第四章,环境污染及防治,第一节,环境污染概述,一、环境污染,环境污染是指有害物质或因子进入环境，并在环境中扩散、迁移、转化，使环境系统结构与功能发生变化，对人类以及其他生物的生存和发展产生不利影响的现象。在通常情况下，环境污染主要是指人类活动所引起的环境质量下降而有害于人类及其他生物的正常生存和发展的现象。而自然过程引起的同类现象，称为自然突变或异常。,环境污染有不同的类型，因目的、角度的不同有不同的划分方法。按环境要素可分大气污染、水体污染和土壤污染等；按污染物的性质可分为生物污染、化学污染和物理污染；按污染物的形态可分为废气污染、废水污染和固体废弃物污染，以及噪声污染、辐射污染等等；按污染产生的原因可分为生产污染和生活污染，生产污染又可分为工业污染、农业污染、交通污染等等；按污染涉及范围又可 分为全球性污染、区域性污染、局部污染等。,造成环境污染的污染物的发生源称之为污染源。它通常指向环境排放有害物质或对环境产生有害物质的场所、设备和装置。按污染物的来源，可分为天然污染源和人为污染源。天然污染源是指自然界自行向环境排放有害物质或造成有害影响的场所。如正在活动的火山；人为污染源是指人类生产、生活等社会活动所形成的污染源。后者是环境保护工作研究和控制的主要对象。,三、污染物,污染物是进入环境后使环境的正常组成结构、状态和性质发生变化、直接或间接有害于人类生存和发展的物质，是造成环境污染的重要物质组成。这类物质有的是自然界释放的，有的是人类活动产生的。环境科学研究的重点是人类生产生活排放的污染物。,第二节,大气污染,大气圈是指包围在地球周围，距地球表面约1000多公里厚度的气体构成。人类生活在大气圈中，一般成年人每天需呼吸10-13 m3的空气，它相当l d食物量的10倍，饮水质量的3倍。一个健康人在5周内不吃食物，或5d内不喝水都可能生存下来。但若5 min不呼吸空气，会窒息死亡。由于大气直接参与人和其他生物的物质和能量代谢，清洁的空气是一切生物生存的保证。,人类的生产生活活动可能改变大气组成引起大气污染。由于大气的整体性和流动性，大气环境问题常常是全球性的、区域性的。目前国际关注的三大环境问题；全球性的酸雨、CO2浓度的增加（温室效应）、臭氧层的破坏都成为全球性的环境问题。,一、大气的组成,大气就其组分的含量变动情况可分为恒定组分、可变组分和不定组分三种。恒定组分指N2、O2和Ar。N2占空气体积78.09、O2占20.95、Ar占0.93.三者总和占空气总体积的99.97，其余为微量的氖、氦、氙、氡等稀有气体。可变组分指空气中的CO2和水蒸气，通常CO2含量为0.02-0.04，水蒸气含量小于4。可变组分在空气中的含量随季节、气象与人类活动的变化而变化。不定组分指煤烟、尘埃、硫氧化物、氮氧化物及一氧化碳等，它与人类活动直接有关，这些组分达到一定浓度，会给人类、生物造成严重的危害。,二、大气污染源及污染物,（一）大气污染源,按污染源存在的形式分为固定源和流动源两类。所谓固定源就是位置和地点固定不变的污染源。主要指工矿企业在生产中排放的大量污染物。冶金、钢铁、建材等工业企业都是对大气环境污染严重的固定源。流动污染源是指交通工具在行驶时向大气中排放的有害气体而形成的污染源。 按人类社会活动功能划分，还可以分为工业污染源、农业污染源、交通运输污染源和生活污染源等。,1、工业污染源 由火力发电、钢铁、化工和硅酸盐等工矿企业在生产过程、中所排放的煤烟、粉尘及有害化合物等形成的污染源。此类污染源由于不同工矿企业的生产性质和流程工艺的不同，其所排放的污染物种类和数量大不相同，但有一个共同的特点是，排放源集中、浓度高、局地污染强度高。是城市大气污染的罪魁祸首。,钢铁厂排放的废气,火力发电厂排烟污染大气,排入大气中的烟尘随风扩散,烟尘弥漫整个地区,大山深处的工厂,小炼油,2、农业污染源 主要是不当施用农药、化肥、有机粪肥等过程产生的有害物质挥发扩散，以及施用后期NOX、CH4、挥发性农药成分从土壤中逸散进入大气等形成的污染源。,3、交通运输污染源 由汽车、飞机、火车和轮船等交通运输工具运行时向大气中排放的尾气。这类污染源属流动污染源，主要污染物是烟尘、碳氢化合物、NOX、金属尘埃等，是城市大气环境恶化的主要原因之一。,尾气污染，健康杀手,4、生活污染源 是指居民日常烧饭、取暖、沐浴等活动，燃烧化石燃料而向大气排放烟尘、SO2 、NOX等污染物。这类污染源属固定源，具有分布广、排量大、污染高度低等特点，是一些城市大气污染不可忽视的污染源。但是，随着城市电气化的推进，城市生活污染源将从根本上得到遏制。,市区垃圾焚烧,（二）大气污染物,1、一次污染物与二次污染物 一次污染物是从污染源直接排出的大气污染物，如颗粒物、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等；二次污染物则是由污染源排出的一次污染物与大气正常组分，或几种一次污染物之间，发生了一系列的化学或光化学反应而形成了与原污染物性质不同的新污染物。其毒性一般较一次污染物强。,2、常见主要大气污染物 据不完全统计，目前被人们注意到或已经对环境和人类产生危害的大气污染物大约有100种左右。其中影响范围广、对人类环境威胁较大、具有普遍性的污染物有颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化含物及光化学氧化剂等。,三、大气污染的类型,大气污染通常是指由于人类活动或自然过程引起某种物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，危害了人体的舒适、键康和福利或危害了环境的现象。,（一）根据污染物的化学性质及其存在的大气状况，可将大气污染分为还原型大气污染和氧化型大气污染。,（二）根据燃料性质和污染物的组成，可将大气污染分为煤炭型、石油型、混合型和特殊型四类。,四、中国大气污染的特征,中国是世界上大气污染最严重的国家之一，大气污染是我国环境问题中的一个主要问题。我国的经济发展、能源结构、地形及气候条件决定了我国大气污染具有以下特征：,煤烟型污染是污染的普遍问题，主要污染物是烟尘和二氧化硫； 汽车尾气污染明显增加，并逐渐上升为城市大气主要污染源，总悬浮颗粒物或可吸入颗粒是影响城市空气质量的主要污染物； 酸雨分布区域性、季节性明显，污染物成分特点突出，多以硫酸酸雨为主； 工业“三废”任意排放是目前大气污染的罪魁祸首，但农业引发的大气污染仍不容忽视。,五、大气污染的危害,人类体验到的大气污染的危害，最初主要是对人体健康的危害，随后逐步发现了对工农业生产的各种危害以及对天气和气候产生的不良影响。人们对大气污染物造成危害的机理、分布和规模等问题的深入研究，为控制和防治大气污染提供了必要的依据。,（一） 对人体健康的危害 大气污污染后，由于污染物质的来源、性质、浓度和持续时间的不同，污染地区的气象条件、地理环境等因素的差别，甚至人的年龄、健康状况的不同，对人均会产生不同的危害。,大气污染对人体的影响，首先是感觉上不舒服，随后生理上出现可逆性反应，再进一步就出现急性危害症状。大气污染对人的危害大致可分为急性中毒、慢性中毒、致癌三种。,1、急性中毒 大气中的污染物浓度较低时，通常不会造成人体急性中毒，但在某些特殊条件下，如工厂在生产过程中出现特殊事故，大量有害气体泄露外排，外界气象条件突变等，便会引起起人群的急性中毒。如印度帕博尔农药厂甲基异氰酸酯泄露，直接危害人体，发生了2500人丧生，十多万人受害的惨剧。,2、慢性中毒 大气污染对人体健康慢性毒害作用，主要表现为污染物质在低浓度、长时间连续作用于人体后，出现的患病率升高等现象。，近年来我国城市居民肺癌发病率很高，其中最高的是上海市，城市居民呼吸系统疾病明显高于郊区 。,3、致癌作用 这是长期影响的结果，是由于污染物长时间作用于肌体，损害体内遗传物质，引起突变，如果生殖细胞发生突变，使后代机体出现各种异常，称致畸作用；如果引起生物体细胞遗传物质和遗传信息发生突然改变作用，又称致突变作用；如果诱发成肿瘤的作用称致癌作用。,（二）对工农业生产的危害 大气污染对工农业生产的危害十分严重，这些危害可影响经济发展，造成大量人力物力和财力的损失。大气污染物对工业的危害主要有两种：一是大气中的酸性污染物和二氧化硫、二氧化氮等，对工业材料、设备和建筑设施的腐蚀；二是飘尘增多给精密仪器、设备的生产、安装调试和使用带来的不利影响。,大气污染对农业生产也造成很大危害。酸雨可以直接影响植物的正常生长，又可以通过渗入土壤及进入水体，引起土壤和水体酸化、有毒成分溶出，从而对动植物和水生生物产生毒害。严重的酸雨会使森林衰亡和鱼类绝迹。,（三）对大气和气候的影响 大气污染物质还会影响天气和气候。颗粒物使大气能见度降低，减少到达地面的太阳光辐射量。尤其是在大工业城市中，在烟雾不散的情况下，日光比正常情况减少40% 。高层大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氟氯烃类等污染物使臭氧大量分解，引发的“臭氧洞”问题，成为了全球关注的焦点。,大气污染除对天气产生不良影响外，对全球气候的影响也逐渐引起人们关注。由大气中二氧化碳浓度升高引发的温室效应，是对全球气候的最主要影响。地球气候变暖会给人类的生态环境带来许多不利影响，人类必须充分认识到这一点。,六、大气污染的防治,从大气污染的发生过程分祈，防治大气污染的根本方法，是从污染源着手，通过削减污染物的排放量，促进污染物扩散稀释等措施来保证大气环境质量。但目前现有的经济技术条件还不能彻底根治污染源，因此，大气环境的保护就需要通过运用各种措施，进行综合防治。,目前主要从以下几个方面入手寻求大气污染的控制途径。,（一）采取各种措施，减少污染物的产生 1、区域采暖和集中供热 2、改善燃料构成 3、进行技术更新，改善燃烧过程 4、改革生产工艺，综合利用“废气” 5、开发新能源 开发太阳能、水能、风能、地热能、潮汐能、生物能和核聚变能等清洁能源，以减少煤碳、石油的用量。以上新能源多为可再生性能源，在利用过程中不会产生化石能源开采使用的环境问题，是比较清洁的燃料。,（二）采用各种技术，控制污染物排放 1、烟尘治理技术 2、二氧化硫治理技术 3、光化学烟雾的治理技术,（三）合理利用环境自净能力，保护大气环境 1、搞好总体规划，合理工业布局 （1）搞好城市规划，完善基础设施建设 （2）调整工业结构、合理工业布局 2、做好大气环境规划，科学利用大气环境容量 3、选择有利污染物扩散的排放方式 4、发展绿色植物，增强自净能力,（四）加强大气管理,大气环境管理就是运用法律、行政、经济、技术、教育等手段，通过全面规划，从宏观上、战略上、总体上研究解决大气污染问题。法律是环境管理中的一种重要手段，是以规范性、强制性、稳定性和指导性的方式来管理环境。为了实现大气环境管理科学化、定量化，我国先后颁布了环境空气质量标准 、大气污染物综合排放标准 、工业锅炉烟尘排放标准 、汽车尾气排放标准等一系列大气环境质量标准和污染物排放标准，为大气环境管理提供了依据。,第三节,水污染,一、天然水的组成与水体自净,（一）天然水的物质组成 天然水不是化学上的纯水，乃是含有许多溶解性物质和非溶解性物质所组成的极其复杂的综和体.天然水中所含的各种物质.根据溶质粒径的大小和形态分为四大类。 1、溶解气体 溶质粒径小子10-9m，以分子状态存在于水中。根据气体在水中含量的多少，进一步划分为主要气体和微量气体。,2、溶解性物质 溶质粒径小于10-9m，主要以离子形态存在于水中，根据含量和生成原因，又再细分为主要离子、生物生成物、微量元素。 3、胶体物质 溶质粒径为10-9m10-7m时，属于胶体溶液，根据胶体的性质又分为无机胶体和有机胶体。 4、悬浑物质 溶质点粒径10-7m，为悬浊液或悬浮液，根据物质性质分为细菌、藻类及原生动物、泥沙、粘土和其他不溶物质。,（