放射性污染目前指的是由于人类活动,排放出的放射性污染物造成的环境污染和人体危害,而从自然环境中释放出的天然放射,可以视为环境的背景值。这样,放射性污染物是指人类释放的各种放射性核素,它与一般的化学污染物有显着区别,即放射性污染物的放射性与其化学状态无关,每一种放射性核素都有一定的半衰期,能放射具有一定能量的射线,除了在核反应条件下,任何化学、物理或生化的处理都不能改变放射性核素的这一特性。
环境中的放射性污染主要是人为活动造成的。主要来源可归纳为三类。
①核工业污染。在核燃料前处理、核反应堆、核燃料后处理等过程中,都可能造成环境污染。②核试验。核试验通常按四种方式进行,即大气层核试验,外层空间核试验,地下核试验和水下核试验。其中以大气层核试验对环境造成的放射性污染最严重,其次为浅层地下核试验和浅水核试验。核爆炸在瞬间产生的核辐射非常强大,其后可在环境中留下大量放射性核素,并在相当长时间内放射α、β和γ射线,是造成环境污染的主要来源。③其他来源。煤燃烧后产生的粉尘和炉渣中含有放射性核素。磷矿石加工过程中排入环境的废弃物及其产品(如磷肥)中均含有相当数量的放射性核素。引自地球内部深处高温岩层中的热蒸气进入大气环境。医学诊疗、仪表制造、作物育种、食品保鲜、病虫害防治、核能电池以及科学研究方面在使用放射性元素时,会使一部分放射性核素进入环境,导致局部环境污染。
放射性气体对人产生辐射伤害通常有三种方式:①浸没照射:人体浸没在放射性污染的空气中,全身和皮肤会受到外照射。②吸入照射:吸入放射性气体,使全身或甲状腺、肺等器官受到内照射。③沉降照射:沉积在地面的放射性物质对人体产生的照射,如产生γ外照射或通过食物链而转移到人体内产生内照射。沉降照射的剂量一般较浸没照射和吸入照射的剂量小,但有害作用持续时间长。
放射性物质主要是通过食物链经消化道进入人体,其次是经呼吸道进入人体;通过皮肤吸收的可能性很小。
放射性核素进入人体后,其放射线对机体产生持续照射,直到放射性核素蜕变成稳定性核素或全部排出体外为止。就多数放射性核素而言,它们在人体内的分布是不均匀的。放射性核素沉积较多的器官,受到内照射量较其他组织器官为大,因此,在一定剂量下,常观察到某些器官的局部效应。就目前所知,人体内受某些微量的放射性核素污染并不影响健康,只有当照射达到一定剂量时,才能出现有害作用。当内照射剂量大时,可能出现近期效应,如出现头痛、头晕、食欲下降、睡眠障碍等神经系统和消化系统的症状,继而出现白细胞和血小板减少等。超剂量放射性物质在体内长期作用,可产生远期效应,出现肿瘤、白血病和遗传障碍等,如1945年原子弹在日本广岛、长崎爆炸后,当地居民长期受到辐射远期效应的影响,肿瘤、白血病的发病率明显增高。
什么是光污染
光对人居环境、生产和生活至关重要,但超量光子的生物效应包括热效应、电离效应和光化学效应均可对生物产生不良的影响。光污染是指余量的光辐射对环境造成不良影响的现象,包括可见光、红外线和紫外线造成的污染。可见光是波长在390~760纳米的电磁辐射体。按其光波长短可分为不同的七色。
激光光谱除部分属红外线和紫外线外,多属可见光范围,因其具有指向性好、能量集中、颜色纯正等特点,在医学、生物学、环境监测、物理、化学、天文学以及工业上的应用日见广泛。激光光强度在通过人眼晶状体聚焦到达眼底时,可增大数百倍至数万倍,从而对眼睛产生较大伤害;大功率的激光能危害人体深层组织和神经系统,故激光污染日益受到重视。
眩光也是一种比较多见的可见光污染。汽车夜间行驶所使用的车头灯,球场和厂房中布置不合理的照明设施都会造成眩光污染。某些工作场所,如火车站和机场以及自动化企业的中央控制室,过多和过分复杂的信号灯系统也会造成工作人员视觉敏锐度的下降,从而影响工作效率。可见光污染危害性较大的是核武器爆炸时的强闪光,在眩光的强烈照射下,人的眼睛会因受到过度刺激而损伤,甚至有导致失明的可能。焊枪所产生的强光,若无适当的防护措施,也会伤害人的眼睛。长期在强光条件下工作的工人(如冶炼工、熔烧工、吹玻璃工等)也会由于强光而使眼睛受到损害。
杂散光是光污染的又一种形式。在阳光强烈的季节,饰有钢化玻璃、釉面砖、铝合金板、磨光石面及高级涂面建筑物对阳光的反射系数一般在65%~90%,要比绿色草地、深色或毛面砖石的建筑物的反射系数大10倍,产生明晃刺眼的效应。在夜间,街道、广场、运动场上的照明光通过建筑物反射进入相邻住户,其光强有可能超过人体所能承受的范围。这些杂散光不仅有损视觉,而且还能导致神经功能失调,扰乱体内的自然平衡,引起头晕目眩、食欲下降、困倦乏力、精神不集中等症状。
光污染的另一种特殊形式—
视觉污染,指的是城市环境中的视觉环境。例如,城市街道两侧杂乱的电线、电话线、杂乱不堪的垃圾废物、乱七八糟的货摊和五颜六色的广告招贴等。
紫外线辐射(简称紫外线)是波长范围在10~390纳米的电磁波,其频率范围在(0.7~3)×105赫兹,相应的光子能量为3.1~12.4电子伏特。
自然界中的紫外线来自于太阳辐射,不同波长的紫外线可被空气、水或生物分子所吸收。而人工紫外线是由电弧和气体放电所产生,可用于人造卫星对地面的探测和灭菌消毒等方面。当紫外线作用于排入大气的污染物氯化氢和氮氧化物等时,会发生光化学反应导致烟雾污染,即通常所称的光化学烟雾污染。
红外线辐射指波长自0.76~1000微米范围的电磁辐射,亦称热辐射。自然界的红外辐射以太阳为最强。物体的温度越高,其辐射的波长越短,发射的热量则越多。人工红外辐射源有加热金属、熔融玻璃、发光硅碳棒、钨灯、氯灯、红外激光器等。
核爆炸、熔炉等发出的强光辐射是一种更为严重的光污染。
什么是热污染
由于人类的某些活动,使全球环境或局部环境温度升高,并可能形成对人类和生态系统产生直接或间接、即时和潜在的危害的现象称为热污染或环境热污染。热污染可以污染大气和水体。火力发电厂、核电站和钢铁厂的冷却系统排出的热水以及石油、化工、造纸等工厂排出的生产性废水中均含有大量废热。这些废热排入地面水体之后,能使水温升高。在工业发达的美国,每天所排放的冷却用水达4.5×108立方米,接近全国用水量的1/3;废热水含热量约1.46×1012千焦,足够2.5×108立方米的水温升高10℃。近一个世纪以来,全球气候逐渐变暖,这与人类能源消费大量增加相吻合,因此,对人类活动可以造成环境热量状况改变取得共识。
(1)人类活动对环境温度的影响人类活动主要从三个方面影响环境,形成热污染。
①改变大气的组成:在低层大气中二氧化碳的总量虽然不多,但它和水汽却是非常重要的温室气体,它能吸收地面的有效辐射而增暖地表。因此,如果低层大气中二氧化碳含量有所增加,则必然使气温上升。在对流层上部,是现今亚音速喷气飞机的飞行场所,它排出的水蒸气可以在此形成卷云。当低空无云时,高空卷云与地面之间的辐射交换,白天可使环境变冷,在夜间由于温室效应又可使环境变暖。随着喷气飞机日益增加,这种环境热影响也日趋显着。在平流层内的臭氧层,因正受人类污染的威胁,而在消耗减弱,臭氧层的减弱会增强到达地面的直接辐射,而且会使大气竖向温度分布和竖向循环的速率亦发生改变,这样也会影响到地表的热状况。
②改变地表状态:由于农业、畜牧业的发展,使大片森林改变成农田、草场,很多地区更由于开垦不当而形成沙漠。这样就大面积地改变了地面的反射率,改变了环境的热平衡,形成热污染。城市是人类改变地表状态的最大场所,城市建设使大量的建筑物、混凝土或沥青路面代替了原有的植被,大大改变了地表反射率和蓄热能力,形成了同农村差别显着的热环境,温度比农村提高。