物理运动的强度超过人的耐受限度,就形成了物理污染。物理性污染不同于大气、水、土壤环境污染,后三者是有害物质和生物输入环境,或者是环境中的某些物质超过正常含量所致。而引起物理性污染的声、光、热、放射性、电磁辐射等在环境中是永远存在的,它们本身对人无害,只是在环境中的强度过高或过低时,会危害人的健康和生态环境,造成污染或异常。例如,声音对人是必需的,但声音过强,会妨碍人的正常活动;反之,长久寂静无声,人会感到恐怖,乃至疯狂。
物理性污染亦不同于化学性、生物性污染。物理性污染一般是局部性的,在环境中不残留,一旦污染源消除,物理性污染即消失。
控制噪声污染的措施包括:
1.控制交通噪声的标准强度。
人们常用一个度量单位即国际单位分贝(分贝)表示。年轻人听觉开始的声音强度规定为0分贝;人耳所能忍受的最大声音强度(即震耳发痛)规定为130分贝。据有关部门测定,车外加速噪声一般高达90分贝。机动车辆噪声是城市噪声的主要来源,因而减弱车辆噪声是降低城市噪声的重要环节。国际标准规定,一般住宅区噪声标准定在20—50分贝,工厂的噪声可放宽到70—75分贝。
我国颁布的《声环境质量标准》(GB3096—2008)规定,特殊住宅区如医院、疗养院要求安静,其噪声标准应在45分贝以下,交通干道两侧可达70分贝,但夜间均要求在55分贝以下。
2.提高汽车整车技术性能。解决汽车的噪声是缩小和消灭噪声源的重要途径。它是一项涉及整个车的全方面的技术问题,包括发动机的结构、材料重量分布、工艺水平及装配密封性等。如控制噪声源;采用吸振、隔音技术,改善汽车结构;把高噪声的喇叭改装成低噪声喇叭;控制噪声的传输路线;在距声源一定的距离设置隔音板、消声器。在车辆的动力和行走系统,采取相应技术措施,减少运行中的振动,降低噪声等。
3.加强交通管理措施。合理控制交通流密度。控制现使用车的总量,优先发展公共交通,减少小型机动车的使用。合理控制交通流速度。在需要安静的地区设置限速或者禁止超车标志,可以有效地降低交通噪声。合理设置交通设施。通过设置机动车、非机动车、行人间的隔离设施减少混合交通,从而减少由于车辆频繁停车、加速、制动所产生的噪声。
4.控制噪声传播。一是种植绿化带,利用绿化带隔音效果较好。
植树带宽一般为10—20米,可降低噪声5—8分贝,最高可达10分贝。
二是设置隔音屏障,道路两侧为居民区的,可设置隔音屏障(也叫隔音板),效果很好。其一般高为3—5米,长为高的5倍,按此尺寸分段设置。将道路建筑成路堑式是一种简单而有效的措施,通常可降低噪声8—15分贝。
5.加大宣传教育力度,提高环境法治意识。环境宣传教育是开展好环境保护工作的一项重要手段,为环境保护执法制造了良好的舆论氛围。只有加强环境宣传教育工作,提高全民的环境法治意识,才能使人们自觉地执行环保法律、法规,正确行使职权,形成全社会共同参与、共同监督的良好氛围。要切实加强对“环境污染防治”的宣传教育,让人们从中了解到噪声对人体的危害及对人们正常生活的影响。提高人们的社会公德意识和治理噪声污染的责任感,使企业自觉地安装污染防治设备,彻底杜绝对周围环境的污染。
6.严格执行环保审批制度。各项目的布局选址必须符合环境保护要求,必须配套设置隔声防噪的污染防治设施。特别对建筑项目施工单位要严格执行环保审批制度,防止其产生新的噪声污染源。同时,由于噪声污染的特殊性,新建项目产生的噪声必须符合所在区域的环境噪声标准,对原有超标排放噪声的单位需要进行审查。加强交通噪声的管理,要切实加大对交通噪声的监测范围,及时掌握交通噪声污染状况及发展趋势。我们知道交通噪声控制是一个比较复杂的问题,牵涉面广,需要采取综合治理的方案。
城市的噪声来源于方方面面,改善城市噪声环境是一个系统工程,只有联合城市建设者、建筑设计者、城市居民的共同力量,才能将噪声污染带给我们的影响降到最低。
比如,尽量减少对汽车的依赖,尤其是对私人小汽车的依赖。在规划时尽量增加公共交通车道,更多地考虑步行交通和非机动车的需要,提倡城市居民多采取这类“减排、减噪”的出行方式。
再如,限定什么样的区域允许噪声达到什么级别,应依据环境保护法细则严格执行。还有,在车速高、重型车多而噪声影响极大的路段,设置更高、更长、更多的屏蔽墙,甚至把城市里的高架路全程封起来。
2.光污染的防治
光污染按照光波波长分为可见光污染、红外线污染和紫外线污染三类,分别采用不同的防治技术。
(1)可见光污染防治可见光污染中危害最大的是眩光污染。眩光污染是城市中光污染的最主要形式,是影响照明质量最重要的因素之一。
眩光程度主要与灯具发光面大小、发光面亮度、背景亮度、房间尺寸、视看方向和位置等因素有关,还与眼睛的适应能力有关。所以眩光的限制应分别从光源、灯具、照明方式等方面进行。
(1)直接眩光的限制
限制直接眩光主要是控制光源在γ角为45°—90°范围内的亮度。一般有两种方法,一种是用透光材料减弱眩光;另一种是用灯具的保护角加以控制。此两种方法可单独采用,也可同时使用。
透光材料控制法如采用透明、半透明或不透明的格栅或棱镜将光源封闭起来,能控制可见亮度。用保护角可以控制光源的直射光,做到完全看不见光源,有时也可把灯安装在梁的背后或嵌入建筑物内等。限制眩光通常将光源分成两大类,一类亮度在2×104cd平方米以下,如荧光灯,可以用前述两种方法,但由于荧光灯亮度较低,在某些情况下允许明露使用;另一类亮度在2×104cd平方米以上,如白炽灯和各种气体放电灯。当功率较小时,以上两种控制眩光方法均可使用,但对大功率光源几乎无例外地采用灯具保护角控制。此时不但要注意亮度,还应考虑观察者视觉的照度。保护角与灯具的光通量、安装高度有关。
控制直接眩光,除了可以通过限制灯具的亮度和表面面积,通过使灯具具有合适的安装位置和悬挂高度,保证必要的保护角外,还有增加眩光源的背景亮度或作业照度的方法。当周围环境较暗时,即使是低亮度的眩光,也会给人明显的感觉。增大背景亮度,眩光作用就会减小。但当眩光光源亮度很大时,增加背景亮度已不起作用了,它会成为新的眩光源。因此,为了减小灯具发光表面与邻近顶棚间的亮度差别,适当降低亮度对比度,建议顶棚表面应有较高的反射比,可采用间接照明,如倒伞形悬挂式灯具,使灯具有足够的上射光通量。经过一次反射后使室内亮度分布均匀。
浅色饰面通过多次反射也能明显地提高房间上部表面的照度。
(2)反射眩光和光幕反射的限制
高亮度光源被光泽的镜面材料或半光泽表面反射,会产生干扰和不适。这种反射在作业范围以外的视野中出现时叫做反射眩光;在作业内部呈现时叫做光幕反射。反射光的亮度与光源亮度几乎一样,在观察物体方向或接近物体方向出现的光滑面包括顶棚、墙面、地板、桌面、机器或其他用具的表面。当视野内若干表面上都出现反射眩光时,就构成了眩光区。
反射眩光常比直接眩光讨厌,因为它紧靠视线,眼睛无法避开它,而且往往减小工件的对比和对细部的分辨能力。一般情况下出现的反射眩光和特殊情况下出现的光幕反射,不仅与灯具的亮度和它们的布置有关,而且与灯具相对于工作区域的位置以及当时的照度水平有关,此外还取决于所用材料的表面特性。
防止反射眩光,首先,光源的亮度应比较低,且应与工作类型和周围环境相适应,使反射影像的亮度处于允许范围内,可采用在视线方向反射光通量小的特殊配光灯具。
其次,如果光源或灯具亮度不能降到理想的程度,可根据光的定向反射原理,妥善地布置灯具,即求出反射眩光区,将灯具布置在该区域以外。如果灯具的位置无法改变,可以采取变换工作面的位置,使反射角不处于视线内。但是,这种条件在实际上是难以实现的,特别是在有许多人的房间内。通常的办法是不把灯具布置在与观察者的视线相同的垂直平面内,力求使工作照明来自适宜的方向。再次,可增加光源的数量来提高照度,使得引起反射的光源在工作面上形成的照度,在总照度中所占的比例减少。最后,适当提高环境亮度,减少亮度对比同样是可行的。例如,在玻璃陈列柜中照度过低,明亮的灯具反射影像就可能在玻璃上出现,衬上黑暗的柜面作背景,就更突出,影响观看效果。这时,用局部照明增加柜内照度,它的亮度接近或超过反射影像,就可弥补有害反射造成的损失。由于柜内空间小,提高照度较易办到。对反射眩光单靠照明解决有困难时,要精心设计物体的饰面使地板、家具或办公用品的表面材料无光泽。
光幕反射是目前被普遍忽视的一种眩光,它是在本来呈现漫反射的表面上又附加了镜面反射,以致眼睛无论如何都看不清物体的细节或整个部分。
光幕反射的形成取决于:反射物体的表面(即呈定向扩散反射,如光滑的纸、黑板及油漆表面)、光源面积(面积越大,它形成光锥的区域越大)、光源、反射面、观察者三者之间的相互位置以及光源亮度。为了减小光幕反射,不要在墙面上使用反光太强烈的材料;尽可能减少干扰区来的光,加强干扰区以外的光,以增加有效照明。干扰区是指顶棚上的一个区域,在此区域内光源发射的光线经作业表面规则反射后均可能进入观察者视野内。因此,应尽量避开在此区域布置灯具,或者使作业区避开来自光源的规则反射。
眩光是衡量照明质量的主要特征,也是环境是否舒适的重要因素。
应按照限制眩光的要求来选择灯具的型号和功率,考虑到它在空间的效果以及舒适感,使灯具有一定的保护角,并选择适当的安装位置和悬挂高度,限制其表面亮度。同时把光引向所需的方向,而在可能引起不舒适眩光的方向则减少光线,以期创造一个舒适的视觉环境。
2.红外线、紫外线污染防治
红外线近年来在军事、人造卫星、工业、卫生及科研等方面应用较多,因此红外线污染问题也随之产生。红外线是一种热辐射,会在人体内产生热量,对人体可造成高温伤害,其症状与烫伤相似,最初是灼痛,然后是造成烧伤。还会对眼底视网膜、角膜、虹膜产生伤害。
人的眼睛若长期暴露与红外线可引起白内障。
过量紫外线使人的免疫系统受到抑制,从而导致疾病发病率增加。
紫外线对角膜、皮肤的伤害作用十分严重。此外,过量的紫外线还会伤害水中的浮游生物,使陆生物(如某些豆类)减产,加快塑料制品的分解速度,缩短其室外使用寿命。
对这两种类型的污染的控制措施有两方面:
(1)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应加强管理和制度建设,对紫外消毒设施要定期检查,发现灯罩破损要立即更换,并确保在无人状态下进行消毒,更要杜绝将紫外灯作为照明灯使用。对产生红外线的设备,也要定期检查和维护,严防误照。
(2)佩戴个人防护眼镜和面罩,加强个人防护措施对于从事电焊、玻璃加工、冶炼等产生强烈眩光、红外线和紫外线的工作人员,应十分重视个人防护工作,可根据具体情况佩戴反射型、光化学反应型、反射—吸收型、爆炸型、吸收型、光电型和变色微晶玻璃型等不同类型的防护镜。
仅仅有防止各类光污染的技术还是远远不够的,治理光污染,这不单纯是建筑部门和环保部门的事情,更应该将其变成政府行为,只有得到国家和政府部门的足够支持和协助,我们才能够有理有据的防治光污染,才能更好地限制光污染的发生,解决光污染问题。
从政府管理决策的角度上来说,针对光污染的防治要做好两点:
首先,要尽快制订光污染防治的法规。目前我国还没有专门防治光污染的法律法规,也没有相关部门负责解决灯光扰民的问题。国外一些国家已经有了针对光污染的一些法律条文。虽然对玻璃幕墙的建设已经制定了一些规范,并且也取得了一定的防治光污染的效果。但大量的其他光污染源仍然没有明确的法律法规来约束。
其次,要加强建设、设计管理。
防治光污染应做到事前合理规划,事后加强管理。合理的城市规划和建筑设计可以有效地减少光污染。
限建或少建带有玻璃幕墙的建筑并尽可能避开居民居住区。装饰高楼大厦的外墙、装修室内环境以及生产日用产品时应尽量避免使用刺眼的颜色。已经建成的高层建筑尽可能减少玻璃幕墙的面积并避免太阳光反射光照到居民区。应选择反射系数较小的材料。加强城市绿化也可以减少光污染。对夜景照明,应加强生态设计,加强灯火管制。如区分生活区和商业区,关闭夜间电影院、广场、广告牌等照明,减少过度照明,降低光污染和能源损失。
世界各国全面、系统的光污染研究尚在起步阶段,光污染的认定缺乏相应的法律和可供参考的环境标准。其对人体和环境的影响在短期内不易被觉察,目前主要采取预防为主的防治方法。
日本各地相继出台防治光污染的条例,推广诸如安装向路面聚光的街灯,实施禁止探照灯向空中照射等各种防治光污染的措施。最早出台防止光污染条例的是冈山县,该县规定禁止使用探照灯向空中照射,违反者将受到处罚。熊本县城南町从去年开始安装一种路灯,其光源外装有反光板,上方不漏光,由于反光板的聚光作用,灯光不再四处扩散,而路面却变得更加明亮,同时还能节约能源。德国采取种种有效措施来降低光污染程度。在许多城市已使用光线比较柔和的水银高压灯代替容易诱引昆虫的钠蒸气灯,对昆虫的诱引率降低了90%。新一代经过改进的钠蒸气灯降低了功率,采用了让人舒适的光色,对固定照明设计进行合理的遮盖,并将散射光的圆形灯改为不散光的平底灯,让灯光照向需要照射的地方,照向天空的光源都得到了纠正。为了避免昆虫和鸟类误撞灯体而死亡,发明了可调节光线强度的技术,并根据昆虫和鸟类活动的规律安装了警戒装置等。
3.热污染的防治