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1、环境化学初步 环境化学是环境科学的一个分支学科。它主要是运用化学的理论和方法，鉴定和测量化学污染物在大气圈、水圈、土壤-岩石圈和生物圈中的含量，研究它们在环境中存在形态及其迁移、转化和归宿的规律。 环境化学是在无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、化学工程学的基础上形成的。人们对于水化学、大气化学、土壤化学等早就开始研究，但主要是围绕着资源的开发和利用进行的，很少注意环境污染问题。后来，人们大量使用煤作燃料，底层大气中的二氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮以及颗粒物等含量不断增加，以至接连发生由煤烟引起的烟雾污染事件。 第二次世界大战后，又大量使用石油作燃料，出现了光化学烟雾污染问题，从而

2、使人们对大气的化学研究从还原性烟雾的研究，发展到氧化性烟雾的研究，包括对臭氧、过氧乙酰硝酸酯、烃类、醛类、酮类铅尘、酸雾的分布状况、生成机理和化学反应动力学的研究。 另外，核爆炸把放射性尘埃抛射至平流层，造成全球性放射性污染；飞机在平流层飞行，排出大量的氮氧化物等，对臭氧层有破坏作用，又使大气的化学研究的范围从对流层扩展到平流层。 随着城市的扩大和工业的发展，大量的生活污水和工业废水排入水体。进入水体的化学物质，或者通过饮水，或者通过食物链危害人体健康，促使人们对水体的化学研究从生化耗氧、自然净化、卫生学等方面的研究发展到水的环境毒理学、水生生态平衡等方面的研究。 进入水体的化学物质即使数量很

3、少，通过生物富集，最终也会危害人类。所以，化学物质的量的研究，也从常量发展到微量和痕量；对人体健康影响的研究，也从常量的急性中毒转向微量的慢性中毒。 化学肥料和农药的施用，以及工业和生活废弃物进入土壤，造成农药、重金届和其他化学物质在土壤中的积累，并进入农作物中。例如，日本的痛痛病事件，主要就是用含镉的矿山废水灌溉农田的结果；农药稻瘟醇进入稻秆在堆肥中分解为四氯苯甲酸，含有这种物质的肥料就可引起秧苗畸形。 因此，人们对土壤的化学研究也从研究土壤中化学物质的分布、积累、迁移、转化等方面的宏观研究，逐渐发展到从细胞水平研究其毒性影响，以及致畸致突变、致癌作用的机理等方面的微观研究上。 在此基础上，

4、尤其是60年代以后，对化学物质在大气、水体、土壤等自然环境中引起的化学现象的研究，发展迅速，一些原来不受重视的化学问题，从保护自然生态和人体健康的角度出发，成为重要的、急待解决的问题。 为了探讨这些问题，逐渐发展了新的研究方法和手段，提出了新的观点和理论，形成一门新的化学分支学科环境化学。另一方面，环境化学与环境科学的其他分支有着密切联系，因而它又是环境科学的一个组成部分。 目前环境化学的基础理论尚处于发展过程中，环境化学的研究领域主要有： 研究化学污染物在环境中的变化，包括迁移、转化过程中的化学行为、反应机理、积累和归宿等方面的规律。化学污染物质在大气、水体、土壤中迁移，并伴随着发生一系列化

5、学的、物理的变化，形成了大气污染化学、水污染化学、土壤污染化学和污染生态化学。 在环境这个开放体系中，参与反应的物质品种多，含量低，反应复杂，影响因素很多，促进反应的光能和热能又难以准确模拟。因此必须发展新的技术和理论来进行研究。如近年来运用系统分析方法，研究多元和多介质体系中污染物迁移和转化反应机理，就为进行环境污染的预测、预报，以及环境质量评价等提供了科学的依据。 环境化学分析是取得环境污染各种数据的主要手段。要得知化学物质在环境中的本底水平和污染现状，必须应用化学分析技术。环境中污染物种类繁多，而且含量极低，相互作用后的情况则更为复杂，因此要求采取灵敏度高、准确度高、重现性好和选择性也好

6、的手段。 环境化学分析不仅对环境中的污染物要做定性和定量的检测，还对它们的毒性，尤其是长期低浓度效应进行鉴定；这就要应用各种专门设计的精密仪器，结合各种物理和生物的手段进行快速、可靠的分析。为了掌握区域环境的实时污染状况及其动态变化，还必须应用自动连续监测和卫星遥感等新技术。 由于环境分析和监测的需要，必须在采样方法、样品保存方面，在信息传递、数据统计和处理方面，在分析方法和技术方面进行革新；必须在分析方法、样品、仪器设备方面实行规范化、标准化。 此外，污染物的生物效应是当前环境化学研究领域里十分活跃的研究课题，它综合运用化学、生物、医学三方面的理论和方法，研究化学污染物造成的生物效应，如致畸

7、、致突变、致癌的生物化学机理，化学物质的结构与毒性的相关性，多种污染物毒性的协同和拮抗作用的化学机理，污染物食物链作用的生物化学过程等。随着分析技术和分子生物学的发展，环境污染的生物化学研究取得很大进展，并与环境生物学、环境医学相互交叉渗透，成为当前生命科学的一个重要组成部分。 环境化学的兴起和发展，为人类保护、改善环境提供了化学方面的依据。一些研究课题日益受到人们的重视。如：大气平流层中臭氧层破坏的过程和速度，以及由此而造成的影响；农药、硫酸烟雾在大气中的反应动力学及其变化过程；酸雨的形成和危害；大气中二氧化碳的积累及其温室效应；致畸、致突变和致癌物质的筛选，以及污染物的致畸、致突变、致癌性

8、与其化学结构间的关系；有毒物质毒性产生的机理，拮抗和协同作用的机理，及其与化学结构的关系；新的污染物的发现和鉴定；分析方法的探讨和分析技术的改进；卫星监测系统和光学遥感系统的研制等。 第一节 全球性大气化学污染及其危害 目前，全球性出现的几个比较严重的大气化学污染问题，如温室效应加剧引起的全球增暖、臭氧洞的扩大及加深、酸雨的危害等。这些问题彼此相关，且均影响到全球生态环境的恶化和人类的健康。 (1) 超级温室效应 本来地球上燃料的燃烧所释放出来的CO2和和被植物、海洋、江河、湖伯吸收的CO2之间是保持平衡的，致使大气中的CO2浓度能维持在一定的范围内，而大气中的CO2、水蒸气、甲烷、氮氧化物等

9、室温气体允许太阳光中短波辐射部分透过并到达地面，使地球表面温度升高；同时大气又能有效地吸收太阳和地球表面发出的长波辐射，仅让很少一部分热辐射返回太空，这两个过程使地球表面保持相对稳定的温度，大气能使地表温差不超过几十度的作用称为温室效应。 近30多年来，由于世界人口翻番，工农业迅猛发展，各种燃料消耗量急剧增加，加上人类盲目性活动(诸如滥伐森林、烧山开荒、填湖围海造田等)，造成大气中CO2等温室气体含量逐年大量增加。据统计，全世界每年向大气排放CO2100亿吨，并且每年以2%速度递增。我国是世界上耗煤大国，也是CO2等温室气体最大的排放国。 大气中CO2的增多，使大气吸收和反射回地面的长波辐射能

10、增大，造成地球表面温度升高。事实上，1960 年前后30年对比，亚洲大部分地区平均气温升高0.51，西伯利亚地区气温平均升高1。温室效应的加剧将导致全球气候变暖，长此下去，会使高山冰川和南北极冰层融化滑动，海平面上升，沿海地区某些城市被淹没。 (2) 酸雨 酸雨主要是由大气中的废气SO2和NOx造成的。大气中的SO2、SO3、NO、NO2等与O2或H2O在固体烟尘(含Fe、Cu、V等)催化下形成H2SO4或HNO3, 所以酸雨的主要成分是H2SO4和HNO3。 世界上每年排入大气中的SO2约1.5亿吨，我国每年约1800万吨。酸雨对环境危害很大，使土壤、水体酸化，危机人类的健康和农、林、牧、渔

11、业的生产；腐蚀工厂设备桥梁、公路、建筑物，尤其是古文化遗迹。目前，世人公认世界上的三大酸雨影响区：西欧、北美和中国西南部，都是工业发达和工业快速发展地区。如美国东北部与加拿大交界地段的湖泊曾受到严重污染。八十年代我国酸雨仅限于川贵两广地区，到九十年代酸雨已从西南、华南地区，并且大多数省都发现过酸雨。尤其是贵州省的都匀市和四川的重庆市，例如都匀市降过pH=3.1的酸雨。近年来专家们发现我国城市大气环境污染从九十年代起已从过去的以SO2排放为主的煤烟型污染逐步转变为以氮氧化物为主的氧化性污染。例如北京118万辆汽车排放的尾气，已使我国首都成为全球大气污染严重的城市之一，对市民的呼吸系统和心血管系统

12、的危害难以估计。 (3) 臭氧层损耗 自1985年起观测事实表明，全球大气层臭氧总量锐减，臭氧层变薄，甚至先后在南极、北极上空发现了臭氧层空洞（如图）。1998年世界气象组织发表报告指出，过去几年一直出现在南极洲上空的臭氧空洞其面积已达27 20万平方公里(比北美洲还大)，且深度已切入大气平流层达24公里。当然，所谓臭氧空洞并非说该区域内已全无臭氧了，而是指某时间该地区的臭氧含量显著低于周边地区，远低于正常值。最近几年，人们又发现在欧洲上空、北半球臭氧层也在变薄，连北极臭氧层有高达2/3的部分已经受损。我国科学家也发现在青藏高原地区大气的臭氧含量明显低于周边地区，每年约以0.375%的速度减少

13、。据统计分析，大气中的O3每减少1%照射到地面上的紫外光线就增加2%，皮肤癌的发病率就增加4%左右，同时使患白内障眼疾的人数增多，还会损害人的免疫系统，妨碍生物的正常生长。 关于臭氧洞的成因，存在许多推测和假设，但总应包括自然变化过程和人类活动影响两个方面。对自然变化过程，人类至今知之甚少，但从人类活动影响的角度，普遍认为主要原因是目前主要用作制冷剂、清洗剂、发泡剂、杀虫剂的氟里昂(CF2Cl2、CFCl3等)的大量使用及排放，尤以冰箱、空调排放对臭氧层的破坏最为显著。氟里昂易挥发，不溶于水，进入大气平流层后，受紫外线照射产生的Cl原子可引发破坏O3的反应： 2O2 O + O3 CF2Cl2

14、 Cl + CF2Cl Cl + O3 ClO + O2 ClO + O Cl + O2 CF2Cl2化学性质相当稳定，在大气中可存在60200年。由以上可看出；Cl原子本身只做催化剂，但却长时间、反复地破坏着O3。 另一原因是日益增多的喷气机、汽车尾气和核爆炸产生的NOx释放到大气平流层，在紫外光下也引发破坏 O3的反应： 2O2 O + O3 O3 + NO NO2 + O2 NO2 + O NO + O2 NO可循环反应，实际上也起到催化剂的作用，使O3层遭到破坏。 为了保护臭氧层，联合国环境规划署制定了保护臭氧层的维也纳公约，1987年签订了“蒙特利尔协议”，禁止使用氟氯烃和其它卤代烃

15、，1990年进一步规定，于2010年全球完全停止氟氯烃的生产和排放。看来在世界范围内限制氟氯烃的生产、使用。开发研究氟氯烃代用品势在必行。但是，冰冻三尺非一日之寒，即使目前能写上停止相应工业废气的排放，五十年后臭氧层也未必能恢复到原来的状态，因此必须采取更为积极的措施，修复臭氧层。俄罗斯航空机械制造研究所提出在太空站安装激光辐射源，利用太阳能，向臭氧层发出激光，已发生下列合成O3的反应： O2 + O O3 6. 我国大气化学污染的防治 我国大气化学污染情况是严重的。主要原因是我国能源结构以煤炭为主，我国工业总体能耗大、设备陈旧、工艺落后、治污技术水平低；加之人口众多，广大农村及中小城市使用的

16、小炉灶造成的污染也是很严重的。其次，环境保护投入不足、执法不严、以罚代法，治理效率赶不上污染速度。另外，滥伐森林、破坏植被、填湖造田以及汽车尾气肆虐也是雪上加霜。 目前，世界各国根据本国具体情况，制定了大气质量标准。我国于1982年颁布了大气环境质量标准，并颁布了中华人民共和国大气污染治理法，于1988年6月起开始实施。1995年全国人大又通过了大气污染防治法，其重点是强化燃煤污染防治，规定不仅要防治由燃煤造成的污染，同时要控制SO2及NOx污染；遏制区域性的酸雨污染，加强机动车排气管理。目前，北京、上海、天津、广州、深圳等城市已下大决心改善这一现状，限制生产和使用铅汽油，所有汽车都必须安装尾

17、气净化装置；海南省提出2001年前要首创无氟省。 但是，从根本上来说要重新再造蓝色的天空，还必须采取有效的措施，大力开发使用洁净新能源，逐步减少化石燃料(煤、石油、天然气)的使用量，改变我国的能源结构；大力研究开发无污染生产工艺；禁止使用排放有损臭氧层的化学品；防尘治沙，植树造林，营造草地，绿化环境。 第二节 水体化学污染及其防治 水与生命关系关系极为密切，它是一切生命机体的组成部分（人体质量的2/3是水），又是生物新陈代谢的一种介质，并对生物体起着发散热量、调节体温的作用，因此，水与人类健康关系密切，并且是发展社会生产不可缺少的物质基础。 1. 水体化学污染 水体一般指河流、湖泊、沼泽、水库

18、、矿泉和海洋等天然谁的总称。水体污染是指自然水体中的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量，超过了水体的自净能力，导致水体的物理、化学性质发生有害于生态环境的变化。 水体的化学污染物主要有以下几类。 (1) 无机有毒物质：主要包括重金属离子、氰化物、氟化物和亚硝酸盐等。 重金属主要是汞、铬、镉、铅、镍、锌、铜、钴、锡等，镉和汞是毒性较大的元素。采矿、冶炼、合金制造、电镀、玻璃、油漆和颜料制造、照相材料、光电池、蓄电池、陶瓷、原子能反应堆等部门是含镉废水的主要来源。目前环境中的汞污染，主要是因为工业上汞流失的增加而造成的，其中以水银法制碱工业最为突出。其次是氯乙烯化工厂含汞催化剂废水，以及

19、硫化汞的生产、含汞农药、纸浆及造纸杀菌剂、电气设备、汞合金及医药生产中排出的废气和废水等。此外，由于汞易挥发，在某些冶炼厂的废气中含有汞蒸气。锌、镉、汞对生物的生理作用是极不相同的，微量锌是生物的必须元素，而镉和汞则相反。镉进入人体后，造成累积性中毒。首先损害肾脏，并能置换骨骼中的钙，导致骨质疏松和骨骼软化，使患者有无法忍受的骨痛感，故名“骨痛病”。经研究表明，含汞化合物在自然界中能转化为甲基汞Hg(CH3)2 。汞中毒以甲基汞最为严重。因为甲基汞在脂肪中比在水中溶解度大，进入人体后几乎全部被吸收，在人体内停留时间长。汞中毒，最先发现于日本九洲一个小镇“水俣”，故因此而得名为“水俣病”。其症状

20、是严重的中枢神经系统损伤、听力减弱和语言失控、四肢麻痹进而变形、失明等，甚至还造成遗传性危害，使胎儿畸形等。“水俣病”是甲基汞中毒的典型病例。因此，我国把镉和汞列为第一类污染物，而且烷基汞不得检出。 铅、铬毒性也很大，在铬矿冶炼、电镀、金属加工、制革、油漆、颜料、印染等工业的废水中都含有铬。在铬的化合物中Cr()的毒性最大，Cr()次之，Cr()和金属铬毒性最小。Cr()，有致癌作用，对消化道和皮肤具有刺激性。无论Cr()或Cr()，对鱼类、农作物皆有害，被我国列为第一类污染物。还有非金属砷、毒性与重金属相似。 含氰废水主要来源于电镀车间、选矿厂、农药厂、制药厂。含氟废水主要来源于玻璃厂、陶瓷

21、厂、晶体管厂、农药厂及电子工业。亚硝酸盐由含氮有机物生物降解产生，这类物质是致癌物。 (2) 有机有毒物质：主要有农药（DDT、六六六等有机氯农药）、醛、酮、酚以及多氯联苯、芳香胺、高分子聚合物、染料等。这些物质多来自于冶金、煤气、焦化石油化工、有机合成农药厂等工业废水。这些有毒物质有害于人体健康，如多氯联苯(PCB)、联苯胺对神经、肝脏、骨骼都有严重危害，甚至引起生殖障碍和可能致哀。报纸油墨中含有微量的，因此不能用报纸盛包食物。 每年全球约有数亿吨垃圾、600万吨铅等有害物质被倾入江河湖海，我国的生活和工业废水95%未经处理也流入江河湖海，全国90%以上城市水域污染严重。 2. 水体化学污染

22、的治理 水体污染的大户是工业废水，约占74%。因此，控制工业废水污染是关键。可以从以下几个方面入手。 (1) 改进生产工艺，发展无公害工艺，把污染物控制和消灭再生产过程中。例如禁止生产高毒农药；氯碱工业用隔膜电解法代替汞催化法，以取消汞污染；电镀工艺采用无氰、低铬电镀工艺以控制氰、铬的污染等等。 (2) 提高水循环率，力求少排或不排废水。 (3) 加强废水处理，必须达到国家规定的排放标准后再行排放。 废水处理就是应用各种技术将废水中的有害物质分离出去，或者将其转化为无害的物质，从而达到净化水的目的。常用处理无机物废水的化学方法有：沉淀法、中和法、氧化还原法、电解法等。 据报道，几年来我国淮河流

23、域各省关闭了1111家5000吨以下的造纸厂和3876家对环境严重污染的小企业，限期治理了1562家大中企业，打响了淮河治理的第一个战役。 第三节 土壤污染及其防治 土壤是由岩石风化而成的混合物。它是由矿物质、有机质、微生物、水分和空气五个部分组成的。矿物质与有机质紧密结合在一起，好像人体内的骨与肉。固体颗粒之间有大小不同的孔隙，仿佛是人体的血管，在其中充满水分和空气，孔隙内的水可以自由运行，好像人体的血液，孔隙中的空气经常与大气交换，类似于人的呼吸。这就是说，组成土壤的各种物质，都是相互联系、相互制约的有机整体。 土壤是人类赖以生存的重要条件。人类由土壤取得饮水和动物性及植物性食物，并从事各

24、项生产活动。土壤和人类之间保持着自然平衡的关系，在正常情况下，土壤不仅能传递各种营养成分，而且还能分解并滤除毒素(自净作用)，但由于人类排放“三废”于土壤，从而改变了土壤成分，降低农作物的产量和质量，危及人的健康。 土壤的污染物一般来自生活垃圾，地沟污水、污泥，工矿废水、废渣，被污染的大气以及施用的化肥、农药等。污染物的种类虽然很多，基本上仍可分为无机和有机两大类。本节主要介绍无机类污染物的危害与治理方法。 土壤污染对植物生长会造成危害，过多的铜、锰和磷酸等将会阻碍植物对铁的吸收，引起酶作用的减退，并且阻碍体内的氮气代谢，使植物得缺绿病。试验表明，土壤含量达到20mg/kg时，小麦就会枯死；如

25、果达到250mg/kg时，水稻也将枯死。受Cd、As、Hg等金属元素污染的土壤，更不利于植物的生长。实验证明，土壤中无机砷添加量达4010-4时，水稻的产量减少50，稻米中的含砷量也随之增加。有机砷化物(如甲基砷酸钙)对植物的毒性更大，：土壤中只要有0.710-4时，水稻即颗粒不收。长期使用硫铵化肥，其铵离子经过土壤的离子交换作用慢慢地被作物吸收，而硫酸根离子则积累在土壤中，使土壤酸化，不利于作物生长。若在牧草场施用氮肥过多，食草动物的胃中，会积累亚硝酸盐，妨碍氧的输送，导致牲畜患病或死亡。 土壤对放射性污染是不能自行排除的，只有靠其自然衰变成稳定元素为止。所以半衰期愈长的裂变产物影响愈大，如

26、铀的裂变产物90Sr和137Cs的半衰期最长，而这些物质又均可被植物，吸收，因此对人体就十分有害。 对于土壤保护，必须贯彻预防为主、防治结合的环保方针。首先要控制和消除污染源，同时应充分利用别土壤的净化能力。对已经污染的土壤，要采取一切有效措施消除污染物。例如，对重金属污染的土壤可采用排土法(排去污染土壤)或客土法(非污染土壤覆盖污染表土上)进行改良，也可施用土壤改良剂(常使用石灰、磷酸盐；碳酸盐等)，使重金属转化成难溶性化合物以阻碍重金属向作物体内转移。 第四节 放射性污染及其防治 过量的放射辐射对生物体有伤害，它主要是由于射线具有电离能力造成的，这种电离使生物体细胞受到破坏。粒子、质子及高

27、能中子速率较小，与物质作用的时间较长和速率较大，因而电离能力最大；、X射线虽然穿透能力强，但它们很容易被有机玻璃、塑料以及其它材料屏蔽电离本领较小，因而危害性较小。 显然，射线源强度越大，与人体的距离越近，被人体吸收的射线能量也越大，故对人体的伤害也越大。 人体受过量放射性物质辐射后，就会引起辐射病。其中反应最快的是骨髓的造血组织，最初的症状是白细胞降低，免疫力下降；血液系统的血小板、红细胞减少，病状是容易出血和贫血。照射剂量很大的，由于造血、胃肠、中枢神经衰竭，在几分钟到几周内死亡。较小剂量和较长时间的放射性照射，可能经过较长时间才能发觉，其后果可能导致患白血病、癌症，还可能影响生育和遗传基

28、因的突变，二战使用的原子弹和海湾战争使用的贫铀弹所造成的恶果已为世人所知。 对与放射性有关的研究单位医院、工厂、核电站及军事部门，要加强防护建筑、设施，建立完善的工作制度和监测警报系统，要妥善处理放射性废料，以防治各种辐射对人体的伤害。尤其是要防止发生像1986年切尔诺贝利核电站那样的放射性物质外泄。 第五节 化学工业的“三废”治理 改革开放以来，我国化学工业发展很快，但环境污染问题也越来越严重。化工厂在生产过程中排放出来的废气、废水、废渣(通称“三废”)是主要的污染物，若不加以治理，直接向环境排放，则会严重污染环境，有害于人类及其他生物的正常生存和持续发展。 一、 化学工业“三废”的来源 化

29、工生产过程的尾气是空气中污染物的主要来源。例如硫酸生产过程中，SO2转化率一般为9698，剩余的SO2及少量SO3的酸雾随着吸收塔尾气的排放进入大气，一般在0.30.8之间。又如制备、使用、再生催化剂的过程中，往往把含有Hg、Mn、Cd、V等金属化合物的粉尘排入大气。 化工生产用水量较多，与原料、产品接触过的水，如冶金、电镀、无机酸等工业废水多含无机物，石油化工、皮革、制药、塑料、食品等工业废水多含有机物。化工过程如水洗、酸洗、碱洗、溶剂处理排出的废液，甚至冷却水(多含防腐剂、杀藻剂如铬酸盐、磷酸盐)，若不经过处理直接排放水域、地下，危害就更大。例如硫酸厂水洗净化流程每生产1t硫酸需排出l0t

30、15t污水，污水中除含硫酸外，还含砷(2mgL-130mgL-1)、氟(10mgL-1100mgL-1)的化合物。 化工生产使用的矿物原料、燃料，熔烧后的矿渣、炉渣，若乱排放，日久也会污染土壤、水系。例如硫酸厂每生产1t硫酸一般要排出0.7t1t的矿渣。至于有些化工厂，把尚无法利用的副产品也作为废弃物排弃，问题就更多了。 二、 化工污染的防治 环境污染对人体、生物的健康危害极大，主要有急性危害、慢性危害、远期危害。为了防止环境污染，我国已公布了环境保护法，并对各种不同生产厂分别制定了污染物的排放标准。在新厂建设时，对于防止污染的设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产；对已投产的工厂，应

31、采取积极治理措施，使各项有害物质的排放尽快达到国家规定的标准。 化工污染的防治可以从以下几个方面进行。 1控制污染源 选择合理的工艺，把“三废”消灭于生产过程中，其中包括： (1) 通过改变工艺路线和生产方法，以减少“三废”的污染。例如，用乙炔为原料生产氯乙烯，需要用氯化汞作催化剂；电解食盐水制烧碱时，采用汞阴极电解槽，显然都会造成汞的污染。现采用乙烯氧氯化法生产氯乙烯，在烧碱厂废除汞阴极电解槽，则汞的污染源将消除。 (2) 通过改进操作条件和设备，使污染源得以控制，例如，在用冷却水时，用间接冷却法代替直接冷却法，以避免水与污染物的直接接触。在用蒸气加热进行蒸馏时，将用蒸气加热再沸器代替直接蒸

32、气气提，这样均可减少废水的排放量。 (3) 淘汰有毒产品，尽量生产无污染或少污染产品。例如，开发高效无毒或低毒的新农药，以代替传统的高毒性、易污染的旧农药。 2. 采用封闭循环工艺和综合利用 封闭循环是将生产系统的排放物质经过一定处理步骤后，重新送回系统，从而形成一个循环系统，使排放物中所带的未反应物或中间产物又返回到系统，再次被利用。这种工艺不仅可以避免污染，还能减少或杜绝物料的浪费。例如纯碱生产上，我国化工专家侯德榜创立的联合制碱法就是一个封闭循环工艺。 物料的综合利用是减少污染物排放的有效方法。化工生产中，常常是这个厂的废料是另一个厂的原料。例如，硫酸厂的废渣可作为高炉炼铁的原料；湿法磷

33、酸厂的废磷石膏是生产硫酸或水泥的原料等等。 3三废的处理 对于实在无法回收的废弃物，按气、水、渣性质的不同采取不同的处理方法。废气的治理大致可分为两类：一是废气中悬浮物的除去；二是废气中各种有害气体的除去。对于废气中固、液颗粒除去，一般根据颗粒大小及对颗粒的作用力不同分机械除尘、过滤除尘、静电除尘和洗涤除尘等。 (1) 废气的处理 对于废气中有害气态物质，必须根据它们的物性或化性的不同而采用不同方法。采取有效的治理措施，严格控制化工废气的达标排放；同时合理制定或调整生产布局；开发实用清洁能源；改革生产工艺和设备、调整产品结构；净化与回收废气，开展综合利用，如从焦炉废气中回收利用焦炉煤气，从烟道

34、气中回收硫资源，从磷肥厂含氟废气中制取冰晶石、氧化铝。 (2) 废水处理 化工废水处理的目的是将废水中的有害、有毒物质加以分离，另行处理或回收利用；或者使有毒物质改性变成无毒或低毒的物质。化工废水处理方法很多，根据作用原理可分为四类：物理法、化学法、物理化学法、生物法。 下面举几个典型例子具体说明。 (A) 含砷废水 含砷废水可用化学沉淀法处理。 石灰法：以Ca(OH)2为沉淀剂，使砷转变为砷酸钙或偏亚砷酸钙难溶物过滤除去。 As2O3 + Ca(OH)2 Ca(AsO2)2 + H2O 硫化法: 以H2S为沉淀剂，使废水中的砷转变为难溶的硫化砷： 2As+ + 3H2S As2S3 + 6H

35、+ (B) 含镉废水 含镉废水的处理主要有化学法和电解法。 化学法：对于一般工业含镉废水，可投入消石灰或硫化碱，使Cd2+形成难溶的Cd(OH)2或CdS沉淀而除去。 电解法：此法用于处理氰化镀镉废水。在这种水中主要含Cd(CN)42-，另外还有Cd2+和CN-等有毒物质。首先在废水中加入适量NaCl和NaOH，然后进行电解。阳极产生的Cl2与NaOH反应生成NaClO，ClO-能把CN-氧化为CO32-和N2。 Cl2 + 2OH ClO- + C1- + H2O 2CN- + 5C1O- + 2OH- 2CO32- + N2 + 5Cl2 + H2O 溶液中OH-与Cd2+反应生成cd(OH)2而沉出。此法缺点是耗电量大，部分CN-被氧化为有毒的氰气(CN)2而污染空气。 与电解法类似，也可直接用漂白粉Ca(ClO)2作氧化处理。此外，还可用离子交换法处理含镉废水。 (C) 含铬废水 还原法：在酸性含铬()废水中，用还原剂硫酸亚铁或亚硫酸氢钠将Cr()还原为Cr()，然后加碱调节pH，使其转变为氢氧化铬沉淀而除去。 Cr