环境保护概论

第1章生命呼唤环保1.1环境及环境问题的演变1.2环境保护事业的发展历程返回1.1环境及环境问题的演变1.1.1环境我们通常所称的环境是指人类居住的环境(图1-1)。环境总是相对于某一中心事物而言的，并因中心事物的不同而不同，随中心事物的变化而变化。

《中华人民共和国环境保护法》中环境是指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、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、风景名胜区、自然保护区、城市和乡村等。在环境科学中，一般认为环境是指围绕着人群的空间及其可以直接、间接影响人类生存和发展的各种自然因素的总体。通常，可以按照环境的主体、范围、对象等分类。下一页返回1.1环境及环境问题的演变

按环境主体分类，可把人类视为主体，其他生命体和非生命体都视为环境。按环境对象分类，可分为自然环境和社会环境。1.1.2环境的演化过程地球诞生在46亿年前，地球的体积和质量适中，其引力可以使大量气体聚集在地球周围，形成包围地球的大气层。但是这时的大气缺少氧，主要由二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨组成。地球内部放射性元素衰变致热和原始地球重力收缩，使地球内部温度升高，结晶水汽化。地球内部的物质运动，例如火山爆发，加速了水汽从地球内部溢出的过程。上一页下一页返回1.1环境及环境问题的演变随着地表温度的逐渐下降，水汽经过凝结、降雨，落到地面低洼处，形成原始的大洋。地球上最初的单细胞生命，就出现在大洋中。因此，34亿年前，地球上没有氧气，更没有臭氧，原始生命只能从海洋中诞生，它是原生生物—菌藻类。1.1.3环境容量环境容量是指在人类生存和自然生态系统不致受害的前提下，某一环境所能容纳的污染物的最大负荷量。环境容量包括绝对容量和年容量两个方面。环境的绝对容量(WQ)是某一环境所能容纳某种污染物的最大负荷量，达到绝对容量没有时间限制，即与年限无关。上一页下一页返回1.1环境及环境问题的演变环境绝对容量由环境标准的规定值(WS)和环境背景值(B)来决定。数学表达式有以浓度单位表示的和以重量单位表示的两种。年容量是指某一环境在污染物的积累浓度不超过环境标准规定的最大容许值的情况下，每年所能容纳的某污染物的最大负荷量。1.1.4环境问题环境问题是指由于自然界或人类的活动，使环境质量下降或生态系统失调，对人类的社会经济发展、健康和生命产生有害影响的现象。

1)环境问题的分类环境问题分为原生环境问题和次生环境问题。上一页下一页返回1.1环境及环境问题的演变

原生环境问题是由自然力引起的环境问题，如地震、海啸、火山活动、崩塌、滑坡、泥石流、洪涝、干旱、台风、地方病等。次生环境问题是由于人类生产活动和生活活动引起的生态环境破坏和环境污染。我们研究的环境问题就是指次生环境问题，具体表现如图1-2所示。2)人类活动带来环境问题的因素1.1.5环境问题的产生和发展环境问题是随着人类社会和经济的发展而逐渐显现的。当人类的活动违背自然规律时，就会对环境质量造成一定程度的破坏，从而产生了环境问题。随着生产力的提高及人口数量的迅速增长，环境问题已经到了十分尖锐的程度。上一页下一页返回1.1环境及环境问题的演变

环境问题的产生和发展可分为萌芽时期、恶化阶段、第一次高潮和第二次高潮4个阶段。1.1.6人类与环境关系的认识过程人类与环境关系的认识过程是随着社会的发展而变化的，分为环境问题、认识论、方法论、控制论、保护目标和发展目标几个阶段，见表1-1。上一页返回1.2环境保护事业的发展历程1.2.1环境保护的起源美国著名生物学家蕾切尔·卡逊在1962年出版的《寂静的春天》一书，在当时是一本很有争议的书，它那惊世骇俗的关于农药危害人类环境的预言，不仅受到与之利害枚关的生产与经济部门的猛烈抨击，而且强烈震撼了社会广大民众，引发了公众对环境问题的注意。她以其专业的认知和对生命的悲悯，不畏流言，说出事实的真相，提醒世人了解化学物质毒害地球的真实事件和环境生态所面临的严重危机。作为一个学者与作家，卡逊所遭受的低毁和攻击是空前的，但她所坚持的思想终于为人类环境意识的启蒙点燃了一盏明亮的灯。下一页返回1.2环境保护事业的发展历程所以《寂静的春天》是一本引发了全世界环境保护事业的书，它促使环境保护问题提到了各国政府面前，各种环境保护组织纷纷成立，从而促使联合国于1972年6月12日在斯德哥尔摩召开了“人类环境大会”，开始了环境保护事业。1.2.2世界环境保护工作的里程碑

1972年6月5日在瑞典斯德哥尔摩举行了联合国人类环境会议，会议通过了《人类环境宣言》和《只有一个地球》。

1992年6月在巴西里约热内卢举行了世界环境与发展大会。会议通过《里约热内卢宣言》和《21世纪议程》。

2002年8月26日至9月4日在南非约翰内斯堡举行了“可持续发展”世界首脑会议。上一页下一页返回1.2环境保护事业的发展历程1.2.3我国环境保护事业的发展历程

1972年，联合国召开第一次人类环境会议，在国务院总理周恩来同志的指示下，中国组团40多人出席了这次会议。

1973年8月，国务院召开了第一次全国环境保护会议，审议通过了“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”的环境保护工作犯字方针和中国第一个环境保护文件—《关于保护和改善环境的若干规定》。至此，中国环境保护事业开始起步。

1973年11月17日，国家计委、国家建委、卫生部联合批准颁布了中国第一个环境标准—《工业“三废”排放试行标准》。

1974年10月25日，国务院环境保护领导小组正式成立。上一页下一页返回1.2环境保护事业的发展历程1978年2月，五届人大一次会议通过的《中华人民共和国宪法》规定:“国家保护环境和自然资源，防治污染和其他公害。”

1979年9月，五届人大十一次常委会通过新中国的第一部环境保护基本法—《中华人民共和国环境保护法(试行)》，中国的环境保护工作开始走上法制化轨道。

1983年12月，国务院召开第二次全国环境保护会议，它是中国环保事业的转折点。

1989年4月，国务院召开第三次环境保护会议，它是中国环保事业的开拓创新时期。

1992年联合国环境与发展大会之后，中国在世界上率先提出了《环境与发展十大对策》，第一次明确提出转变传统发展模式，走可持续发展道路。

上一页下一页返回1.2环境保护事业的发展历程1993年10月，全国第二次工业污染防治工作会议召开，会议总结了工业污染防治工作的经验教训，提出了工业污染防治必须实行清洁生产，实行三个转变，即由末端治理向生产全过程控制转变，由浓度控制向浓度与总量控制相结合转变，由分散治理向分散与集中控制相结合转变。

1996年7月15日至17日.令国第四次环境保护大套召开.确宁新时期的环保战略。

2001年1月8日，全国第五次环境保护大会召开，会议提出环境保护是政府的一项重要职能，要按照社会主义市场经济的要求，动员社会的力量做好这项工作。上一页下一页返回1.2环境保护事业的发展历程2006年4月17日至18日，全国第六次环境保护大会召开，加大污染治理力度，切实解决突出的环境问题。

2011年12月20日至21日，全国第七次环境保护大会在北京召开。环境保护部部长周生贤与31个省、自治区、直辖市人民政府和新疆生产建设兵团，以及华能、大唐、华电、国电、中电投、国家电网、中石油、中石化(集团)公司主要负责人正式签署“十二五”主要污染物总量减排目标责任书。目标责任书详细列出了各省(区、市)和企业集团重点减排项目清单，要求必须按照规定的时间完成重点减排项目建设。标志着“十二五”减排任务层层分解并落实到地方政府、各有关企业集团。明确提出要坚持在发展中保护、在保护中发展，积极探索代价小、效益好、排放低、可持续的环境保护新道路，切实解决影响科学发展和损害群众健康的突出环境问题，全面推进我国环保事业新发展。上一页返回图1-1返回图1-2返回表1-1返回第2章环保为人类生存提供保证2.1生态系统和生态平衡2.2全球变暖2.3臭氧层破坏2.4酸雨2.5生物入侵返回2.1生态系统和生态平衡2.1.1生态系统的营养结构生态系统的类型多种多样，范围有大有小，但它们组分中生产者、消费者与分解者之间的关系，归根到底是食物的关系，也就是吃与被吃的关系。生态系统内各种生物之间的这种复杂的营养关系构成了食物链、食物网，这就是生态系统的营养结构。

1)食物链食物链是生态系统中各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系，是生物间单方向的食物联结，如图2-1所示。下一页返回2.1生态系统和生态平衡2)食物网食物链之间彼此相互交错联结的复杂营养关系，是生物间多方向的食物联结，如图2-2所示。

3)营养级营养级是食物链上同一环节上所有生物的总和，所以有的生物会占有不同的营养级。

4)食物网的稳定性所谓食物网的稳定性是指在一个稳定的生态环境里，生物总数(种群所有个体的数目)大体保持一个恒量。

5)食物链在生态系统中的作用自然界中的各种物质，经过植物摄取，再沿着食物链和食物网移动并且浓缩，最终随着生物的死亡、腐烂和分解返回无机自然界。上一页下一页返回2.1生态系统和生态平衡由于这些物质可以被植物重新吸收和利用，所以它们周而复始，循环不已，维系着生态系统，如图2-3所示。2.1.2生态系统的功能

1)能量流动过程几乎所有生态系统的能量都来自太阳能。植物进行通过光合作用，把太阳光能固定下来，这是生态系统繁荣的基础。植物进行光合作用固定的能量减去呼吸作用消耗的能量，才是能够为下一营养级消费的能量。所以，从能量的角度来看，植物的多少决定了生物种类和数量。上一页下一页返回2.1生态系统和生态平衡如，在气候温暖、降雨充沛的地方，植物格外繁茂，各种生物就会非常繁荣，热带雨林就是这样的情况;在气候寒冷、降雨很少的地方，植物很难生长，各种生物的数量都很少，显得荒凉而冷寂;能量沿着食物链流动时，每一营养级都有输入、传递、转化和散失的过程;生物的遗体残骸是分解者能量的来源。

2)物质循环生态系统中的能量元素有C,H,0,N，营养元素有Ca,Mg、K、Na，微量元素有Mn、Zn、Cu,Co,Mo等，它们在生态系统中不断进行着各自的循环。上一页下一页返回2.1生态系统和生态平衡3)信息传递在生态系统的各组成部分之间及其内部存在着各种形式的信息，这些信息把生态系统联成一个统一的整体，并且有调节生态系统稳定性的作用。生态系统中的信息形式主要有营养信息、化学信息、物理信息和行为信息。2.1.3生态平衡

1)生态平衡的概念生态平衡是指在一定时间内生态系统中的生物和环境之间、生物各个种群之间，通过能量流动、物质循环和信息传递，使它们相互之间达到高度适应、协调和统一的状态。上一页下一页返回2.1生态系统和生态平衡也就是说当生态系统处于平衡状态时，系统内各组成成分之间保持一定的比例关系，能量、物质的输入与输出在较长时间内趋于相等，结构和功能处于相对稳定状态，在受到外来干扰时，能通过自我调节恢复到初始的稳定状态。因此，生态平衡是一种动态平衡，在生态系统内部，生产者、消费者、分解者和非生物环境之间，在一定时间内保持能量与物质输入、输出相对稳定的状态。2)生态平衡破坏一个生态系统的调节能力是有限度的。外力的影响超出这个限度，生态平衡就会遭到破坏，生态系统就会在短时间内发生结构上的变化，比如一些物种的种群规模发生剧烈变化，另一些物种则可能消失，也可能产生新的物种。上一页下一页返回2.1生态系统和生态平衡但变化总的结果往往是不利的，它削弱了生态系统的调节能力。2.1.4生物多样性的保护1)物种灭绝物种灭绝是指由于自然或人为原因使生物物种从世界上逐渐消失的现象。

2)物种灭绝的原因物种灭绝主要是由于生态环境的破坏、人类不合理的开发利用、环境污染和外来物种的引入。另外，人类过度捕猎也是物种灭绝的一个原因。物种灭绝是生物基因库的巨大损失，直接影响人类的生产、生活和自然界的生态平衡。防止物种灭绝已成为全球性的紧迫任务。濒临灭绝的生物的比例如图2-8所示.上一页下一页返回2.1生态系统和生态平衡3)生物多样性的保护生物多样性是生物(动物、植物、微生物)与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和，包括生态系统、物种和基因三个层次。上一页返回2.2全球变暖2.2.1全球变暖成因

1992年6月在巴西举行的国际环境与发展大会上，与会各国首脑惊呼“狼”来了。这狼就是指温室效应导致的全球变暖。来自太阳各种波长的辐射，一部分在到达地面之前被大气反射回外空间或者被大气吸收之后再辐射而返回外空间;一部分直接到达地面或者通过大气而散射到地面。到达地面的辐射有少量短波长的紫外光、大量的可见光和长波红外光。这些辐射在被地面吸收之后，最终都以长波辐射的形式又返回外空间，从而维持地球的热平衡。可是温室气体不断增加，影响了地球的热平衡，从而导致全球变暖。下一页返回2.2全球变暖1)温室气体和温室效应温室气体成员主要是二氧化碳(CO2)，还有甲烷、一氧亚氮、臭氧、氟氯烃等。地球变暖，二氧化碳应负一半的责任，另一半归罪于其他几种温室效应气体，如图2-18所示。

2)气候变暖的主要原因第一，人类燃烧各种燃料、人口增多、汽车的增加等使得排人大气中的温室气体量逐年增加。第二，人们的乱砍滥伐树木，使可以吸收CO2的森林大面积减少。第三，江河及海洋的污染，使可以吸收CO2的森林大面积减少。上一页下一页返回2.2全球变暖2.2.2全球变暖的后果全球变暖已经开始，现在比百年前平均气温上升了0.3℃-0.6℃，海平面上升了10-20cm。多数人预计今后每10年温度会上升0.3℃，到2025年比现在升高1℃，到21世纪末，将升高2.5℃。目前研究表明，气温变暖在全球不同地域有明显的差异。例如，若全球平均气温升高2℃，赤道地区至多上升1.5℃，而高纬度和极地地区竟能上升6℃。这样高纬度和低纬度之间的温差将明显减少。一般认为温室效应对北半球影响更为严重。表2-1给出了北半球气温变化的地域性差异。上一页下一页返回2.2全球变暖2.2.3气候变暖的控制全球气候变暖的主要原因是温室气体的增加导致温室效应的加剧。要控制全球气候变暖，就必须控制大气中二氧化碳的含量及其他温室气体的排放。目前国际上对待全球气候变暖的战略对策有以下两个。第一，限制战略，即控制或停止大气中温室气体浓度的增长，提倡低碳生活，低碳经济，节能减排，以防止由此引起的全球气候的变暖。第二，适应战略，即对未来全球气候变暖做好准备，以尽量减少由于全球气候变暖可能带来的不利后果，并充分利用可能带来的有利影响。上一页返回2.3臭氧层破坏2.3.1臭氧空洞臭氧层是大气平流层中臭氧浓度最大处(如图2-19所示)，是地球的一个保护层，太阳紫外线辐射大部分被其吸收。臭氧层空洞是大气平流层中臭氧浓度大量减少的空域。2.3.2臭氧层破坏的原因污染物对臭氧层的影响至少涉及150个化学反应，其中影响最大的是氮氧化的作用和氟利昂类的作用两类。

1)氮氧化物的作用在平流层飞行的超音速飞机、核爆炸都可能产生大量的NO。下一页返回2.3臭氧层破坏2)氟利昂类的作用氟利昂是氟氯烃的总称。氟氯烃类化合物包含20多种物质，它的用途十分广泛，主要用于空调、冰箱、冷藏库的制冷剂，电子元件、精密器件的清洗剂;泡沫塑料生产的发泡剂，发胶、摩丝等美容制品，及杀虫剂中的发泡剂、喷雾剂等。它们具有很高的稳定性，有可能一直上升到平流层，在紫外光作用下分解。2.3.3臭氧层破坏的危害臭氧层被破坏后，紫外线会通过大气层长驱直入，使紫外光对地球的辐射强度增大，由此引起人类白内障和皮肤癌增多、免疫系统功能下降。上一页下一页返回2.3臭氧层破坏10多年来，经科学家研究，大气中的臭氧每减少1%，照射到地面的紫外线就增加2%，人的皮肤癌就增加3%，还受到白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病的袭击。推而广之，若臭氧层全部遭到破坏，太阳紫外线就会杀死所有陆地生命，人类也遭到“灭顶之灾”，地球将会成为无任何生命的不毛之地。可见，臭氧层空洞已威胁到人类的生存。2.3.4臭氧层破坏的控制在联合国的积极协调下，国际社会于1985年签署了《保护臭氧层维也纳公约》，并于1987年9月16日在加拿大蒙特利尔签署《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》环境保护公约，具体确定了保护臭氧层的原则和国际合作框架。上一页下一页返回2.3臭氧层破坏

1990年6月在英国伦敦召开蒙特利尔公约缔约国第二次会议，并对公约内容作了大幅修正，其中最为重要者即为扩大列管物质，除原先列管者之外，另增加CFC-13等10种物质、四氯化碳以及三氯乙烷，共计12种化学物质，并加速提前于2000年完全禁用上述物质。

1999年《蒙特利尔议定书》缔约国大会在北京召开，会议通过《北京宣言》，由于国际社会采取了有效措施，人类排放到大气中的氟利昂等消耗臭氧层物质的总量开始下降，大气臭氧层损耗速度出现了减缓的迹象。上一页返回2.4酸雨2.4.1酸雨的形成过程煤和石油燃烧之后，排放出二氧化硫和氮氧化物。二氧化硫和氮氧化物进入大气中，在阳光、水蒸气、飘尘等作用下，经过一系列化学变化，最后生成硫酸、硝酸。硫酸和硝酸都是强酸，它们随雨、雪降落下来，形成酸性雨或雪。现在，全世界每年向大气排放1.1亿t硫化物。在欧洲中部，大气中硫的含量从20世纪50年代以前的2.3kg/L，增至5.0kg/L，大约增加1倍;在欧洲中南部，硫含量从每升1kg增至2kg，也增加了1倍。难怪酸雨成灾。下一页返回2.4酸雨2.4.2酸雨的危害酸雨对自然环境和生物的危害十分严重。瑞典大小湖泊几千个，70%的湖泊严重酸化，鱼类难以生存。酸雨也使加拿大4000多个湖泊酸化，水中生物全部死亡，成为死湖。酸雨可以毁坏森林，瑞典因酸雨每年损失木材达450万m3m。酸雨使土壤酸度增加，影响作物生长，降低产量;酸雨损害房屋、桥梁、雕塑和古迹;酸雨刺激人的皮肤、眼睛。因此，酸雨称之为空中死神，成为全球关注的问题。近年来，我国的酸雨相当严重，大有蔓延之势。上一页下一页返回2.4酸雨2.4.3酸雨的控制要控制酸雨，关键在于减少二氧化硫的排放。目前，世界上减少二氧化硫排放量的主要措施有以下几点。第一，原煤脱硫技术，可以除去燃烧中40%-60%的无机硫。第二，改进燃煤技术，减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。第三，对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。我国“十一五”时期火电脱硫比例从14%提高到86%。上一页返回2.5生物入侵2.5.1生物入侵的危害

1)生态遭到破坏外来生物成功入侵后，大量繁殖，迅速生长，难以控制，造成生态环境破坏，形成生物污染。如天敌昆虫的食物链之中的幼虫植食链节，可能因外来入侵物种的爆发性生长导致原嗜食植物消亡而断裂，致使天敌昆虫的食物网络结构崩溃，最终造成天敌昆虫数量骤减、病虫害的爆发。2)生物多样性消失外来物种如果生存和繁殖能力强，则会压制和排挤本地物种，形成优势种群，导致生物多样性消失。下一页返回2.5生物入侵在福建沿海滩涂区域，因大米草的疯狂扩散和肆意蔓延，破坏了海洋生物的栖息环境而使沿海养殖的多种生物窒息死亡。同时也大面积毁坏原有的红树林，甚至堵塞航道，既影响船舶出人港，也影响海水的交换能力，导致水质下降并诱发赤潮，使得整个海岸观景生态系统造成不可逆的破坏。

3)农林业损害许多外来生物造成农作物和牲畜死亡，对农林业生产造成巨大威胁。如红火蚁、紫茎泽兰等。

4)威胁人类健康引起人类过敏。上一页下一页返回2.5生物入侵2.5.2防止生物入侵的对策

1)加强立法2)加强宣传

3)加强研究4)加强监管

5)防治结合上一页返回图2-1返回图2-2返回图2-3返回图2-8返回图2-18返回图2-19返回表2-1返回第3章环保能使人类呼吸清洁空气3.1大气层基础知识3.2大气污染3.3大气污染的控制3.4大气质量标准与空气质量评价返回3.1大气层基础知识3.1.1大气的组成大气在常温条件下是无色、无臭、无味的，是由多种气体和水蒸气组成的混合物。大气的成分可分为恒定组分、可变组分和不定组分。3.1.2大气层的结构大气层的厚度大约在1000km以上，但没有明显的界限。整个大气层随高度不同表现出不同的特点，分为对流层、平流层、中间层、暖层和逸散层，再上面就是星际空间了(如图3-1和图3-2所示)。在大气层中气体的分布是不均匀的，其质量的99%集中在距地球表面29km以下，海平面处空气密度最大，随着高度的增加，空气越来越稀薄。下一页返回3.1大气层基础知识

大气在垂直高度上的物理性质(温度、大气组分等)差异很大，自下而上，可将大气分为对流层、平流层、中间层、暖层和逸散层五层。上一页返回3.2大气污染3.2.1大气污染的途径

1)大气污染的概念大气污染(如图3-3所示)通常是指由于人类活动或自然界不断地向大气排放各种各样的物质，这些物质在大气中会存在一定时间，大气中某些物质的数量(浓度)超过大气的正常含量，且持续的时间足以对人类和生态环境产生不良影响和危害的现象。这些物质构成了大气污染物。大气污染物主要通过三条途径来危害人体:一是人体表面接触后受到伤害;二是食用含有大气污染物的食物和水中毒;三是通过呼吸系统吸入空气污染物后患上疾病。

2)大气污染的形成过程大气污染是由污染源排放、大气传播、人与物受害这三个环节所构成。下一页返回3.2大气污染

污染物进入大气，就会稀释扩散。风越大，大气湍流越强，大气越不稳定，污染物的稀释扩散就越快;相反，污染物的稀释扩散就慢。特别是在出现逆温层时，污染物往往可积聚到很高浓度，造成严重的大气污染。降水虽可对大气起到净化作用，但因污染物随雨雪降落，大气污染会转变为水体污染和土壤污染。地形或地面状况复杂的地区，会形成局部地区的热力环流，如山区的山谷风，滨海地区的海陆风，以及城市的热岛效应等，都会对该地区的大气污染状况产生影响。3)大气污染源由于人类活动产生的大气污染源主要有以下几个方面。上一页下一页返回3.2大气污染工业污染源:工业企业如火力发电厂、钢铁厂、水泥厂、化工厂、金属冶炼厂等在生产过程中向大气中排放污染物，是大气的主要污染源。交通污染源:汽车、火车、飞机、船舶等交通运输工具排放污染物，交通污染源分散、流动、数量多。生活污染源:由于居民及服务行业烹饪、取暖、沐浴等生活上的需要，在燃烧各种燃料时，向大气排放污染物的污染源。农业污染源:农业生产中喷洒农药，燃烧废弃秸秆，渔业、畜牧业生产废弃物腐烂等。3.2.2大气颗粒物大气颗粒物是大气的一个组分。饱和水蒸气以大气颗粒物为核心而形成云、雾、雨、雪等，它参与了大气降水过程。上一页下一页返回3.2大气污染1)大气颗粒物的来源大气颗粒物的来源可分为天然来源和人为来源两种。直接由污染源排放出来的称为一次颗粒物。大气中某些污染组分之间，或这些组分与大气成分之间发生反应而产生的颗粒物，称为二次颗粒物。

2)大气颗粒物的消除大气颗粒物的消除与颗粒物的粒度、化学性质密切相关。通常有干沉降和湿沉降两种消除方式。

3)大气颗粒物的分类大气颗粒物可分为总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物和可人肺颗粒物。4)大气颗粒物的危害上一页下一页返回3.2大气污染3.2.3大气颗粒物中的PM2.51)大气中PM2.5来源通过对不同排放源、不同尺度细粒子的监测，各类排放源对细粒子的贡献百分率见表3-1。

2)影响大气中PM2.5含量的因素大气中PM2.5含量受污染排放和气象条件等多种因素的影响，不同的月份之间存在着明显的差异。由表3-2可以看出，PM10和PM2.5的月均质量浓度的高低顺序为:4月份>2月份和3月份>1月份。如图3-4所示为北京地区PM10和PM2.5质量浓度日变化曲线。从图中可以看出，PM10和PM2.5质量浓度的日变化都呈双峰现象，一个峰出现在夜间，另一个峰出现在上午，这既与污染物排放有关，又与气象条件有关。上一页下一页返回3.2大气污染3)PM2.5的危害研究表明，PM2.5是人类活动所释放污染物的主要载体，携带有大量的重金属和有机污染物。表3-3为不同粒径大气颗粒物中苯并[a]花和Pb的含量。3.2.4其他大气污染物及危害环境中的大气污染物种类很多，若按物理状态可分为气态污染物和颗粒物两大类;若按形成过程则可为一次污染物和二次污染物。一次污染物是指从污染源直接排入大气的污染物质，如C0,N0,S0,等，也称原发性污染物。二次污染物是指由一次污染物与空气中原有成分发生反应，或污染物之间反应而产生一系列新的污染物质，如臭氧(03)、硫酸盐颗粒物等，又称继发性污染物，其物理、化学性状与一次污染物不同，而且二次污染物比一次污染物危害更大。上一页下一页返回3.2大气污染此外，大气污染物按化学组成还可以分为含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物等，下面介绍几种主要大气污染物的来源及其危害途径。

1)含硫化合物大气中的含硫化合物主要有SO2,SO3,H2S,H2SO、及其盐等，它们主要来源于煤(含硫量为0.5%-6%)和石油(含硫的质量分数为0.5%-3.0%)的燃烧，冶金厂和硫酸厂等也向大气中排放SO2气体。

2)氮氧化物(NOT)

造成大气污染的NO二主要是NO和NO2，它们主要来自矿物燃料的高温燃烧(汽车及其他内燃机)、生产和使用硝酸的工厂所排放的尾气、金属冶炼等。上一页下一页返回3.2大气污染3)碳氧化物(CO)CO主要有CO和C02。其中CO是矿物燃料不完全燃烧的产物。

4)碳氢化合物(HC)

自然界中的碳氢化合物主要来源于生物的分解。人为造成的碳氢化合物污染，主要是燃料不完全燃烧和有机物的蒸发，其中以汽车尾气最为突出。目前，大气中检出的烷烃有100多种，低于6个碳原子的烷烃有较高的蒸气压，在大气中多以气态形式存在。碳链长的烃类常形成气溶胶或吸附到其他颗粒物上。碳氢化合物是大气中重要的污染物，是形成光化学烟雾的主要参与者。上一页下一页返回3.2大气污染

5)硫酸烟雾型污染硫酸烟雾又称为“伦敦型烟雾”，最早发生在英国伦敦，它主要是由于燃煤而排放出来的SO2、颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物质所造成的大气污染现象，这种污染多发生在冬季、气温较低、湿度较高和日光较弱的气象条件下。

6)光化学烟雾光化学烟雾的形成是大气中有氮氧化合物和碳氢化合物存在，大气温度较低和逆温气候条件，而且有强烈的阳光照射，经过一系列光化学反应形成的二次污染物。上一页返回3.3大气污染的控制3.3.1减少污染物排放量大气污染与发展方式、产业结构和能源结构密切相关。我国高消耗、高污染、低产出、低效益的粗放工业模式尚未根本改变，产业结构重型化特征明显，单位产品的污染物排放强度高，污染物排放量大。周生贤指出，“解决大气污染问题，要在转变经济发展方式上下工夫。”一方面要调整优化产业结构，严控高耗能高污染行业新增产能、加快淘汰落后产能、清理整顿违规产能、积极化解过剩产能。另一方面要加快调整能源结构、控制煤炭消费总量、发展清洁能源(如太阳能、风能、水力发电)、推进煤炭清洁利用。下一页返回3.3大气污染的控制3.3.2合理布局厂址选择、烟囱设计、城区与工业区规划等要合理，不要使排放大户过渡集中，不要造成重复叠加污染，导致局地严重污染事件发生。综合利用能源，尽量实行区域采暖，集中供热。3.3.3综合防治汽车尾气和扬尘“机动车已成为城市空气的重要污染源，北京、上海等大城市机动车对PM2.5的贡献率达20%-25。”要科学调控城市机动车保有量，大力淘汰黄标车，加快车用燃油低硫化步伐，积极采用污染较低的燃料(如无铅汽油、液化石油气、天然气)，深化机动车污染治理。针对汽车尾气污染，要改进发动机和尾气排放系统，鼓励使用小排量的汽车。上一页下一页返回3.3大气污染的控制3.3.4完善城市绿化系统森林、草地在改善全球性和国土范围内的生态环境中起着重要作用。在城市环境的改善中，绿化功能尤为显著，是其他措施所不能代替的。3.3.5强化大气环境质量管理如对大气污染源的监控，实施空气质量的日报或周报，接受公众对环境保护工作的监督。另外治理大气污染，必须全民行动，建立有效的激励约束机制，让保护者获得收益、获得补偿，污染者多负担、付出代价。上一页返回3.4大气质量标准与空气质量评价3.4.1大气质量标准环境法规和政策的贯彻执行，必须通过一系列环境标准达到指标化、定量化、具体化。下面介绍一些有关大气环境质量标准。

1)环境空气质量标准

《环境空气质量标准》首次发布于1982年，1996年第一次修订，2000年第二次修订，2012年第三次修订。现行为《环境空气质量标准》(GB3095-2012)。2)室内空气质量标准

《室内空气质量标准》(GB/T18883-2002)是由国家质量监督检验检疫局、国家环保总局、卫生部制定的。《室内空气质量标准》于2003年3月1日正式实施。下一页返回3.4大气质量标准与空气质量评价这部标准吸入室内空气质量概念，明确提出“室内空气应无毒、无害、无异常嗅味”的要求。其中规定的控制项目包括化学性、物理性、生物性和放射性污染。规定控制的化学性污染物质不仅包括人们熟悉的甲醛、苯、氨、臭氧等污染物质，还有可吸入颗粒物、二氧化碳、二氧化硫等13项化学性污染物质。3)《保护农作物的大气污染物最高允许浓度》(GB9137-1988)3.4.2空气质量评价

1)空气质量日报空气污染城市比较突出，北方城市尤为严重，主要源于冬季取暖、工业生产废气等，汽车废气的污染近年来呈快速上升趋势，一般城市越大，空气污染越严重。上一页下一页返回3.4大气质量标准与空气质量评价我国自2000年6月5日起，正式发布42个重点城市的空气质量日报。现在发布86个重点城市的空气质量日报。空气质量日报(如图3-5所示)就是在市区内经优化布点，选取几个具有代表性的点位，通过大气自动监测仪器，对大气中的PM10,SOZ,NOZ含量进行一天内每小时一次的连续监测，将结果统计、整理，按一定的技术规范计算出市区内的污染指数、首要污染物、空气质量状况及级别，并于当日报送国家环境监测总站及各有关新闻单位和领导，同时经媒体向社会公布的一种大气环境质量报告，可以及时准确地反映空气质量状况，增强人们对环境的关注，促进入们对环境保护工作的理解和支持，提高全民的环境意识，促进入们生活质量的提高。上一页下一页返回3.4大气质量标准与空气质量评价2)空气污染指数(API)

空气污染指数是根据环境空气质量标准和各项污染物对人体健康和生态环境的影响来确定的，污染指数与各项污染物浓度的关系是分段的线性函数，用内插法计算各污染物的分指数I，取各项污染物分指数中最大者代表该区域或城市的污染指数，即API=max(I1,I2…，Ii,…，In)，该指数所对应的污染物即为该区域或城市的首要污染物。也就是将常规监测的几种空气污染物浓度简化为单一的数值形式，见表3-4，并分级表示空气污染程度和空气质量状况。上一页下一页返回3.4大气质量标准与空气质量评价空气污染指数取值范围为0-500，目前我国必须监测的首要污染物为可吸入颗粒物(PM10),SO2,NO2。当污染指数小于50时不报告首要污染物。3)空气质量级别及对人体健康的影响(见表3-5)。上一页返回图3-1返回图3-2返回图3-3返回图3-4返回图3-5返回表3-1返回表3-2返回表3-3返回表3-4返回表3-5返回第4章环保能使人类饮用安全水4.1我国的水环境及水质标准4.2水体污染4.3水体自净4.4水污染的防治返回4.1我国的水环境及水质标准4.1.1水体和水体中的主要物质水体是江河湖海、地下水、冰川等的总称，是被水覆盖地段的自然综合体。它不仅包括水，还包括水中溶解物质、悬浮物、底泥、水生生物等。水与水体是两个紧密联系又有区别的概念。从水体概念去研究水环境污染，才能得出全面、准确的认识。天然水在循环过程中不断地和周围物质接触，必然会溶入一些物质。这些物质大多以分子态、离子态或胶体微粒状态存在于水中。如图4-3所示为天然水中含有的各种物质。不同来源的天然水由于自然背景不同，水中各种物质的含量不同，构成了不同的水质。下一页返回4.1我国的水环境及水质标准4.1.2水质指标水质指标是水中杂质的具体衡量尺度。各种水质指标表示出水中杂质的种类和数量，由此判断水质的好坏及是否满足要求。水质指标分为物理指标、化学指标和微生物学指标三类。常用的水质指标主要有以下几项。

1)物理化学指标水温、悬浮物(SS)、浊度、透明度及电导率等物理指标，pH值、总碱(酸)度、总硬度等化学指标，用来描述水中杂质的感官质量和水的一般化学性质，有时还包括对色、嗅、味的描述。上一页下一页返回4.1我国的水环境及水质标准2)氧的指标体系氧的指标体系包括溶解氧、生化需氧量、化学需氧量等，用来衡量水中有机污染物质的多少，也可以用碳的指标来表示，如总有机碳、总碳等。3)氮、磷指标氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮、磷酸盐和总磷等，用来表征水中植物营养元素的多少，有时还加上表征生物量的指标叶绿素a。

4)金属元素及其化合物金属元素及其化合物如汞、锅、铅、砷、铬、铜、锌、锰等，包括对其总量及不同状态和价态含量的描述。上一页下一页返回4.1我国的水环境及水质标准5)其他有害物质其他有害物质如挥发酚、氰化物、油类、氟化物、硫化物以及有机农药、多环芳烃等致癌物质。

6)微生物细菌总数、大肠菌群等微生物学指标，用来判断水受致病微生物污染的情况。总之，有些水质指标是水中某一种或某一类杂质的含量，直接用其浓度表示，如某种重金属和挥发酚;有些是利用某类杂质的共同特性来间接反映其含量的，如BOD,COD等;还有一些指标是与测定方法直接联系的，常有人为任意性，如浑浊度、色度等。水质指标能综合表示水中杂质的种类和含量，是不断发展的。上一页下一页返回4.1我国的水环境及水质标准4.1.3水质标准水质标准是环境质量标准的重要组成部分，是具有法律效力的环境中污染物限量。水质标准包括水环境质量标准和污水排放标准两大类。我国水环境质量标准有《地表水环境质量标准》(GB38382002),《地下水质量标准》(GB/T14848-1993、《海水水质标准》(GB3097-1997、《渔业用水质标准》(GB11607-1989,《农田灌溉水质标准》(GB50842005)。污水排放标准有《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)等和行业水污染物排放标准，如《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456-2012)、《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB42872012),《皂素工业水污染物排放标准》(GB20425-2006,《煤炭工业污染物排放标准》(GB204262006),《啤酒工业污染物排放标准》(GB19821-2005)等。上一页下一页返回4.1我国的水环境及水质标准4.1.4我国的水环境状况

1)地表水情况

《2008年中国环境状况》显示全国地表水污染依然严重，七大水系总体为中度污染，湖泊(水库)富营养化问题突出。长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河七大水系总体水质与上年持平。200条河流409个断面中，I-III类、IVV类和劣V类水质的断面比例分别为55.0%,24.2%和20.8。珠江、长江总体水质良好，松花江为轻度污染，黄河、淮河、辽河为中度污染，海河为重度污染。上一页下一页返回4.1我国的水环境及水质标准《2012年中国环境状况》的报告中显示，全国地表水国控断面总体为轻度污染。一是全国水环境质量不容乐观。长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河、浙闽片河流、西南诸河和西北诸河十大流域的国控断面中，I一I类、N一V类和劣V类水质的断面比例分别为68.9%,20.9%和10.2%。珠江流域、西南诸河和西北诸河水质优，长江和浙闽片河流水质良好，黄河、松花江、淮河和辽河为轻度污染，海河为中度污染，如图4-4所示。在监测的60个湖泊(水库)中富营养化状态的湖泊(水库)占25.0%，其中，轻度富营养状态和中度富营养状态的湖泊(水库)比例分别为18.3%和6.7%，见表4-1。上一页下一页返回4.1我国的水环境及水质标准2)地下水情况危险废物堆、化粪池、地下污水管道泄漏、地下油库、农业径流、城市径流、各种矿场及市政和工业废水都可能造成地下水污染。((2012年中国环境状况》显示，在198个城市4929个地下水监测点位中，其中国家级监测点800个。依据《地下水质量标准》(GB/T14848-1993)，综合评价结果为水质呈优良级的监测点580个，占全部监测点的11.8%;水质呈良好级的监测点1348个，占27.3%;水质呈较好级的监测点176个，占3.6%;水质呈较差级的监测点1999个，占40.5%;水质呈极差级的监测点826个，占16.8%，如图4-5所示。与上年比较变化的情况如图4-6所示。上一页返回4.2水体污染4.2.1水体污染途径

1)水体污染的概念水体污染是指由于物质和能量的介入，超过了水体的自净能力，而使水体中污染物的含量超过了水环境质量标准，降低了水体的使用价值，危害人体健康或破坏生态环境的水质恶化现象。

2)污水的来源造成水体污染的因素是多方面的，向水体排放未经妥善处理的城市污水和工业废水;施用化肥、农药及城市地面的污染物被水冲刷进入水体;随大气扩散的有毒物质通过重力沉降或降水过程进入水体等。下一页返回4.2水体污染(1)生活污水。城市居民日常生活中产生的各种污水的混合液称生活污水，其中有厨房、洗涤室、浴室、厕所排出的污水等。生活污水中含有来自人类粪便的病原细菌和病毒、洗涤剂以及过量的氮和磷的化合物、有机物等。

(2)工业污水。各种工业企业在生产过程中排放出的生产废水和生产废液统称工业污水。

(3)农业污水。农业用水量大(占总用水量的70%)，而且面积广。4.2.2水体污染物分类及危害污染水体的物质成分极为复杂，概括起来主要包括有机无毒物、有机有毒物、无机无毒物、无机有毒物和其他污染物。其他污染物包括石油类污染物、病原微生物、寄生虫、放射性污染物、热污染等。污水的污染物不同，污染的类型及后果也不同。上一页下一页返回4.2水体污染

1)有机无毒物有机无毒物包括碳水化合物，如蛋白、脂肪、葡萄糖等天然(自然)有机物，可在微生物作用下最后分解成二氧化碳和水等简单的无机物，同时，在分解过程中要消耗大量的氧气，也叫耗氧有机污染物。

2)有机有毒物有机有毒物包括酚类化学物:多环芳烃类、苯并花、苯并葱;有机农药:杀虫剂、除草剂、灭菌剂(有机Cl,P,Hg);聚氯联苯(PCB、),稠环芳烃、多环芳烃、三致物;高分子聚合物:塑料、合成橡胶、纤维、染料、洗涤剂。上一页下一页返回4.2水体污染3)无机无毒物地面泥沙、尘土、渣物等颗粒物与有机颗粒混合在一起，统称为悬浮物(SS)或悬浮固体，使水变浑浊;酸碱及无机盐(pH在6-9以外)对生物、给排水及微生物处理造成障碍，与地面反应，伴随盐类污染，抑制生物、土壤板结酸化;植物性营养物有氮、磷、人畜排泄物。

4)无机有毒物无机有毒物主要有非金属无机毒性物质如氰化物(CN)、砷(As)，金属毒性物质如汞(Hg}、铬(Cr),锅(Cd)、铜(Cn),镍(Ni)等。一般富集下游一定范围的底泥中，遇汛产生二次污染。上一页下一页返回4.2水体污染5)其他污染物

(1)感官性污染物。色、嗅、味、浑浊、泡沫、恶臭等影响感官景观旅游水体的污水。

(2)含油污水。

(3)生物污染物。生活污水、医院污水、屠宰肉类污水、食品加工污水、制革废水等含有各种病菌、病毒、寄生虫等病原微生物，流入天然水体会传播各种疾病。

(4)热污染废水。

(5)其他污染物放射性:射线、p射线、，射线，损害人体组织，长期积累会形成血癌。如切尔诺贝利核漏事件。上一页下一页返回4.2水体污染4.2.3海洋污染海洋面积辽阔，储水量巨大，因而长期以来是地球上最稳定的生态系统。由陆地流入海洋的各种物质被海洋接纳，而海洋本身却没有发生显著的变化。然而近几十年，随着世界工业的发展，海洋的污染也日趋严重，使局部海域环境发生了很大变化，并有继续扩展的趋势。海洋的污染主要是发生在靠近大陆的海湾。由于密集的人口和工业，大量的废水和固体废物倾入海水，加上海岸曲折造成水流交换不畅，使得海水的温度、pH、含盐量、透明度、生物种类和数量等性状发生改变，对海洋的生态平衡构成危害。上一页返回4.3水体自净4.3.1水体自净概念污染物进入水体后，经过一系列的物理、化学和生物变化，污染物被分离或分解，水体基本上恢复到原来的状态，这一自然净化过程称为水体自净作用。4.3.2水体自净机理按照作用机理的不同，可将水体自净分为物理自净、化学自净、物化自净和生物自净四种。水体的自净是十分复杂的过程，它受到诸多因素的影响，四种过程常常是相互交织在一起，共同完成的。

1)物理净化过程污染物进入水体后，由于混合、扩散、稀释、沉降、挥发等物理作用而使水体污染物浓度相对降低的过程称为物理净化。下一页返回4.3水体自净2)化学净化过程污染物进入水体后，可发生氧化、还原、化合、分解、中和、配位等化学反应，而使污染物浓度降低的过程称为化学净化。

3)物化作用过程主要是吸附与凝聚，Si,Al、氧化物吸附各种离子、金属、放射性物质和油类后沉淀，表面活性剂起浮选作用。

4)生物净化过程悬浮和溶解于水体的有机污染物，在有溶解氧时会因好氧微生物作用，氧化分解为简单的、稳定的无机物，如二氧化碳、亚硝酸盐和磷酸盐等，使水体有机卒物浓度降低的过程称为生物净化。上一页下一页返回4.3水体自净如图4-10所示是水体氧垂曲线图，它形象地说明了水体受有机物污染后的自净过程。对不同水体进行考察并掌握各种水体自净规律，就能充分利用水体自净能力，减轻处理水体污染的负担，保证水体不受污染(见表4-8)，并据此安排合理的生产布局，且以最经济的方法控制和治理污染源。上一页返回4.4水污染的防治4.4.1水体污染的控制

1)推行清洁生产工艺清洁生产是利用清洁的能源和原材料，采用清洁生产工艺和技术，生产清洁产品的过程。

2)执行浓度控制浓度控制是对人为污染源排入环境的污染物浓度所做的限量规定，以达到控制污染源排放量的目的。但是，单纯的浓度控制不能限制排入环境中的污染物总量，没有考虑区域环境的现状负荷，也没有考虑区域的自然环境条件。

3)实行总量控制总量控制就是依据某一区域的环境容量确定该区域内污染物容许排放总量，然后按照一定的原则分配给区域内的各个污染源。下一页返回4.4水污染的防治同时制定出一系列政策和措施，以保证区域内污染物排放总量不超过区域容许排放总量。总量控制可以划分为三种类型，即容量总量控制、目标总量控制、行业总量控制。容量总量控制是从受纳水体容许纳污量出发，制定排放口总量控制负荷指标。

4)加强管理

(1)加大检查执法力度。我国已制定了水环境质量标准和污水排放标准，既有国家标准，也有行业标准。

(2)从严控制新的污染源除“关”“停”之外，更需提高环境准人门槛，从严控制新的污染源。上一页下一页返回4.4水污染的防治5)废水资源化城市废水的水质、水量稳定地处理和净化后，可以作为新的再生水加以利用。这样既可以缓解水资源短缺，又可以消除城市废水对水体的污染。根据城市废水处理程度和出水水质，经净化后的城市废水可以有多种回用途径。4.4.2污水的处理减少污染物排放负荷的另一个方面，是加快治污项目建设，实现工业生产污水和生活污水达标排放。针对不同的污染特性，可采用多种多样的污水处理方法，这些方法按其作用原理又可分为物理处理法、化学处理法和生物处理法。上一页下一页返回4.4水污染的防治1)物理处理法利用物理作用分离污水中的悬浮固态物，在分离过程中不改变污染物的化学性质。物理处理法包括沉淀法、过滤法和浮选法。

2)化学处理法利用化学反应进行分离、回收废水中的污染物，或者把它们转化成无害的物质。化学处理法包括混凝法、中和法、离子交换法和氧化还原法。

3)生物处理法利用微生物的代谢活动，使水中的有机污染物转化为稳定无毒物。生物处理是城市污水处理的发展方向。上一页下一页返回4.4水污染的防治

石油化工、食品、轻工、纺织印染、制药等工业废水也用此法处理。生物处理法包括厌氧生物处理和好氧生物处理。各级污水处理的比较可参考表4-9。典型污水处理流程如图4-11。上一页返回图4-3返回图4-4返回图4-5返回图4-6返回图4-10返回图4-11返回表4-1返回表4-8返回表4-9返回第5章环保能使人类安全足食5.1土壤的组成5.2土壤的性质5.3土壤污染5.4土壤污染防治5.5土地生态破坏及防治返回5.1土壤的组成5.1.1土壤矿物质土壤矿物质是岩石经过物理风化作用和化学风化作用形成的，按其成因可以分为原生矿物和次生矿物两类。凡在地壳中最先存在的、经风化作用后仍无变化地遗留在土壤中的矿物称为原生矿物;在土壤形成过程中，由原生矿物转化形成的新矿物，统称次生矿物。原生矿物以不同的数量与次生矿物混合，成为土壤矿物质。5.1.2土壤有机质土壤有机质是土壤中含碳有机化合物的总称，主要是由进入土壤的植物、动物及微生物残体经分解转化逐步形成的。5.1.3土壤生物土壤中生活着一个生物群体，它们不但积极参与岩石的风化过程，而且是成土过程中的主要参与因素。下一页返回5.1土壤的组成

土壤微生物是土壤生态系统中的重要组成部分，它们可以分为细菌、真菌、放线菌和藻类等。土壤生物是土壤有机质的重要来源，又主导着土壤有机质转化的基本过程;土壤生物是土壤环境的重要组成部分，是土壤形成、物质迁移、能量转化的重要参与者和影响因素。5.1.4土壤水分和土壤溶液土壤水分是土壤的重要组成部分，主要来自大气降水、降雪和灌溉。在地下水位接近地面(距地面2-3m)的情况下，地下水也是上层土壤水分的重要来源。此外，空气中水蒸气遇冷凝结也是土壤水分的来源。上一页下一页返回5.1土壤的组成5.1.5土壤空气土壤空气也是土壤的重要组分之一。它对土壤微生物活动、营养物质的转化以及植物的生长发育都有重大的作用。土壤空气的状况是决定土壤肥力的重要因素之一。土壤是多孔体系，土壤空气存在于未被水分占据的土壤孔隙中。土壤空气中氧的含量则低于大气中的含量;土壤空气中还含有少量的还原性气体，这些都是厌氧性微生物活动的产物，对植物生长有害。如果是被污染的土壤，则土壤空气中还可能存在污染物。上一页返回5.2土壤的性质5.2.1土壤的吸附特性土壤中因含有土壤胶体而具有吸附性。所谓土壤胶体是指土壤中具有胶体性质的微细颗粒。土壤中含有无机胶体和有机胶体以及无机有机复合胶体。无机胶体包括茹土矿物和铁、铝、硅等水合氧化物，有机胶体主要是腐殖质，还有少量的木质素、多糖类和蛋白质及多肪等高分子有机化合物。5.2.2土壤的酸碱性土壤是一个复杂体系，其中存在着各种化学反应和生物化学反应，因而使土壤表现出不同的酸碱性。土壤的酸碱性直接影响土壤环境中物质的存在形态和迁移转化，并可以影响土壤微生物的活性，影响有机污染物的分解强度和速率。下一页返回5.2土壤的性质5.2.3土壤的氧化还原性土壤中存在着许多具有氧化性或还原性的有机物和无机物，因而使土壤具有氧化一还原特性。土壤中的氧化一还原反应是土壤中无机物、有机物发生迁移转化并对土壤生态系统产生重要影响的化学过程。土壤的氧化一还原反应不仅可以改变某些元素的价态，影响其化合物的溶解度，而且可以影响土壤的酸碱性，并对土壤养分产生影响。5.2.4土壤的配合作用土壤中的有机配体和无机配体可以与金属离子发生配合作用或整合作用，从而影响金属离子的迁移转化等行为。土壤中的有机配体主要是腐殖质、蛋白质、多糖类、木质素、多酶类、有机酸等。上一页下一页返回5.2土壤的性质5.2.5土壤的自净作用污染物质进入土壤中，会使土壤环境的物质组成发生变化，并破坏原有的物质平衡，甚至造成土壤污染。但另一方面，当各种物质进入土壤之后，土壤对进入的外源物质表现出一定的缓冲能力和净化能力，土壤的这种自身净化更新能力，称为土壤的自净作用。土壤的自净作用就是通过在土壤环境中发生的物理变化、物理化学变化和生物化学变化等一系列过程，促使污染物质逐渐分解或消失。土壤的自净能力的大小取决于土壤的物质组成和其他特性，也和污染物的种类与性质有关。不同土壤的自净能力是不同的，土壤对不同污染物质的净化能力也是不同的。一般来说，土壤自净的速度是比较缓慢的。上一页返回5.3土壤污染5.3.1土壤污染的状况中国土壤学专家潘根兴说，当前我国土壤污染出现了有毒化工和重金属污染由工业向农业转移、由城区向农村转移、由地表向地下转移、由上游向下游转移、由水土污染向食品链转移的趋势，逐步积累的污染正在演变成污染事故的频繁爆发。占全国粮食总产1/5的东北黑土区是我国最重要的商品粮基地，耕地土壤有机质含量大幅下降，支撑粮食产量的黑土层却在过去半个多世纪里减少了50%，并在继续变薄，几百年才形成1cm厚的黑土层正以每年近1cm的速度消失。照此速度，部分黑土层或将在几十年后消失殆尽，东北这一中国最大粮仓的产能也将遭受无法挽回的损失。下一页返回5.3土壤污染

与此同时，南方土壤酸化、华北耕层变浅、西北耕地盐渍化等问题也日渐凸显。不断下降的耕地质量已成为我国农产品质量安全的重大威胁。5.3.2土壤环境污染土壤环境污染是由于过量的有毒有害物质通过一定途径(如人为影响、意外事故或自然灾害)进入土壤，使土壤环境质量下降，土壤的结构和功能遭到破坏，影响作物的生长发育以及产量和质量的下降，并直接或间接地危害人类的生存和健康。土壤环境污染有隐蔽性和潜伏性、不可逆性和长期性的特点。上一页下一页返回5.3土壤污染5.3.3土壤污染物的来源土壤污染物的来源有以下几种途径。

1)矿山采冶2)工业“三废”

3)污水灌溉4)固废堆放

5)化肥、农药、地膜的使用5.3.4土壤中的主要污染物及危害1)重金属污染物2)农药、化肥上一页返回5.4土壤污染防治5.4.1控制污染源控制和消除土壤污染源是防止土壤污染的根本性措施。控制土壤污染源，就是控制进入土壤的污染物数量和速率，使污染物在土壤中可能缓慢地自行降解，不致因大量污染物的进入而造成土壤的严重污染。控制土壤污染源需要对所在地区土壤的各种污染源和污染途径进行全面调查。在此基础上，采取有效措施，切断土壤污染源或尽可能避免工矿企业污染物的任意排放，尽量避免污染物输入土壤环境。5.4.2合理施用化肥和农药合理安全施用农药包括:对症施用农药，适时适量施用农药;制定施用农药的安全间隔期，提高合理使用农药的效果，使作物的农药残留不超过标准;禁止或限制使用高残留性、高毒性的农药品种等。下一页返回5.4土壤污染防治5.4.3建立监测系统网络首先需要从源头上对其加强监测，对一些重金属排放量容易超标的冶炼与采矿等行业加强监督管理，尽快建立土壤重金属污染的监测预警体系，严格控制对土壤与空气水源污染较大的重金属元素的排放量，清楚重金属元素带来的污染程度和污染范围。5.4.4污染土壤的改良施加化学改良剂和强吸附剂是治理土壤重金属轻度污染或农药污染的重要途径。一些化学反应物质的加入可以改变重金属在土壤中的存在形态，使其固定，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性。改变耕作，比如在土壤受到重度污染的地区不妨先治理再种植，或禁止生产农产品或对种植结构进行调整。上一页下一页返回5.4土壤污染防治

有针对性地采取生物、化学、物理等措施进行治理和修复。5.4.5污染土壤的生态修复生态学不仅是一门解释自然规律的科学，也是一门为环境、经济发展服务的科学。当前，生态平衡规律已成为指导人类生产实践的普遍原则。污染环境的生态修复是指通过选择特殊的植物和微生物，人工辅助建造生态系统或自然过程，使环境介质中的污染物去除或无害化，使受污染场址恢复原有功能的技术，它是当今环境科学的热点领域。修复的介质可以包括土壤及地下水、地表淡水及近海岸。修复的主体是污染物，包括无机污染物和有机污染物。上一页下一页返回5.4土壤污染防治对于重金属，修复的手段为清除、稀释、固定化及转化为低毒的形态，如将六价铬转化为三价铬，以降低六价铬污染的危害。而对于有机污染物，修复的首选手段应该是使其彻底矿化为水和二氧化碳，或者转化为低毒的中间产物，还包括清除(吸附及挥发到另外一个介质)以及固定化(在介质内部)。

1)微生物修复技术微生物修复技术是指通过微生物的作用清除土壤和水体中的污染物，或是使污染物无害化的过程。它包括自然和人为控制条件下的污染物降解或无害化过程。上一页下一页返回5.4土壤污染防治2)植物修复技术植物修复技术就是直接利用各种活体植物，通过提取、降解和固定等过程清除环境中的污染物，或消除污染物的毒性，可以用于受污染的地下水、沉积物和土壤的原位处理(如图5-1所示)。上一页返回5.5土地生态破坏及防治5.5.1水土流失地球上人类赖以生存的基本条件就是土壤和水分。在山区、丘陵区和风沙区，由于不利的自然因素和人类不合理的经济活动，造成地面的水和土离开原来的位置，流失到较低的地方，再经过坡面、沟壑，汇集到江河河道内去，这种现象称为水土流失。水土流失是不利的自然条件与人类不合理的经济活动互相交织作用产生的。不利的自然条件主要是:地面坡度陡峭，土体的性质松软易蚀，高强度暴雨，地面没有林草等植被覆盖;人类不合理的经济活动，诸如毁林毁草，陡坡开荒，草原上过度放牧，开矿、修路等生产建设破坏地表植被后不及时恢复，随意倾倒废土弃石等。水土流失对当地和河流下游的生态环境、生产、生活和经济发展都造成极大的危害。下一页返回5.5土地生态破坏及防治水土流失破坏地面完整，降低土壤肥力，造成土地硬石化、沙化，影响农业生产，威胁城镇安全，加剧干旱等自然灾害的发生、发展，导致群众生活贫困、生产条件恶化，阻碍经济、社会的可持续发展。如西北地区水土流失严重(如图5-2所示)，仅黄土高原一区水土流失面积43万km2，每年输入黄河泥沙近16亿t5.5.2土地荒漠化土地荒漠化就是指土地退化，也叫“沙漠化”。1992年联合国环境与发展大会对荒漠化的概念作了这样的定义:“荒漠化是由于气候变化和人类不合理的经济活动等因素，使干旱、半干旱和具有干旱灾害的半湿润地区的土地发生了退化。”1996年6月17日是第二个世界防治荒漠化和干旱日，联合国防治荒漠化公约秘书处发表公报指出:当前世界活动荒漠化现象仍在加剧。上一页下一页返回5.5土地生态破坏及防治5.5.3沙尘暴沙尘暴是沙暴和尘暴两者兼有的总称，是指强风把地面大量沙尘物质吹起并卷人空中，使空气特别混浊，水平能见度小于1km的严重风沙天气现象。从全球范围来看，沙尘暴天气多发生在内陆沙漠地区，源地主要有非洲的撒哈拉沙漠，北美中西部和澳大利亚也是沙尘暴天气的源地之一。5.5.4土地生态破坏的防治生态系统具有不同程度的自净能力，被污染的环境介质，如大气、水体、土壤等都可以依靠本身的自净能力(如水体自净、植树造林、土地处理系统等)，减轻污染程度或恢复正常状态。我们应尽量有目的地、广泛地利用这种自净能力来防治环境污染。上一页下一页返回5.5土地生态破坏及防治生态系统的主体是植物，而植物赖以生存的基础是水和土。对于非污染性建设项目(包括公路、铁路、水工程、矿产开采等不会因开发而遭受重金属、烷烃类等工业污染的项目)，开发建设活动主要是扰动和破坏地形地貌、土壤和植被，造成水土流失，改变生态系统平衡的物质基础，可以通过拦渣、护坡、土地整治、绿化等一系列水土保持措施，重新构建和保护水土资源，恢复植被，使受损的生态系统得到修复，并使之达到新的生态平衡。以近年来我国实施的小浪底、万家寨、东深供水等水利工程的水土保持方案实施效果分析，基本达到或接近生态修复的水平。如水土保持生态自然修复工程，是非污染性建设项目生态修复的主体。上一页返回图5-1返回图5-2返回第6章环保使人类安居健康6.1城市发展面临的环境问题6.2固体废物的处理与利用6.3噪声污染及其防治6.4放射性污染与防治6.5电磁辐射污染与防治6.6光污染与防护返回6.1城市发展面临的环境问题6.1.1城市化的进程

1)世界的城市化进程

20世纪50年代，全球城市居民还不到总人口的1/3。到1975年世界上仅有1/3多一点的人住在城市(如图6-1所示)，而如今全世界有近一半的人口居住在城市。到2030年，这一数字将会超过60%。

2)我国的城市化进程我国在新中国成立后的几十年，城市人口增长很慢，到1978年还不到18%的人住在城市，由于改革开放，中国经济迅速发展，城市化步伐迅速加快，1995年城市人口已上升到29%，到2000年城市人口占36.2%，比1978年提高了18.2%,2006年城市人口已上升到43.6%，中国已进入城市化快速发展时期，据预测，到2020年，中国的城市化水平将达到5