环境工程绪论

环境工程绪论2>>20世纪30-60年代震惊世界的八大公害事件□马斯河谷烟雾事件□美国洛杉矶光化学烟雾事件□多诺拉烟雾事件□伦敦烟雾事件□水俣病事件□骨痛病事件（富山事件）□四日事件□米糠油事件3马斯河谷烟雾事件

1930年12月1日～5日，比利时马斯河谷的气温发生逆转，工厂排出的有害气体和煤烟粉尘，在近地大气层中积聚。3天后，开始有人发病，一周内，60多人死亡，还有许多家畜死亡。这次事件主要是由于几种有害气体和煤烟粉尘污染的综合作用所致。4美国洛杉矶

光化学烟雾事件40年代出现过淡蓝色烟雾，使光改变了颜色，故称为“光化学烟雾”。1955年9月，蓝色烟雾再度出现，许多人感到眼睛痛、头疼、呼吸困难，两天死亡的老人达400多人。原因：汽车太多，300～400万辆汽车尾气(SO2，CO等）造成的污染。5多诺拉烟雾事件

1948年10月26日～31日间，处于河谷的美国宾夕法尼亚州的多诺拉小镇，出现逆温，大部分地区持续有雾，致使全镇43％的人口（5911人）相继发病，其中17人死亡。这次事件是由二氧化硫和烟尘所致。6伦敦烟雾事件

1952年12月5日～8日，素有“雾都”之称的英国伦敦，几乎全部为浓雾覆盖，伦敦市中心空气中的烟雾量几乎增加了10倍，许多人患起呼吸系统病，在短短的四天时间里，有4000多人相继死亡。此后两个月内，又有8000多人死亡。7水俣病事件

1956年，日本熊本县水俣湾附近发现了一种奇怪的病。这种病症最初出现在猫身上，被称为“猫舞蹈症”。病猫步态不稳，抽搐、麻痹，甚至跳海死去，被称为“自杀猫”。不久后，此地也发现了患这种病症的人。轻者口齿不清、步履蹒跚、面部痴呆、手足麻痹、感觉障碍、视觉丧失、震颤、手足变形，重者神经失常，或酣睡，或兴奋，身体弯弓高叫，直至死亡。当时这种病由于病因不明而被叫做“水俣病”,1972年统计得病人数是283人，死亡60多人。1991年，日本环境厅公布的中毒病人为2248人，其中1004人死亡。

8疯狂的猫－日本水俣病事件发病人多是渔民、本地猫－吃鱼太多！原因：鱼身体内含有汞（甲基汞）－氮肥厂排放的废水9骨痛病事件（富山事件）

1955～1972年，日本富山县神通川流域锌、铅冶炼厂等排放的废水污染了神通川水体，两岸居民利用河水灌溉农田，使稻米和饮用水含镉而中毒，1963年至1979年3月共有患者130人，其中死亡81人。

10四日事件

五六十年代日本东部沿海四日市设立了多家石油化工厂，这些工厂排出的含二氧化硫、金属粉尘的废气，使许多居民患上哮喘等呼吸系统疾病而死亡。1967年，有些患者不堪忍受痛苦而自杀，到1970年，患者已达500多人。11米糠油事件

1968年，日本九州爱知县一带在生产米糠油过程中，由于生产失误，米糠油中混人了多氯联苯，致使1400多人食用后中毒，病人开始眼皮发肿，手掌出汗，全身起红疙瘩，接着肝功能下降，全身肌肉疼痛，咳嗽不止。4个月后，中毒者猛增到5000余人，并有16人死亡。实际受害者约13000人。12切尔诺贝利核电站事故

1986年4月26日，前苏联切尔诺贝利核电站发生了核电发展史上最严重的核泄漏事故。在核事故的危害下有33人死亡，300多人因受到严重辐射先后被送入医院抢救，有更多的人受到不同程度的辐射污染，在20年内，还将有3万人可能因此患上癌症。为了防止进一步的辐射，前苏联将28万多人疏散到了辐射区以外。近年来突发性的严重公害事件13印度博帕尔农药泄漏事故

1984年12月3日，印度中央邦首府博帕尔联碳公司农药厂异氰酸甲酯泄漏事故，直接致使3150人死亡，5万多人失明，2万多人受到严重毒害，近8万人终身残疾，15万人接受治疗，受这起事件影响的人口多达150余万，约占博帕尔市总人口一半，是世界工业史上绝无仅有的大惨案。14绪论大气环境污染及其治理水体环境污染及其防治固体废弃物噪声等其他环境污染及控制

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5环境工程概论·主要内容151.51.11.21.31.4环境科学与环境工程学环境环境问题环境保护进展可持续发展第1章绪论161.2环境环境要素（环境基质）：是指构成人类环境整体的各个独立的、性质不同而又服从于其总体演化规律的基本物质组成。分为自然要素（水、大气、生物、岩石、土壤和阳光等）和人工要素。环境的基本概念：影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、野生植物、水生生物、名胜古迹、风景游览区、温泉、疗养区、自然保护区、生活居住区等。环境的类型：环境是复杂而庞大的概念。根据不同的分类原则，环境有不同的分类方法。17环境的类型：⑴按环境性质分为：自然环境半自然环境（被人类干预后的自然环境）社会环境⑵按环境范围：宇宙环境（星际环境）地球环境（地理环境）区域环境微环境内环境18⑶按环境要素：大气环境水环境(如海洋环境、湖泊环境等)土壤环境生物环境(如森林环境、草原环境等)地质环境⑷按环境功能：特定空间环境(如航空、航天的密封舱环境等)车间环境(劳动环境)生活区环境(如后室环境、院落环境)城市环境区域环境(如流域环境、行政区域环境等)全球环境星际环境等191.3环境问题>>环境问题及分类□原生环境问题(第一环境问题）由自然因素自身的失衡和污染引起的环境问题，如地震、火山爆发、洪涝、干旱、台风等。□次生环境问题（第二环境问题）－主要环境问题由人为因素造成的环境污染和自然资源与生态环境的破坏。分为环境污染和生态环境破坏两大类。<环境问题>20>>当前人类面临的主要环境问题□人口问题□资源问题□生态破坏问题□环境污染问题211987年7月11日，南斯拉夫的一个婴儿降生，被联合国象征性地认定为是地球上第50亿个人，并宣布地球人口突破50亿大关。这是1987年7月11日出生的地球上第50亿个居民马特伊·加斯帕尔的资料照片。221999年10月12日凌晨0时2分，联合国秘书长安南（右）专程来到萨拉热窝的一家医院，看望成为地球村第60亿位居民的男婴。23２０１０年７月１１日是第２１个世界人口日。２０１０年人口日的主题是“每个人都很重要”。

为纪念１９８７年７月１１日地球人口突破５０亿这个特殊的日子，同时为引起国际社会对人口问题更深切的关注，１９８９年联合国人口基金会倡议把每年的７月１１日定为“世界人口日”。

１９９０年联合国大会根据开发计划署理事会第３６届会议的建议，通过决议决定将每年７月１１日定为“世界人口日”，以唤起人们对人口问题的关注。2425262728

有数据表明，目前９０％以上的人口增长出现在欠发达地区，而发达地区的人口增长率却在持续下降。据预测，到２０５０年全球总人口将从目前的６８亿增加到８０亿至１０５亿。这将给人类的可持续发展带来严重挑战。２０１０年是包括中国在内的约６０个国家进行人口普查的年份。完备的人口数据对于制定政策以保证每个人都能享受到基本公共服务，使每个个体都能受到尊重和重视具有重要意义。此外，减少贫穷和饥饿，推动教育、卫生和男女平等，有效应对人道主义危机等，也需要有可靠的数据。291953年我国以7月1日零时为标准时间进行了首次人口普查。从该普查表上看到当时的普查项目包括本户地址、姓名、性别、年龄、民族、与户主关系等6项。30312005年1月6日零时02分，一个体重3660克、身长52公分的男婴在北京妇产医院诞生，至此，中国人口已达13亿。3233水资源

根据国际经验，每人每年1000立方米可重复使用的淡水资源是一个基本指标，低于这个指标的国家可能会遭受阻碍发展和损害健康的长期性水荒。

二、资源问题另一方面，由于各种污染引起的水体污染，使全球可供淡水的资源量大大减少。世界银行的报告估计，由于水污染和缺少供水设施，全世界有10亿多人口无法得到安全的饮用水。343536森林资源

在工业化过程中，欧洲、北美等地的温带森林有1/3被砍伐掉了，所以，近三十年来，发达国家对全球的热带林进行了大规模的开发。欧洲国家进入非洲，美国进入中南美洲，日本进入东南亚，大量砍伐热带林，他们进口的热带木材增长了十几倍。有森林的地方就有淡水37土壤和土地资源

亚洲是世界上受荒漠化影响的人口分布最集中的地区，影响最严重的国家依次是中国、阿富汗、蒙古、巴基斯坦和印度。我国的耕地面积因沙漠与沙漠化、土壤的侵蚀、土壤的盐碱化、土地污染和建筑占地等原因，以每年约70万公顷的速度减少。38新一轮全国土地利用变更调查结果显示，目前中国耕地总面积为18．2574亿亩。在调查期的2008年度，全国耕地面积净减少29万亩。据悉，由国土资源部组织的2008年度土地变更调查，范围覆盖了中国31个省、自治区、直辖市，但不包括港、澳、台地区。根据最新一轮的土地变更调查，截至2008年12月31日，中国耕地总面积为18．2574亿亩。在2008年度，全国耕地面积净减少了29．0万亩。与2007年度全国土地变更调查结果相比，中国耕地面积净减少速度明显放缓，2008年度全国耕地面积净减少量比上年度下降了50％。39从自然资源来说，我国有土地、淡水、森林、矿产、能源、草原、海洋、内陆水产和动植物等多种，但因为人口数量大，自然资源的人均占有量都在世界平均值以下，典型的几项数据有：淡水资源为世界人均的1/4，森林资源为1/9，耕地资源为1/5，45种主要矿产资源为1/2。40

衡量一个国家真正的富裕程度，国际上已有了新的算法，即：要把一个国家的环境与自然资源作为核算的内容之一。在联合国与世界银行公布的世界各国人均财富的报告中，澳大利亚和加拿大因拥有丰富的自然资源而被列为世界的第1、2位。中国则被列于世界的第160位之后。与其他发展中国家相比较,墨西哥高出我们12倍,巴西高出我们7.5倍,我们甚至低于菲律宾,仅比印度稍高出一点儿。41化石燃料的使用年限42三、生态破坏问题全球性的生态破坏：土壤流失和土地沙漠化、森林减少、物种消失<土地沙化与树木的关系>43444546474849森林减少50生物物种消失是全球普遍关注的重大性生态问题。51

６月５日是世界环境日（WorldEnvironmentDay）。２０１０年环境日的主题是“多样的物种，唯一的地球，共同的未来”。

研究表明，地球上的生物种类正以相当于正常水平１０００倍的速度消失，约有３．４万种植物和５２００多种动物濒临灭绝。过去５０年中约有６０％的生态系统恶化。全球每年因毁林和森林退化导致的损失达２万亿至４．５万亿美元。

为了让人们了解保护生物多样性的重要性并推动各方迅速采取行动，联合国大会将２０１０年确立为“国际生物多样性年”，主题为“生物多样性就是生命，生物多样性也是我们的生命”。52mammoth53猛犸，又名毛象，曾经是世界上最大的象，生存于距今300万年～1万年前的第四纪冰川时期。猛犸身披黑色的细密长毛，皮厚膘肥，具有极强的御寒能力。与生活在热带或亚热带的现代象不同，猛犸一直生活在北半球高寒地带的草原和丘陵上。450～300万年前，人类与猿分化，开始直立行走并制造工具，与猛犸同期进化，和平相处。至4～5万年前，人类进化到了晚期智人（新人）阶段，学会使用火攻，集体协同作战，猛犸成为人类的主要狩猎对象。大约1万年前，猛犸逐渐从地球上消失，最后一批猛犸生活在北极直到3000～4000年前才灭绝。而那时，埃及人正在造金字塔。54猛犸虽然灭绝，却留下了不少的化石，甚至冰封于北极的完整尸体。这给科学家们提取猛犸DNA提供了良好样本。1994年，两个研究组分别从猛犸样本中提取出了DNA。不过当年提取出来的猛犸DNA序列还只是一些短小的片段，并不是完整的基因组。2008年，美国与俄罗斯的科学家们联手推出了从猛犸样本中得到的基因组DNA序列，共有41.7亿个核苷酸碱基（DNA的基本组成单位），此项成果发表于顶级科学学术期刊《自然》（Nature）上。以前的研究表明，大象的基因组超过40亿个核苷酸碱基——惊艳出场的猛犸基因组的大小与此吻合。55科学家们与猛犸幼崽尸体56♣1896年瑞典化学家斯万特经至少1万次手算后断定：大气中的大量水蒸气和二氧化碳能充分吸收地球发出的热辐射，从而使地球升温。♣近代气候变暖原因：二氧化碳气体在大气中的浓度上升造成的。♣大气对地表热辐射遮挡保温的属性类似温室中玻璃具有的作用——温室效应。四、环境污染问题◈温室效应<温室>57♣温室气体

大气中能强烈吸收地面辐射产生温室效应的气体：二氧化碳、甲烷、水蒸气、一氧化二氮、臭氧、三氯乙烷、氯氟烃及其替代品、四氯化碳等。♣温室效应的危害

地面大气温度总体呈上升趋势，海平面不断上升；影响大气环流，导致恶劣天气频发植物和人的适应能力受到挑战，疾病和死亡率增大，传染病发病率升高。<什么是温室效应>5859据联合国网站报道，世界气象组织和国际科学理事会2009年2月25日公布的《极地研究现状》报告为全球变暖对极地产生的广泛影响提供了新证据。在两极地区，冰雪正在消减，给北极的人类生活和当地的动植物、全球海洋和大气环流及海平面都产生了影响。报告指出，格陵兰和南极的冰架正在大量消失，助长了海平面上升。南极变暖的范围比此前所想象的要广泛得多，格陵兰冰架的消失速度正在加快。研究人员发现，在2007和2008年夏季，北极最小常年结冰面积已降至自30年前开始有卫星记录以来的最低水平。科学家在北极还记录到了前所未有的海冰漂移速率。由于全球变暖，北极植被的种类和面积发生变化，给牧草动物和狩猎带来了影响。60极地研究还显示，南半球海洋变暖超过全球平均变暖。随着南极冰雪融化加快，南极附近洋底海水呈淡化趋势，这会造成洋流变化。由此，全球变暖正在以从前未曾发现的方式给南极造成影响。此外，研究人员在极地永冻层发现了以甲烷形式储存的大范围碳池。永冻土的解冻会威胁被封存的甲烷这种温室气体的稳定性，使之进入大气。事实上，科学家在西伯利亚沿海地区已观测到大量由海洋沉积物排放的甲烷。《极地研究现状》报告是世界气象组织和国际科学理事会于2007年3月启动的为期两年的多学科极地研究方案的成果，这个方案包括60多个国家的科研人员开展的近200个科研项目。除了增加对气候变化的认识外，本次研究还提高了人类对污染物的流动、物种的进化、风暴的形成及许多其它方面的认识。61研究人员揭露，人类正促使海洋的化学物质发生2000万年以来最巨大的变化，大气中不断增加的二氧化碳溶解于海洋形成碳酸，自从工业革命以来，海水表面的酸性增长了30%，这将破坏海洋的整个生命系统。这对浮游植物球石藻、浮游动物有孔虫、珊瑚以及其他分泌碳酸钙的生物而言，都是一场灾难。酸化既会影响它们制造碳酸钙的能力，也会腐蚀海洋生物的外壳。62如果纵容这种情况持续下去，可能会重蹈5500万年前的覆辙。当时处于古新世—始新世的温暖时期，溶解到海水中的二氧化碳总量估计达到4.5万亿吨，大批海洋生物灭绝，此后海洋至少花了10万年时间才恢复正常。海洋酸化基本已是共识，但是这个严肃话题并没有得到公众应有的关注。或许科学家应该找到一个诸如在全球变暖形势下，北极熊无家可归的典型，才能让这个迫在眉睫的威胁引起世人关注。63海洋酸化是《科学》杂志预测的2009年七大科研热点之一。每到岁末，世界知名学术期刊《科学》杂志都会盘点一年来的科学进展，展望来年的科研热点。2007年末，他们预测七个项目或领域将成为2008年的研究热点，包括大型强子对撞机和古基因组学等等。结果2008年10月，大型强子对撞机开撞轰动了全世界；去年科学家制得了粗略的尼安德特人基因组图谱，揭示了已灭绝的穴熊的线粒体基因组，成功破译了猛犸80%的基因组序列，古基因组学上的突破性进展激发了科学家克隆穴熊、使其复活的想法。64全球的热带雨林分布地带65◈酸沉降♣酸雨：空中杀手/死神♣酸沉降：

大气中的酸性物质（H2SO4、HNO3及其SOX、NOX），通过降水（包括雨、雪、霜、雹、雾、露）或在气流作用下，直接迁移到地表造成污染的现象。有湿沉降和干沉降之分。♣湿沉降（酸雨）

指PH<5.6（4.8~5.0）的各种形式的降水。♣成因：含硫燃料燃烧和火山喷发。6667♣酸雨的危害1、使土壤中的钙、镁、钾等元素溶出，迅速流失，造成土壤贫瘠；2、酸雨会使土壤中的有毒金属溶解，被植物吸收，影响植物生长甚至造成植物死亡；3、酸性水体使水生生物无法生存而死亡；4、加速了房屋、桥梁水坝、工业设备、管网、通讯电缆、文物古迹等的腐蚀。68♣酸雨的防治

<酸雨>一是调整以矿物燃料为主的能源结构，增加无污染或少污染的能源比例，发展太阳能、核能、水能、风能、地热能等不产生酸雨污染的能源。二是加强技术研究，减少废气排放，积极开发利用煤炭的新技术，推广煤炭的净化技术、转化技术，改进燃煤技术，改进污染物控制技术，采取烟气脱硫、脱氮技术等重大措施。为了综合控制燃煤污染，国际社会提倡实施系列的包括煤炭加工、燃烧、转换和烟气净化各个方面技术在内的清洁煤技术。这是解决二氧化硫排放的最为有效的一个途径。美国能源部在80年代就把开发清洁能源和解决酸雨问题列为中心任务，从1986年开始实施了清洁煤计划，许多电站转向燃用西部的低硫煤。日本、西欧国家则比较普遍地采用了烟气脱硫技术。

69◈臭氧层的破坏♣臭氧O3新生态或原子氧，生命之伞。主要分布在大气平流层中。♣臭氧层距地表20~30km处最为集中的气层。♣作用吸收太阳紫外辐射，特别是对人类健康有害的UV-B段紫外线，使地球生命免受伤害。

地球上空的臭氧层70♣臭氧层的破坏氟氯化碳、哈龙是破坏臭氧层的主要元凶。臭氧分子被分解的图示71南极上空的平流层臭氧空洞,其面积在每年的9月中旬到10月中旬达到最大。通过整合美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的POES卫星得到的紫外和红外数据，我们得到了这副图像，图像表现了2009年9月15日臭氧的浓度状况。尽管南极臭氧空洞一些地区的浓度值比平均值低，多数部分的臭氧浓度值是接近这个时间段的年度平均值的。总体来看，臭氧空洞的情况在好转，只有2007和2008年例外。7273♣臭氧层破坏造成的影响

臭氧浓度每降低1%，皮肤癌发病率增加2%。1、地球生命系统因不适应过强的紫外线，可能引发严重灾难。如引发白内障使眼睛失明，损伤人体免疫系统，降低抗病能力。2、农作物抗病能力降低、减产，品质下降。3、对水生生态系统的影响很明显：紫外线增强，浮游生物会死亡或发育不良。4、地面气候变化更为强烈。5、加速建筑物、材料等老化、分解和变质。臭氧层被破坏的后果741985年《保护臭氧层维也纳公约》1987年《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》（蒙特利尔议定书）到1994年，发达国家停止使用哈龙，1996年1月停止使用氟氯化碳、四氯化碳、甲基氯仿发展中国家1999.7.1日将CFCs的年产量和消费量分别冻结在95～97年的平均水平上，2010年全部停止使用。由于ODS相当稳定，可以存在50-100年，因此，即使全世界完全停止排放ODS，也要再过20年，人类才能看到臭氧层恢复的迹象。<拯救臭氧层><臭氧层>75五、生物多样性危机♣世界正式辨明的动物、微生物品种有170万种，未发现或加以鉴定的动植物种可能逾3000万种。♣自然环境恶化，物种灭绝速度空前：已知过去的四个世纪，700多种物种灭绝，其中1/3是近50年来灭绝的。♣中国野生的犀牛、麋鹿、高鼻羚羊、白臀叶猴，九斤黄鸡、定县猪已经灭绝。♣中国受保护的濒危野生动物已达400多种，濒危植物高达1019种。767778

一棵生长了20年的大树，仅能制成3000至4000双筷子。我们一年要吃掉2500万棵树，这相当于把几千万年给吃掉了；一次性筷子的卫生问题也不容忽视，越白的筷子越不卫生。我国每年大约生产450亿双一次性木筷，消耗林木资源近500万立方米。日本奢侈消费中国森林，一次性筷子99％来自中国。日本的森林覆盖率是67%，日本人不会砍自己的一棵树，不会开采自己的任何矿藏，日本的邻居中国会把大量廉价优质的木材和矿藏卖给日本。美国33％，全球森林覆盖率平均水平为31.7％，中国2001年是16.55％，2005年18.21％居130位。79可持续发展◈概念：人类发展经济以改善生活品质，但不能超过支持发展的生态系统的负荷能力。既满足当代人的需要，又不损害后代人满足需要的能力的发展。◈内涵：维持人类社会发展与自然生态系统之间的平衡，更重要的是要维护人类社会之间的公平性。80可持续发展的思想，并非是现代西方人的发明。

西周时期（约公元前1066—前771年）颁布的《伐崇令》规定：“毋填井，毋伐树，毋动六畜，有不如令者，死无赦。”这是中国古代较早的保护水源、森林和动物的法令，极为严厉。春秋战国时代（约公元前700年—前221年）对保护生物资源有了明确的规定，范围相当广泛，并始终同经济发展相联系。最具代表性和影响力的人物是在齐国为相的管仲。他从发展经济、富国强兵的目标出发，十分注意实施山林川泽的管理和自然资源保护。他认为，山林川泽是“天财之所出”。不能很好地保护山林川泽的人，不配当国家领导人（原话是：“为人君不能谨守其山林菹泽草莱，不可以立为王”。81秦汉时期（约公元前220年—公元220年）保护生物资源的理论达到了高水平。西汉淮南王刘安在《淮南子》中对古代生物资源保护政策做了最完善的论述。他指出：禁止砍伐生长的树木，不能捣毁鸟巢、不捕杀怀孕孵卵的动物，特别要保护好幼小的麋和鹿等。宋代（公元960—1279年）注重了对生物资源的立法保护。从宋代起，人们对围湖造田导致蓄泄两误，滥砍乱伐导致水土流失的问题已经有所觉察，说明当时的有识之士对环境问题的敏感。古代这种朴素的辩证唯物主义思想至今仍对我们有指导意义。但是古代与现代关于人与自然的思想，大多建立在以人为中心和明显的功利主义之上的，人与自然关系不是互相尊重、和谐相处的关系，而是索取和盘剥