环境科学与人类文明绪论,第一章、第二章.doc

环境科学与人类文明(Environment Science & Human Civilization)主讲教师：刘惠君 E-mail: 666168课程要求：平时：按时到课，查阅资料了解国内和全球环境问题，欢迎提出探讨性问题（30）考试：开卷考试（70）绪论人类文明进程：采集、渔猎社会农业革命工业革命环境革命人类环境意识演变：对自然充满敬畏“天人合一”主宰、征服自然可持续发展一、人类文明进程（一）采集、渔猎社会对土地的依附：直接利用土地，很少改造土地与自然抗争：开始制造工具，学会用火崇拜自然：对自然现象的崇拜，图腾崇拜 （二）农业革命（黄色文明）土里刨食：原始的刀耕火种农业传统农业改良土壤土地利用的扩张：毁林开荒、围湖造田近现代农业，福兮祸所伏（三）工业革命（黑色文明）1、工业革命特点传统工业以地球资源无穷无尽因而可以大量开采为前提传统工业立足于一味追求经济利润因而需要大量生产传统工业把物质享受视为社会进步的判定依据因而鼓励大量消费传统工业把地球看作容量无限的天然垃圾箱和阴沟洞因而导致大量废弃2、世界八大公害（1）比利时， 马斯河谷烟雾事件：1930年12月1-5日，比利时马斯河谷工业区内13个炼钢、硫酸、化肥厂排放的大量烟雾（二氧化硫、三氧化硫、粉尘）弥漫在河谷上空无法扩散，使河谷工业区有上千人发生胸疼、咳嗽、流泪、咽痛、呼吸困难等，一周内有60多人死亡，许多家畜也纷纷死去，这是20世纪最早记录下的大气污染事件。 （2）美国，洛杉矶光化学烟雾事件：从20世纪40年代起，已拥有大量汽车的美国洛杉矶城上空开始出现由光化学烟雾造成的黄色烟幕。它刺激人的眼睛、灼伤喉咙和肺部、引起胸闷等，还使植物大面积受害，松林枯死，柑橘减产。1955年，洛杉矶因光化学烟雾引起的呼吸系统衰竭死亡的人数达到400多人，这是最早出现的由汽车尾气造成的大气污染事件。（3）美国，多诺拉烟雾事件：1948年10月26-31日，美国宾夕法尼亚州多诺拉镇持续雾天，而这里却是硫酸厂、钢铁厂、炼锌厂的集中地，工厂排放的烟雾被封锁在山谷中，使6000人突然发生眼痛、咽喉痛、流鼻涕、头痛、胸闷等不适，其中20人很快死亡。这次烟雾事件主要由二氧化硫等有毒有害物质和金属微粒附着在悬浮颗粒物上，人们在短时间内大量吸入了这些有害气体，以致酿成大灾。（4）英国，伦敦烟雾事件：1952年12月5-8日,伦敦城市上空高压，大雾笼罩，连日无风。而当时正值冬季大量燃煤取暖期，煤烟粉尘和湿气积聚在大气中，使许多城市居民都感到呼吸困难、眼睛刺痛，仅四天时间内死亡了4000多人，在之后的两个月时间内，又有8000人陆续死亡。这是20世纪世界上最大的由燃煤引发的城市烟雾事件。（5）日本，四日市哮喘事件：1955年日本第一座石油化工联合企业在四日市上马，1958年在四日市海湾打的鱼开始出现有难闻的石油气味，使当地海产品的捕捞开始下降。1959年由昭石石油公司投资186亿日元的四日市炼油厂开始投产，四日市很快发展成为石油联合企业城。然而，石油冶炼产生的废气使当地天空终年烟雾弥漫，烟雾厚达500米，其中漂浮着多种有毒有害气体和金属粉尘，很多人出现头疼、咽喉疼、眼睛疼、呕吐等不适。从1960年起，当地患哮喘病的人数激增，一些哮喘病患者病甚至因不堪忍受疾病的折磨而自杀。到1979年10月底，当地确认患有大气污染性疾病的患者人数达775491人，典型的呼吸系统疾病有：支气管炎、哮喘、肺气肿、肺癌。（6）日本，水俣病事件：从1949年起，位于日本熊本县水俣镇的日本氮肥公司开始制造氯乙烯和醋酸乙烯。由于制造过程要使用含汞（Hg）的催化剂，大量的汞便随着工厂未经处理的废水被排放到了水俣湾。1954年，水俣湾开始出现一种病因不明的怪病，叫水俣病，患病的是猫和人，症状是步态不稳、抽搐、手足变形、神经失常、身体弯弓高叫，直至死亡。经过近十年的分析，科学家才确认：工厂排放的废水中的汞是水俣病的起因。汞被水生生物食用后在体内被转化成甲基汞（CH3HCl），这种物质通过鱼虾进入人体和动物体内后，会侵害脑部和身体的其他部位，引起脑萎缩、小脑平衡系统被破坏等多种危害，毒性极大。在日本，食用了水俣湾中被甲基汞污染的鱼虾人数达数十万。（7）日本，痛痛病事件：19世纪80年代，日本富山县平原神通川上游的神冈矿山实现现代化经营，成为从事铅、锌矿的开采、精炼及硫酸生产的大型矿山企业。然而在采矿过程及堆积的矿渣中产生的含有镉等重金属的废水却直接长期流入周围的环境中，在当地的水田土壤、河流底泥中产生了镉等重金属的沉淀堆积。镉通过稻米进入人体，首先引起肾脏障碍，逐渐导致软骨症，在妇女妊娠、哺乳、内分泌不协调、营养性钙不足等诱发原因存在的情况下，使妇女得上一种浑身剧烈疼痛的病，叫痛痛病，也叫骨痛病，重者全身多处骨折，在痛苦中死亡。从1931年到1968年，神通川平原地区被确诊患此病的人数为258人，其中死亡128人，至1977年12月又死亡79人。（8）日本，米糠油事件：1968年日本九州爱知县一个食用油厂在生产米糠油时，因管理不善，操作失误，致使米糠油中混入了在脱臭工艺中使用的热载体多氯联苯（PCBs） ，造成食物油污染。由于当时把被污染了的米糠油中的黑油用去做鸡饲料，造成了九州、四国等地区的几十万只鸡中毒死亡的事件。许多人食用后中毒，病人初期症状是皮疹、指甲发黑、皮肤色素沉着、眼结膜充血，后期症状转为肝功能下降、全身肌肉疼痛等，重者会发生急性肝坏死、肝昏迷，以至死亡。1978年，确诊患者人数累计达1684人。世界著名的六大污染事故：（1）意大利塞维索化学污染事故 ：1976年7月意大利塞维索一家化工厂爆炸，剧毒化学品二恶英扩散，使许多人中毒。事隔多年后，当地居民的畸形儿出生率大为增加。（2）美国三里岛核电站泄漏事故 ：1979年3月，美国宾夕法尼亚州三里岛核电站反应堆元件受损，放射性裂变物质泄漏，使周围50英里以内约200万人口处在极度不安之中，人们停工停课，纷纷撤离，一片混乱。（3）墨西哥液化气爆炸事件 ：1984年11月，墨西哥城郊石油公司液化气站54座气储罐几乎全部爆炸起火，对周围环境造成严重危害，死亡上千人，50万居民逃难。（4）印度博帕尔毒气泄漏事故 ：1984年12月，美国联合碳化物公司设在印度博帕尔市的农药厂剧毒气体外泄，使2500人死亡，20万人受害，其中5万人可能双目失明。 （5）前苏联切尔诺贝利核电站事故 ：1986年4月，前苏联基铺地区切尔诺贝利核电站4号反应堆爆炸起火，放射性物质外泄，上万人受到伤害，也造成了其他国家遭受放射性尘埃的污染，中国的北京上空也检测到这样的尘埃。（6）德国莱茵河污染事故：1986年11月，瑞士巴塞尔桑多兹化学公司的仓库起火，大量有毒化学品随灭火用水流进莱茵河，使靠近事故地段河流生物绝迹，成为死河。100英里处鳗鱼和大多数鱼类死亡，300英里处的井水不能饮用，德国和荷兰居民被迫定量供水，使几十年德国为治理莱茵河投资的210亿美元付诸东流。3、十大环境问题全球环境变暖；臭氧层破损；酸沉降加剧；大气污染严重；淡水资源危机；固体废弃物弃置；生物多样性减少；森林面积锐减；土壤退化和沙漠化；资源匮乏先驱者敲响警钟地理学家马思（Marsh）：人与自然：人类活动改变了的自然地理地理学家托马斯（Thomas）：人类在改变地球表面的作用生物学家卡逊（Carson）：寂静的春天社会科学家马尔萨斯（Malthus）：人口原理经济学家福格特（Vogt）：生存之路罗马俱乐部：增长的极限全球共识1972年联合国人类环境会议在斯德哥尔摩举行，通过了人类环境宣言及行动计划，通过了将每年的6月5日作为世界环境日的建议，成立了联合国环境规划署UNEP;联合国教科文组织大会通过了保护世界文化和自然遗产公约（1975年生效）。1974年世界人口会议召开，通过世界人口行动计划；世界粮食会议召开，通过消除饥饿及营养不良的世界宣言。1980年联合国环境规划署UNEP及世界银行等10家多边援助机构通过了关于经济开发中的环境政策及实施程序的宣言；国际自然和自然资源保护同盟IUCN（International Union for the Conservation of Nature and Natural Resources）/世界自然基金会WWF（World Wide Fund for Nature）发表世界自然资源保护大纲； 美国政府出版公元2000年的地球，预言21世纪将面临更严重的环境问题。1981年联合国召开新能源及可再生能源会议，通过了增加新能源及可再生能源利用的行动计划。1982年联合国人类环境会议10周年纪念会议在内罗毕召开，通过内罗毕宣言。1983年OECD设置环境影响评价与开发援助特别团体。1984年联合国成立世界环境与发展委员会WCED；世界银行制定环境政策与实施程序。1985年第三届环境部长级会议召开，通过了环境：未来的资源宣言及在环境援助计划和项目中有关环境影响评价的理事会建议等。1987年联合国世界与环境发展委员会WCED通过了东京宣言，并公布我们共同的未来报告书，提出了许多以可持续发展为中心思想的建议。1990年欧盟委员会EU首脑会议通过环境宣言。1991年世界银行、联合国环境规划署UNEP、联合国发展计划署UNDP设立全球环境基金会GEF；41个发展中国家环境与发展部长级会议在北京举行，发表了北京宣言。1992年“联合国环境与发展大会”在巴西里约热内卢召开，通过了里约热内卢环境与发展宣言和21世纪议程-可持续环境与发展行动计划，通过了森林原则声明、气候变化框架公约、生物多样性公约，出席会议的非政府环保组织通过了消费和生活方式公约。 2002年 南非约翰内斯堡 联合国可持续发展大会2007年12月 印尼巴厘岛 气候变化会议2009年12月 丹麦哥本哈根 世界气候大会2010.12 坎昆会议2011.11-12月 南非德班联合国世界气候大会清洁发展机制(CDM)国际碳交易市场 （四）环境革命（绿色文明）1、在物质层面，环境革命呼吁对现有的物质生存方式以及相应的技术手段进行变革2、在体制层面，环境问题需要进入政治结构、法律结构和经济结构中，使环境保护制度化3、在价值层面，环境革命要求人类的价值观念在对待自然、对待后代、对待贫穷的关系上发生革命性的变化20世纪全人类共同保护地球环境的三大宣言一、1972年人类环境宣言联合国人类环境会议于1972年6月5日16日在斯德哥尔摩召开，有113个国家1300多名代表参加。中国出席了此会。这是世界各国政府代表第一次坐在一起讨论环境问题，讨论人类对于环境的权利与义务的大会。会议的目的是：促使人们和各国政府注意人类的活动正在破坏自然环境，并给人类的生存和发展造成严重的威胁。会议通过了划时代的历史性文献人类环境宣言，郑重申明：人类有权享有良好的环境，也有责任为子孙后代保护和改善环境；各国有责任确保不损害其他国家的环境；环境政策应当增进发展中国家的发展潜力。二、1982年内罗毕宣言为了纪念联合国人类环境会议10周年，促使世界环境的好转，国际社会成员国于1982年5月10日至18日在内罗毕召开了人类环境特别会议，并通过了内罗毕宣言。在充分肯定了斯德哥尔摩人类环境宣言的基础上，针对世界环境出现的新问题，提出了一些各国应共同遵守的新的原则。内罗毕宣言指出了进行环境管理和评价的必要性，和环境、发展、人口与资源之间紧密而复杂的相互关系。宣言指出：只有采取一种综合的并在区域内做到统一的办法，才能使环境无害化和社会经济持续发展。宣言告诫人类因为贫困和浪费，都会过度开发其环境，必须用计划手段予以调节。宣言反对核战争的威慑和军备竞赛，反对种族歧视和殖民主义。这对人类环境会有极大的好处。三、 1992年里约环境与发展宣言1992年6月3日至4日，联合国环境与发展大会在巴西里约热内卢举行。183个国家的代表团和联合国及其下属机构70个国际组织的代表出席了会议，102位国家元首或政府首脑亲自与会。与1972年旨在唤醒人们的环境意识的斯德哥尔摩人类环境会议相比，这次会议不但提高了对环境问题认识的广度和深度，而且把环境问题与经济、社会发展结合起来，树立了环境与发展相互协调的观点，找到了在发展中解决环境问题的正确道路，即被普遍接受的可持续发展战略。会议通过了里约环境与发展宣言。这是一个有关环境与发展方面国家和国际行动的指导性文件。它确定了可持续发展的观点，第一次在承认发展中国家拥有发展权力的同时，制定了环境与发展相结合的方针。中国在行动1972年6月我国派代表团出席了斯德哥尔摩的联合国人类环境会议，标志着我国把环境保护工作正式列入议程。斯德哥尔摩会议以后，在周恩来总理的关心下，于1973年8月5日至20日，国务院委托国家计委在北京召开了全国第一次环境保护会议，会上总结了我国建国以来正反两方面的经验，并在吸取国际上的“公害”教训的基础上，确定了我国的环境保护的“三十二字“方针。我国环境保护方针是“全面规划，合理布局，综合利用，化害为利，依靠群众，大家动手，保护环境，造福人民”。会议还制定了关于保护和改善环境的若干规定（试行草案）。1974年5月，国务院批准成立国务院环境保护领导小组及办公室。随后，各省、自治区、直辖市和国务院有关部局也相应设立了环境保护管理机构。1979年9月13日，五届人大常委会第十一次会议原则通过中华人民共和国环境保护法（试行），并予以颁布。它是我国环境保护的基本法，为制定环境保护方面的其它法规提供了依据。确定了环境保护的基本方针（即三十二字方针）和“谁污染，谁治理“政策，明确要建立机构，加强管理。它标志着我国环境保护工作开始走上法制的轨道。1982年12月4日，五届人大五次会议通过中华人民共和国宪法，这部宪法在环境保护方面的规定比较详细、具体。如“国家保护环境和改善生活环境和生态环境，防治污染和其他公害”，“国家保障自然资源的合理利用，保护珍贵的动物和植物”，“国家保护名胜古迹，珍贵文物和其他重要历史文化遗产”等。从1973年以来，我国从中央到地方陆续建立了管理机构和科研教育机构。1984年成立国务院环境保护委员会，并将城乡建设环境保护部环境保护局改为国家环保局。各省（区）、市（地）县也成立了相应的环境保护局，形成了相应的环境管理体系。1983年12月31日至1984年1月7日，国务院在北京召开了第二次全国环境保护会议，这次会议在总结过去十年环境保护工作经验教训的基础上，提出了到本世纪末我国环境保护工作的战略目标、重点、步骤和技术政策。会上，李鹏总理代表国务院宣布“保护环境是我国的一项基本国策”。提出了“三建设、三同时、三统一”（即经济建设、城乡建设、环境建设，同步规划、同步实施、同步发展，实现经济效益、社会效益和环境效益的统一）的战略方针，确定了强化环境管理作为环境保护工作的中心环节。1978年3月5日，五届人大一次会议通过的中华人民共和国宪法明确规定：国家保护环境和自然资源，防治污染和其他公害。1989年召开的第三次全国环境保护会议上，在继续推行原来三同时制度、环境影响评价制度和排污收费制度的同时，又正式提出了环境管理的新五项制度：环境保护目标责任制、城市环境综合整治定量考核、排放污染物许可证制度、污染集中控制和污染限期治理等五项制度。前三项和后五项总称八项管理制度。1989年12月26日第七届人大常委会第十一次会议通过环境保护法，并从公布日起施行。该法的颁布标志着我国环境保护法制建设跨进了新阶段。新的中华人民共和国环境保护法把在实践中行之有效的制度和措施以法律的形式固定下来，这就形成了由环保专门法律、国家法规和地方法规相结合的环保法律法规体系。1992年8月，在联合国环境与发展大会以后不久，党中央、国务院又批准了我国环境与发展的十大对策。这十大对策吸取了国际社会的新经验，总结了我国环境保护工作20余年的实践经验，集中反映了当前和今后相当长的一个时期我国的环境保护政策。在联合国环发大会之后的一年多时间内，我国就组织制定了中国21世纪议程。1994年3月国务院批准了中国21世纪议程中国21世纪人口、环境与发展白皮书，它将环境问题与人口、资源、发展等问题一起统筹考虑，把可持续发展原则贯穿到各个领域。1996年7月，国务院召开了第四次全国环境保护大会，会议确定了国家环境保护“九五”计划和2010年远景目标，明确了要实行经济体制和经济增长方式这两个根本转变，把科教兴国和可持续发展作为两项基本战略。发布了国务院关于环境保护若干问题的决定，部署了污染物排放总量控制计划和跨世纪绿色工程规划。2002年1月，国务院召开第五次全国环境会议，制定“十五”期间环保工作，要抓紧三峡库区和南水北调工程沿线的水污染治理。2006年4月，国务院召开第六次全国环境会议，落实科学发展观，建设和谐社会。第一章 环境与文明的关系宇宙中产生生命的环境条件先决条件：行星的中心恒星必须具有足够长的稳定期。那些质量大、光度高、演化快的恒星，其稳定期只有几千万年到几亿年，因此没有足够的时间产生生命；而质量小于1.3个太阳质量的恒星，虽然有足够的稳定期，但却不一定能提供生命演化所需要的能量。宇宙中产生生命的环境条件必须落在中心恒星的生态圈之内；必须具有适中的体积和质量运转条件要适宜；自身必须具有一定强度的磁场；在化学成分上，要有足够丰富的重元素。环 境自然环境：大气、水、土壤、生物社会环境：聚落、生产、交通、文化等自然环境要素：大气、水、土壤、生物、阳光环境要素特点：服从最小限制律；具有等值性；整体性；联系性环境是文明依存的物质基础，对文明的产生、发展、乃至消失都起重要作用！文明的进步、发展对环境有能动反作用文明对环境的反作用： 积极的推动作用消极的破坏作用农业发展对人类社会的深刻变革 农业的发展使人口增长的速度比过去大大加快 农业发展导致了一系列的技术发明创造，极大地提高了人类改造征服自然的能力 农业发展至今已经使陆地生物圈结构发生重大变化，成为全球生态环境恶化的一个主要诱发因素 农业发展在全球许多地区导致了严重的水土流失和荒漠化 服饰需求的环境压力 在农业方面：为了生产出更多的棉毛等动、植物纤维，满足不断增长的人口的生活需要，不断扩大的棉麻种植面积，需要开垦更多的土地，越来越多的森林和草原被耕地代替；毛纺工业对动物纤维需求的增长，刺激了畜牧业牲畜数量的增加，加大了草原的生态压力，过度放牧导致了草原地区的荒漠化 在生态环境方面：为了获取各类宝石玉器和金银而进行的矿产开发活动，其规模也随着文明的进程、人口的增加而不断扩大，这些矿产开发活动对矿区植被和生态环境的破坏是一个古老的环境问题，这个问题仅仅是规模巨大的整个采矿业对环境破坏的问题的一部分，古代金银矿石的冶炼是采用当地木材烧成的木炭，原始的冶炼方法需要大量的木炭，往往使冶炼场所的森林消耗殆尽 居住进步的环境代价 不同历史时期人类居所，其建筑材料和技术水平直接反映了物质文明的进程，建筑活动是人类生产影响自然环境的重要途径之一 将许多生物圈最有活力的部分变为坚硬的不毛之地 建材业的进步及生产.规模的不断扩大，成为人类社会活动影响生态环境重要方面 交通进步的环境成本 交通工具的制造业已成为消耗自然资源重要部门 运输工具运行所建立的庞大基础设施系统，是人类动用最强大技术手段大规模改造自然的结果 交通运输系统所消耗能源导致了大气污染、酸雨和温室效应等一系列严重环境问题 化石燃料的功过 能源利用的水平是人类文明进步的一个重要标志 同时也成为环境污染、生态破坏的重要因素 ： 开采过程的环境影响 运输过程中的环境影响 加工过程中的环境影响 利用过程中的环境污染现代工业的出现，使得人类对环境的改造达到了前所未有的高度和强度。工业原料的采集、制备；运输；加工，操作，处理；包装等等，几乎工业运作的每一步过程都会对环境产生冲击。不同的工业部门，冶金、机械制造、汽车生产、航天航空、轻纺、日化、印染等等都或多或少对环境产生冲击。所以说从不同的角度都说明，工业文明对环境的冲击是不容忽视的，是巨大的。环境问题1. 环境污染：有害物质（化学、物理、生物）对大气、水体、土壤、动植物的污染2. 环境破坏：生态系统的破坏，土壤沙化、物种濒危、森林锐减、资源枯竭几个概念1、环境本底:自然环境在未受污染的情况下，各种环境要素中的某污染物的基线含量。又称环境背景值。2、环境容量：一个特定的环境或一个环境单元所能容纳某污染物的最大负荷量。 环境容量环境标准值环境背景值3、环境自净：污染物进入环境后，在物理、化学、生物的作用下，逐步消除污染物达到自然净化的过程。4、环境污染：进入环境中的化学、物理和生物因素超出了环境容量，即超过了环境的自净能力，产生污染。5、环境要素：大气污染、水体污染、土壤污染6、污染因素：化学污染、物理污染、生物污染第二章 化学污染2.1 大气污染 Air Pollution大气污染的含义：介入大气中的化学物质（如烟尘、CO、CO2、SOx、NOx、碳氢化合物等各类无机物和有机物）、能量（如光、声、磁、热等）和微生物（如病菌、病毒等）超过了大气环境容量，从而直接或间接地对人类的生活、生产和身体健康等方面产生不良影响的现象。2.1.1 大气层的结构与组成对流层特征： 气温随高度升高而下降；集中了大气中空气的90.9%；云、雾、风、降水主要天气现象的发生地；大气污染物的产生、迁移、转化的主要发生地；下热上冷，造成空气强烈对流；气温垂直递减率：每上升单位高度时气温的降低值逆温：温度随高度升高而升高，不利于污染物扩散。平流层：特征： 温度分布随高度增加而增加；无上下对流的大气运动，大气稳定，污染物难以扩散；平流层15-35km内，形成了臭氧层。常见的大气污染物排放人为源：工业排放；农业排放；城市建设；交通尾气；燃料燃烧2.1.3 主要大气污染物与全球环境问题大气污染物的分类按来源：初生污染物：SO2 NO NO2等 次生污染物：H2SO4 NO2 HNO3等按状态：气态污染物：SO2 、NO2等 颗粒态污染物：硫酸雾、硝酸雾等按化学组成：有机污染物：碳氢化合物等 无机污染物：CO2 、 NOX 、 SOX等主要大气污染物类型含碳化合物（碳氧化物 ）： CO、CO2含硫化合物： SO2、硫酸及硫酸（盐）含氮化合物（氮氧化物 ）： NO、NO2，N2O碳氢化合物：烷烃、烯烃和芳烃 光化学氧化剂：O3、过氧化物、PAN含卤素化合物：CFCs、Halon（哈龙）类颗粒物：TSP、PM10一、含碳化合物1.CO 来源：森林火灾、叶绿素分解、海洋生物作用、燃料燃烧等环境效应：与O2争夺血红蛋白，使人中毒；抑制植物光合作用； 2. CO2来源：火山爆发、动植物呼吸、森林火灾、燃料燃烧、森林破坏、海洋脱气等 环境效应：CO2浓度 温室效应温室气体： CO2、CFCs、CH4、N2O 、O3等1530种气体温室效应形成机制 温室效应的影响：1. 冰雪融化,海平面上升2. 全球气候变化：高温、干旱、洪涝、暴风雨3. 影响生态系统：土壤、湿地、森林生态系统替换4. 疾病增加截至2004年，主要工业发达国家的温室气体排放量在1990年的基础上平均减少了3.3%，但美国的排放量比1990年上升了15.8%。二、含硫化合物1. SO2来源：火山爆发、含S燃料的燃烧、工业过程环境效应：无色、有刺激性气味的气体能刺激人眼、皮肤，损伤呼吸器官，损坏植物叶片，抑制作物生长对金属、建材有腐蚀作用通过光化学氧化，最终转变成H2SO4或硫酸盐 酸雨2. H2SO4和硫酸雾H2SO4的来源：SO2的氧化、工业排放硫酸雾形成：污染物（H2SO4和硫酸盐）气象条件（气温低、湿度大、逆温）颗粒气溶胶（作为凝结核）酸雾的影响：眼结膜炎、角膜坏死、皮炎皮肤溃疡、支气管炎、肺炎案 例：伦敦烟雾事件 硫酸雾、颗粒物协同作用3、 含氮化合物1. N2O化学活性差，是主要温室气体之一；寿命长，可传输到平流层，发生光解生成NO。2. NOxNO:无色无刺激性活泼气体，与CO性质相似。NO2:红棕色刺激性臭味气体； 对呼吸器官有强烈刺激作用, 能引起肺肿、肺癌； 通过光化学氧化，最终转变成HNO3或硝酸盐 酸雨酸雨的定义：pH小于5.6的酸性降水酸雨形成机理1.酸性物质形成：SO2 H2SO4 NOx HNO32.降水的酸化过程：雨除（云内清除）；冲刷（云下清除）各国降水酸度与成分地点pH SO42- NO3- Ca2+ NH4+重庆4.1 13.0 1.4 1.5 1.2北京6.7 13.0 3.1 3.7 2.5瑞典4.3 3.4 1.9 0.3 0.6美国4.0 6.0 2.4 0.3 0.2酸雨的危害：植物生长；土壤生态系统；水生生态系统；腐蚀：建筑物、古文物、雕塑、材料；人体健康四、碳氢化合物种类：烷烃、烯烃、芳香烃、炔烃、多环芳烃等危害：与NOX协同作用，产生光化学烟雾。 CH4是温室气体，加剧温室效应。五、光化学氧化剂大气中氧化性很强的一组化合物，包括O3、过氧化物、过氧乙酰硝酸酯（PAN）。是由NOx和碳氢化合物等通过光化学反应生成的二次污染物。光化学烟雾形成条件：强阳光照射 污染物（NOX，碳氢化合物） 气象条件（逆温）化学特征：有色烟雾、具强氧化性和刺激性、刺激人眼和呼吸器官、植物叶片变白枯萎、橡胶开裂、大气能见度降低案例：洛杉矶光化学烟雾事件伦敦烟雾与洛杉矶烟雾的比较项目伦敦型洛杉矶型污染物颗粒物、SO2、硫酸雾等碳氢化合物、NOx、O3、PAN、醛类等燃料煤汽油、煤气、石油季节冬夏、秋气温低（4以下）高（24 以上）湿度高低日光弱强出现时间白天、夜间连续白天毒性对呼吸道刺激作用，严重时导致死亡对眼和呼吸道有强烈刺激作用，O3等强氧化剂有强氧化破坏作用，严重时导致死亡六、含卤素化合物主要类型：CFCs（氟利昂类）； 哈龙类危害：消耗臭氧，破坏臭氧层。臭氧层破坏的危害：对人体健康的影响（白内障、皮肤癌、免疫力下降）；对水生生态系统的影响；影响植物正常生长；对全球气候的影响七、颗粒物基本概念总悬浮颗粒物（TSP）： 用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集到的颗粒物的总质量。其粒径多在100m以下，尤以10m以下最多。飘尘：其粒径主要是小于10m的颗粒物。可吸入粒子（PM10）：易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子。ISO将其定为DP10m。降尘：其直径大于10m的颗粒物。沙尘暴：裸露的沙尘是沙尘暴形成的物质基础2.1.4 大气污染的危害及防治对策1、 对人体健康的危害引起鼻粘膜肿胀、支气管发炎、哮喘、呼吸机能障碍。某些重金属过量吸入人体，导致机体急性中毒。病毒性污染物进入人体后，诱发各种疾病，甚至诱发各种癌变和遗传基因突变。由于空气污染，英国在60年代初期气管炎死亡率高达67.8%，美国加利福尼亚洲1950-1960年呼吸道疾病增加一倍，肺气肿死亡率增加9倍。日本、西欧各国20年里，呼吸道疾病增加9倍。目前世界各国的肺癌发病率和死亡率都已经上升，特别是一些工业发达国家的情况更为明显，而且城市的肺癌发病率和死亡率都高于农村。这种状况足可以说明，环境中的污染物是肺癌发病和致死率升高的主要因子。2、 对动植物的危害对动植物生长造成影响，产生病变对动植物生存的生态系统造成影响3、 对材料的危害如对纺织衣物、皮革、金属制品、建筑材料、文化艺术品等，造成化学性损害和玷污损害。 4、 对大气的影响对气候产生影响：如二氧化碳等温室气体的增多会导致地球大气增暧，导致全球天气灾害增多。又如烟尘等气溶胶粒子增多，使大气混浊度增加，减弱太阳辐射，影响地球长波辐射，可能导致气候异常。造成酸性降雨：对农业、林业、淡水养殖业等产生不利影响。破坏高空臭氧层：形成臭氧空洞，对人类和生物的生存环境产生危害。大气污染的防治对策控制大气污染源：合理布局，科学规划防止或减少污染物的排放：改革能源结构；提高燃料的品质；对燃料进行处理；改进燃烧装置和燃烧工艺；采用清洁生产工艺；节约能源，开展资源综合利用；加强管理，减少事故性排放；改进汽车排气装置，更换汽车的燃料类型。治理排放的主要污染物颗粒污染物治理技术：重力沉降；旋风除尘；湿式除尘器除尘；过滤式除尘器除尘；电除尘器除尘气态污染物治理技术：1.吸收法2.吸附法3.催化法4.燃烧法 污染的法制管理2.2 水体污染 Water Pollution2.2.1 水体概况水体的定义：指河流、湖泊、沼泽、地下水、冰川、海洋、地表和地下等贮水体的总称。它包括水和水体中各种物质、水生生物及底质。天然水的定义：在特定自然条件下形成的，含有许多溶解性、非溶解性物质，组成成分复杂的综合体。水体自净：污染物质进入了天然水体后，通过一系列的物理、化学和生物因素的共同作用，使水体中污染物的浓度降低，这就是水体的自净作用。2.2.2 水体污染在一定的时间和空间范围内，如果有大量的污染物质排放到水体，超过了水体的环境容量和自净能力，引起水质恶化，影响了水体原有功能，这就是水体污染。来源：自然因素：大气降落物、岩石风化、自然分解人为因素：工业废水：量大、面广、成份复杂、毒性大、难净化 农业废水：富含有机质、营养盐、化肥、农药、病原微生物 生活污水：含大量N、P、S等营养物质、病原微生物水体中污染物的分类：耗氧污染物；致病污染物；合成有机物；植物营养物；沉积物；无机物及矿物质；放射性物质；热污染2.2.3 水质指标和水质标准物理指标：颜色；浊度；温度；电导率；悬浮固体；溶解固体；放射性等化学指标：pH；硬度；DO；COD；BOD；TOC；TOD；重金属等生物指标：细菌总数、大肠菌群数、各种病原体水质标准：地表水环境质量标准 GB 3838-20022.2.4 水环境问题淡水资源危机；海洋环境污染；地下水问题；富营养化现象；水污染公害事件淡水资源危机发生原因：淡水资源少；分布不均；使用量大，利用率低；污染严重海洋环境污染发生原因：油轮事故性排放；海上石油开采；工业废水排放；大气中石油烃类降落地下水问题表现在两方面：地下水污染；地下水过度开采水位下降 地面下降富营养化现象：由于自然或人为原因使大量N、P等营养物质进入水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，使鱼类或其他生物大量死亡、水质恶化的现象。富营养化类型：赤潮；水华富营养化状态判断标准：营养物质浓度；藻类所含叶绿素a的量；湖水透明度；溶解氧水污染公害事件水俣事件：1953年日本熊本县水俣湾 主要污染物：甲基汞骨痛病事件：1955年-1972年日本富山 平原神通川流域 主要污染物：镉2.2.5 水体污染的危害危害健康：发病率、死亡率增高，新生儿畸形率增加影响生产：工业生产；农业生产；渔业生产2.2.6 水污染的防治对策制定水环境质量标准；清洁生产；建立污水处理系统；生态恢复技术；加强水资源规划管理；教育公众制定水环境质量标准水质标准： GB3838 2002 地表水环境质量标准排放标准： GB89781996 污水综合排放标准 清洁生产：技术改造，改进工艺；一水多用，重复利用；用水定额，减少耗水量；从污水中回收有用物质污水处理生态恢复技术：利用土壤的慢速处理、渗滤、表面径流、人造湿地、水生植物处理系统对污水进行自然净化。加强水资源规划管理1、水源规划与其它规划同步进行2、以规划为依据，合理开发3、制定水资源综合利用开发规划4、浓度管理 总量控制管理教育公众：1立方米水可用于发电100千瓦时，织布200米，炼钢150公斤，生产化肥250公斤；而一个关不紧的水龙头“滴答”漏水，一年可浪费312立方米水地球上的水资源空间分布不均：世界淡水量的1/5贮存在贝加尔湖， 1/5贮存在北美五大湖。长江流域及以南地区，水资源总量占全国的81，耕地只占36时间分布不均：年内分布不均，年际变化很大，降水集中工矿企业用水单耗高，循环用水率低农业采用大水漫灌，利用率低节水意识薄弱水污染防治重点抓三河(淮河、辽河、海河)、三湖(太湖、滇池、巢湖)2.4 固体废弃物污染 Waste Pollution固体废弃物的定义：人类在生产和生活过程中产生的由于不再需要或者失去利用价值而被遗弃的固体或半固体物质。固体废弃物的分类：城市垃圾、工业固体废物、矿业固体废物、农业固体废物、放射性固体废物固体废弃物的危害1、 侵占大量土地，给生态环境造成危害。2、 “白色污染”不仅影响环境卫生，而且破坏土地结构，造成农作物减产。3、 占据河道、堵塞水流，污染水体。4、 露天堆放，臭气熏天，蚊虫滋生，成为传染病的发源地。5、 固废中的有害元素和重金属，长期堆埋造成土壤和地下水严重污染。固体废弃物的防治固体废弃物处置三原则：减量化、资源化、无害化减量化：清洁生产：改革工艺，提高产率，减少用量提高产品质量资源化：一、做到垃圾分类；二、资源化利用粉煤灰和炉渣建筑材料有机废物堆肥填埋场气体(甲烷)能源利用各种纸制品再生纸无害化：收集、运输密封；处置卫生填埋、焚烧、堆肥垃圾焚烧发电厂；垃圾填埋场2.5 化学品污染l 2001年5月23日，包括中国在内的90个国家在瑞典斯德哥尔摩签署了“关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约”（POPs公约），根据该公约，各缔约国将通过法律，禁止或限制使用12种对人体健康和自然环境特别有害的持久性有机污染物。l 首批列入关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约受控名单的12种POPs有意生产有机氯杀虫剂：滴滴涕、氯丹、灭蚁灵、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、毒杀酚；有意生产工业化学品：六氯苯和多氯联苯；无意排放工业生产过程或燃烧生产的副产品：二恶英（多氯二苯并-p-二恶英）、呋喃（多氯二苯并呋喃）l POPs特性1. 持久性 2. 低水溶性，高脂溶性3. 生物蓄积性4. 高毒性5. 半挥发性和长距离迁移性:“全球蒸馏效应”和“冷浓缩现象”一、多氯联苯（PCB）l 用途：稳定剂（润滑油、绝缘油、增塑剂、油漆、热载体、油墨等）l 危害：急性中毒，是一种致癌因子（米糠油事件）二、农 药l 农药由于其化学性质不同，对人体的影响也不同。环境中的农药，可以通过消化道、呼吸道和皮肤等途径进入人体。其中有机磷和有机氯农药污染是造成人体急性或慢性中毒的主要污染物。三、环境激素 l 近年来，生物界发生的生殖变异、人类生殖系统肿瘤发病率的升高趋势引起人们的广泛关注，许多研究提示这些现象与环境污染有关。l 一些化学污染物在生物体内具有激素样或抗激素样作用，从而干扰机体的内分泌平衡。这类环境污染物被称为“环境类激素污染物”或“内分泌干扰物质” 。l 1997年WHO报告的76例种具有环境类激素作用的化学物质中，包括农药DDT、一直用于电器产品和其他塑料制品的邻苯二甲酸酐类、润滑油添加剂中的已二酸，以及聚苯乙烯、壬酚、酞酸酯等，其中二恶英(TCDD)、多氯联苯(PCB s)等最具代表性。 四、电子废弃物 l 个人电脑，由700多种化学原料组成，其中一半以上对人体有害。l 据一个非盈利组织“硅谷有毒物质联盟”的估计，2004年美国3.15亿台废弃电脑中将含有5亿千克铅、90亿千克镉、18万千克水银和54万千克铬。l 2002年欧盟关于在电子电气设备限制使用某些有害物资的指令规定自2006年7月1日起禁用电脑内的“六大杀手”，分别是：铅、镉、汞和六价铬等四种重金属和用于阻燃的溴化阻燃剂多溴联苯（PBB）和多溴联苯醚（PBDE）。 五、手性化合物反应停事件二恶英l 是一种剧毒物质，相当于氰化钾毒性的三百倍。不仅具有致癌性，而且具有生殖毒性、免疫毒性和内分泌毒性，一旦摄人不易排出；世界卫生组织国际癌症研究中心将其列入一级致癌物名单。 l 主要污染来源是垃圾焚烧、汽车尾气排放、除草剂生产及纸浆氯化漂白等生产过程，其主要通过食物、水、土壤、尘埃、空气进入人体。 居住环境中的化学污染 (一）建筑装饰材料及室内空气污染 l 据统计，全球近一半的人处于室内空气污染中，室内环境污染已经引起35.7%的呼吸道疾病，22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。在建筑装饰材料中，对人体健康危害最大的是甲醛、苯系物、氨、氡等。 甲醛 l 是制备酚醛树酯、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、建筑人造板（胶合板、纤维板、刨花板）、胶粘剂（107胶、酚醛胶、脲醛胶）等的重要化工原料，居室内的甲醛主要由各种建筑人造板、木质复合地板、层压木质板家具和胶粘剂等挥发出来。 l 嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常、免疫功能异常 l 甲醛浓度为 0.06-0.07mg/m3时，儿童就会发生气喘；l 浓度为0.1 mg/m3时，就有异味和不适感，会刺激眼睛而引起流泪；l 浓度高于0.1 mg/m3时，将引起咽喉不适、恶心、呕吐、胸闷、咳嗽和肺气肿；l 含量达到30 mg/m3时，便能致人死亡。l 长期接触低剂量甲醛可以引起慢性呼吸道疾病、女性月经紊乱、妊娠综合症，引起新生儿体质降低、染色体异