为仅次于大气污染和水污染的第三大公害。 

  交通噪声:主要指各种机动车辆、飞机、火车、轮船等在行驶过程中的振动和喇叭声产生的噪声。它的特点是流动性和不稳定性。对交通干道两侧以及港口、机场附近的居民影响最大。 

  工业噪声:指工厂的机器在运转时产生的噪声和建筑工地施工时的噪声。它的特点是具有稳定的噪声源。在工厂和工地工作的人是直接的受害者,在其附近的居民也深受其害。 

  社会生活噪声:主要产生在商业区。另外,娱乐、体育场所,游行、集会、宣传等社会活动也会产生噪声。其他如家用电器的运转声,宠物的叫声,上楼下楼的脚步声,喧哗声,打闹声等等,都属于社会生活噪声。 

  噪声控制:现在世界上许多国家都通过立法颁布了噪声控制标准,对飞机和机场的噪声、城市交通噪声、建筑施工噪声、工厂机器噪声和社会生活噪声都制定了严格的噪声控制标准。例如,工厂、工地的噪声应不超过85分贝~90分贝。居民居住区,白天不能超过50分贝,夜间不能超过40分贝。 

  噪声是一种声波,噪声污染是由噪声源产生,再通过传播介质对人产生影响的。噪声控制包括降低噪声源的噪声,控制噪声的传播途径和个人防护几个方面: 

  (1)声源控制 运转的机器设备和各种交通运输工具是主要的噪声源,控制它们的噪声有两条途径:一是改进结构,提高各个部件的加工精度和装配质量,采用合理的操作方法等,降低声源的噪声发射功率。二是利用声波的吸收、反射、干涉等特性,采用吸声、隔声、减振、隔振等技术,以及安装消声器等,控制噪声的辐射。因此大力发展科学技术,开发新材料、新技术、新工艺,推广使用低噪声设备,是控制噪声污染的长远战略。 

  (2)控制噪声的传播途径 主要措施有:①在城市建设中合理布局,按照不同的功能区规划,使居住区与噪声源尽量远离。②在车流量大并且人口密集的交通干道两侧,建立隔声屏障,或利用天然屏障(土坡、山丘),以及利用其他隔声材料和隔声结构来阻挡噪声的传播。③应用吸声材料和吸声结构,将传播中的噪声声能转变为物体的内能等。 

  (3)个人防护 减少在噪声环境中的暴露时间,在工厂或工地工作的人可以佩带护耳器(耳塞、耳罩等),以减小噪声的影响。 

  放射性污染 放射性污染主要指人工辐射源造成的污染,如核武器试验时产生的放射性物质,生产和使用放射性物质的企业排出的核废料。另外,医用、工业用、科学部门用的X射线源及放射性物质镭、钴、发光涂料、电视机显象管等,会产生一定的放射性污染。 

  对大气的污染:放射性物质进入大气后,对人产生的辐射伤害通常有三种方式:①浸没照射:人体浸没在有放射性污染的空气中,全身的皮肤会受到外照射。②吸入照射:吸入有放射性的气体,会使全身或甲状腺、肺等器官受到内照射。③沉降照射:指沉积在地面的放射性物质对人产生的照射。如放射性物质放出的γ射线的外照射或通过食物链而转移到人体内产生的内照射。沉降照射的剂量一般比浸没照射和吸入照射的剂量小,但有害作用持续时间长。 

  对水体的污染:核试验的沉降物会造成全球地表水的放射性物质含量提高。核企业排放的放射性废水,以及冲刷放射性污染物的用水,容易造成附近水域的放射性污染。地下水受到放射性污染的主要途径有:放射性废水直接注入地下含水层、放射性废水排往地面渗透池、放射性废物埋入地下等。地下水中的放射性物质也可以迁移和扩散到地表水中,造成地表水的污染。放射性物质污染了地表水和地下水,影响饮水水质,并且污染水生生物和土壤,又通过食物链对人产生内照射。 

  对土壤的污染:放射性物质可以通过多种途径污染土壤。如放射性废水排放到地面上,放射性固体废物埋藏到地下,核企业发生的放射性排放事故等,都会造成局部地区土壤的严重污染。 

  放射性污染的防治:放射性污染的防治,主要是控制放射性物质的来源。放射性物质的来源主要是核试验与核工业(如核电站以及放射性矿物的开采、提炼、储存、运输)。 

  防止放射性污染的主要措施有: 

  ①核电站(包括其他核企业)一般应选址在周围人口密度较低,气象和水文条件有利于废水和废气扩散稀释,以及地震强度较低的地区,以保证在正常运行和出现事故时,居民所受的辐射剂量最低。②工艺流程的选择和设备选型要考虑废物产生量和运行安全。③废气和废水需作净化处理,并严格控制放射性元素的排放浓度和排放量。含有α射线的废物和放射强度大的废物要进行最终处置和永久贮存。④在核企业周围和可能遭受放射性污染的地区建立监测机构。 

  光污染 

  可见光污染:可见光污染比较常见的是眩光,例如,汽车夜间行驶时照明用的车头灯,工厂车间里不合理的照明布置,会使人的视觉瞬间下降。核爆炸时产生的强闪光,可使几公里范围内的人的眼睛受到伤害。电焊时产生的强光,如果没有适当的防护措施,也会伤害人的眼睛。长期在强光条件下工作的人(如冶炼、熔烧、吹玻璃等),也会由于强光而使眼睛受到伤害。 

  随着城市建设的发展,太阳光的反射造成的污染日趋严重。在城市,特别是大城市里,高大建筑物的玻璃幕墙,会产生很强的镜面反射。玻璃幕墙的光反射效应在光线强烈的夏季特别显著,它会使局部地区的气温升高,强烈的反射光使人头昏目眩,双眼难睁,不仅影响人们的正常工作和休息,而且会影响街道上的车辆行驶及行人的安全。 

  红外线和紫外线污染:红外线是一种热辐射,对人体可造成高温伤害。较强的红外线可造成皮肤伤害,其情况与烫伤相似。最初是灼痛,然后是造成烫伤。波长为7500埃至13000埃的红外线,对眼角膜的透过率很高,可造成视网膜的伤害。波长19000埃以上的红外线几乎全部被眼角膜吸收,会造成眼角膜烧伤。人眼如果长期暴露在红外线下可能引起白内障。 

  紫外线对人体的伤害主要是眼角膜和皮肤。适当的和适度的接受紫外线照射,可使肌体皮下脂肪中的一种胆固醇转化成对身体有益的维生素P12(骨化醇),但是过度照射紫外线则可能损害人体的免疫系统,导致多种皮肤损害。 

  光污染的防护:光污染的防护主要有以下几个方面:①加强城市规划和管理,加强对玻璃幕墙和其他反光系数大的装饰材料的管理,减少其对城市环境的负面影响。改善工厂的照明条件,减少光污染来源。②对有红外线和紫外线污染的场所采取必要的安全防护措施。③个人防护。主要是戴防护眼镜和防护面罩。 

  电磁波污染 

  影响人类生活环境的电磁污染源可分为天然和人为的两大类。天然的电磁污染是由某些自然现象引起的。如雷电,除了可能对电器设备、飞机、建筑物等直接造成危害外,还会在广大地区从几千赫到几百兆赫以上的范围内产生严重的电磁干扰。其他如火山喷发、地震、太阳黑子活动引起的磁暴等都会产生电磁干扰,这些电磁干扰对通讯的破坏特别严重。 

  人为的电磁波污染主要有①脉冲放电。如切断大功率电流电路产生的火花放电,会伴随产生很强的电磁波。②功频交变电磁场。如大功率电机变压器以及输电线附近的电磁场。③射频电磁辐射。如无线电广播、电视、微波通信等各种射频设备的辐射。它的特点是频率范围广,影响区域大,已成为电磁污染的主要因素。 

  研究表明,电磁波的频率超过10万赫兹时,就会对人体构成潜在威胁。由于它无色、无味、无形,它的危害性很容易被人们忽视。假如长期暴露在超过安全的辐射剂量下,就会大面积杀伤(甚至杀死)人体细胞。电磁波还会影响和破坏人体原有的电流和磁场,使人体原有的电磁场发生变异,干扰人体的生物钟,导致生态平衡出现紊乱,自主神经失调。 

  但也有学者认为,高频电磁辐射,如γ射线,Χ射线(来源于宇宙射线和原子辐射)的能量很大(E=hν,其中ν为电磁波的频率),可以破坏分子内部的化学键,甚至会损伤生物体内的DNA,引起肿瘤和白血病。但由家用电器和高压电缆产生的电磁场频率非常低,没有足够的能量破坏化学键,只能引起分子振荡,使生物组织发热。正常情况下,这种电磁场产生的感应电流强度比人体中自然存在的电流强度还低,不足以对人构成威胁。 

  居室中的辐射源如电视、冰箱、空调、电脑、吹风机、搅拌器等,其中大型的家用电器均有屏蔽电磁场的保护壳,影响不大。其他电器如手机,包括室外的变电室、高压输电线、电缆、无线电波、微波等,它们携带的能量均低于γ射线和Χ射线,也不会给人体造成大的伤害。 

 

  参考答案 

  1.无规则和非周期性,生活和工作,50,40,85,90 

  2.1.81×10的负19次方 

  3.5.97×10的负25次方,0.33 

  4.(1)C(2)物理化学,基因突变(3)A、B、D 
 
 

    


摘自: 中国教育报


         

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