第一节 环境污染概述

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1、第一节环境污染概述 一 环境污染的概述1 环境污染 EnvironmentalPollution 的定义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 2 环境污染的分类 1 按环境污染的性质 物理性污染 指物理性污染物引起环境污染的现象 化学性污染 由化学性 有机的或无机的 物质引起的环境污染 生物性污染 污染物来源于生物包括微生物 动物 植物和人类本身及生命活动过程产生的污染 2 按污染物的物理状态气体污染物 包括各种导致温室效应的气体 如 CO2 CH4 NOX 汽车尾气 SO2等 废水污染物 指以液体

2、形态存在的高浓度污染物 固体污染物 指以固体形态存在的有机或无机废气物 3 按污染方式点源污染 污染物发生于某一局部较小范围而引发的污染方式 如 工厂的固定排污管口 非点源污染 由于大面积施用化学肥料 农药或其他可污染环境的化学制剂所引起 如 酸雨等 环境污染有不同的类型 按环境要素可分为 大气污染 水域污染 土壤污染 1 大气污染 大气中污染物或由它转化成的二次污染物的浓度达到了有害程度的现象 称为大气污染 大气污染物主要分为有害气体 二氧化硫 氮氧化物 一氧化碳 碳氢化物 光化学烟雾和卤族元素等 及颗粒物 粉尘和酸雾 气溶胶等 它们的主要来源是燃料的燃烧和工业生产过程 大气污染的危害 大气

3、污染对人体的危害主要表现为呼吸道疾病 对植物可使其生理机制受抑制 生长不良 抗病抗虫能力减弱 甚至死亡 大气污染还能对气候产生不良影响 如降低能见度 减少太阳的辐射而导致城市佝偻发病率的增加 大气污染物能腐蚀物品 影响产品质量 近十几年来 不少国家发现酸雨 雨雪中酸度增高 使河湖 土壤酸化 鱼类减少甚至灭绝 森林发育受影响 这与大气污染是有密切关系的 2 水域污染水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和自净能力即水体的环境容量 从而导致水体的物理特征 化学特征发生不良变化 破坏了水中固有的生态系统 破坏了水体的功能及其在人类生活和生产中的作用 造成水体污染的因素是多

4、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而进入水体 随大气扩散的有毒物质通过重力沉降或降水过程而进入水体等 3 土壤污染当土壤中含有害物质过多 超过土壤的自净能力 就会引起土壤的组成 结构和功能发生变化 微生物活动受到抑制 有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累 通过 土壤 植物 人体 或通过 土壤 水 人体 间接被人体吸收 达到危害人体健康的程度 就是土壤污染 环境效应 环境污染所导致的环境变化环境生物效应 指各种环境因素变化而导致生态系统变异的结果 环境化学效应 在多种环境条件的影响下 物质之间的化学反应所引起的环境效果 如 酸雨 光化学烟

5、雾等 环境物理效应 物理作用引起的环境效果 如热污染 噪声污染等 3 污染源 PollutionSource 污染源 造成环境污染的污染物发生源 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 天然污染源 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 指人类社会活动所形成的污染源 是环境保护工作研究和控制的主要对象 污染源按人类社会的活动的功能来分 1 工业污染 2 农业污染源 在农业生产过程中对环境造成有害影响的农田和各种农业设施 3 交通运输污染源 对周围环境造成污染的交通运输和设备 4 生活污染源 生活污染源主要是城市化造成的 生活污染

6、源污染环境途径 消耗能源排出废气造成的大气污染 排出生活污水造成水体污染 城市排出的厨房垃圾 废塑料等造成环境污染 污染源示意图 4 污染物 Pollutant 指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的生存和发展的物质 4 1生产性污染物和生活污染物生产性污染物 通过人类的生产活动造成的 废水 废气 废渣和噪声等 生活污染物 人们每天新陈代谢均会产生大量的废物 粪便 垃圾 脏水等 4 2一次污染物和二次污染物一次污染物 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 指进人大气的一次污染物之间相互作

7、用或一次污染物与正常大气组分发生化学反应 以及在太阳辐射线的参与下引起光化学反应而产生的新的污染物 它常比一次污染物对环境和人体的危害更为严重 下列三种气体 二氧化硫 二氧化氮 硫化氢 其中能生成二次污染物的是 A B C D 全部都是 4 3优先污染物 PriorityPollutant 指在众多的污染物中筛选出的潜在危险大的作为优先研究和控制对象的污染物 亦称优先控制污染物 主要针对下列污染物 有毒有机化学污染物 生物难降解性物质 具有生物积累性 三致性的污染物 二 非生物性污染对环境的影响 一 化学性污染对环境的影响1 化学污染在环境中的行为特点 1 具有环境残留持久性 化学污染物一旦进

8、入环境 不易受理化因素和生物攻击 具较强的抗降解转化能力而具有残留持久性 如 DDT的残留时间是4年 2 具有环境的迁移性和循环性 图4 1 3 具有环境生物浓缩性 化学污染物通过食物链上各营养级生物成员逐步富集 提高化学污染物浓度的过程 4 具有环境可转化性 化学污染物进入环境后 由于受物理 化学和生物的作用而发生各种各样的转化 有的可被彻底分解为CO2 H2O和其他简单无机物 有的则可经加合 络合或改变了功能基团而降低了毒性或加剧了毒性 降低或提高了对环境因素降解的抗性 如 汞 2 化学污染物在环境中的转化 1 化学转化作用 化学污染物进入环境后尤其是进入水体后稀释 降解成离子态 可以环境

9、中存在的酸 碱物质起中和置换反应 形成较小的盐类中和物 2Hg Hg0 Hg2 其中一个Hg 氧化为Hg2 另一个Hg 还原为Hg0 2 物理转化作用 化学污染土壤 水域和大气后可经历渗透 吸附 蒸发 稀释 凝聚 悬浮 扩散 沉降及放射性蜕变等一种或多种物理性因素 3 生物性转化 是化学性污染物进入环境后转化的最主要也是最重要的途径 转化能力最强的是各种微生物 其次是植物和动物 生物转化是化学污染被微生物 植物和动物吸收或接触后 由体内或体外各种酶系催化下发生脱卤 脱烃 氧化 还原等反应 使化学污染被完全矿化为CO2 H2O和其他简单无机物 或转化为其他产物的过程 3 化学污染物在环境中的转化

10、结果 1 被完全矿化 某些化学污染物经转化后可被完全矿化 有机污染物在有氧环境中被彻底矿化为CO2 H2O和NH3等无机物质 在厌氧环境中可被化为CO2 CH4和H2O 以及少量NH3 H2S等物质 2 丧失或降低毒性 对人和动 植物油毒性的化学污染物 可由于环境的转化作用 部分降解 但不完全矿化 或失去有毒的功能基团 或修饰 改变了有毒的功能基团 而使有毒化学污染物转化为无毒物或低毒物 3 活化或加强毒性 环境转化作用原具有低毒的功能基团变为具有高毒的功能基团 或原无毒的功能基团转变为有毒甚至高毒的功能基团 从而使化学污染物更为有害 某些化学污染物本身无毒或毒性不强 但在降解转化过程中产生的

11、中间产物有毒 且可持续存在于环境中 以至可作为一种新的环境污染物看待 4 改变毒性谱 某种化学污染物经环境转化后生成新的化学产物 新的化学产物不具有原来的毒性谱 而具有新的毒性谱 5 生成更为复杂庞大的物质 化学污染物经环境物理 化学 生物的转化作用 如加合 复合 结合等 可使原有较为简单的结构变为复杂 分子量更为庞大 原分子中易为环境转化的连接键被加上的氨基酸 有机酸 甲基或其他基团所掩饰或屏蔽 不易被外作用力所攻击 从而在环境中的持久性更强 对环境转化则具有了更大的抗性 4 化学性污染对环境的影响 1 污染土壤的生产价值明显下降 污染物扰乱改变了土壤中正常微生物区系 杀死了有益微生物种群

12、保留了有害的植物致病菌 动物致病菌 导致植物病害和动物病害流行 重金属污染物积累于土壤 植物吸收并积累于体内和食用部分 大大超出人类健康允许范围 食用后危害人类健康 有机污染物如酚 多氯联苯 烃类化合物等同样可使作物严重减产 2 污染水域水质下降失去使用价值 3 化学污染物对大气环境的影响产生异味 臭味形成酸雨温室效应破坏地球上空臭氧层 二 物理性污染对环境的影响物理性污染主要是噪声 放射性污染 电磁污染 热污染等 1 噪声污染噪声的危害 1 导致人们听力损伤 2 诱发其他疾病 3 影响人们语言交流和心理状态 4 破坏建筑 2 放射性污染放射性污染是由于放射性物质的泄漏事故或其他各种原因失于严

13、格控制的放射性外泄引起的污染 放射性污染的危害 1 作用于生物体细胞组织 体液等 引起分子和原子电离 破坏生物大分子结构 蛋白质变性引起生物体新陈代谢紊乱 甚至死亡 也可引起DNA和RNA分子链断裂 或基因突变 致畸致死 2 作用于生物体内的水分子生成OH 自由基 可以生物大分子反应 破坏机体的正常新陈代谢 放射性损伤可分为和远期效应 急性效应 是人或其他生物体在一次性或短期内受到大剂量放射性照射时在几分钟或几小时内引起死亡 远期效应 是指人在低剂量照射后相当长时间甚至几代后才发生或放射性急性效应疾病恢复后相当长时间发生的影响 1945年8月6日美国在日本广岛投掷原子弹 原子弹爆炸的强烈光波

14、使成千上万人双目失明 10亿度的高温 把一切都化为灰烬 放射雨使一些人在以后20年中缓慢地走向死亡 冲击波形成的狂风 又把所有的建筑物摧毁殆尽 处在爆心极点影响下的人和物 象原子分离那样分崩离析 离中心远一点的地方 可以看到在一霎那间被烧毁人及儿童的残骸 更远一些的地方 有些人虽侥幸还活着 但不是被严重烧伤 就是双目被烧成两个窟窿 在16公里以外的地方 人们仍然可以感到闷热的气流 当时广岛人口为34万多人 靠近爆炸中心的人大部分死亡 当日死者计8 8万余人 负伤和失踪的为5 1万余人 全市7 6万幢建筑物全被毁坏的有4 8万幢 严重毁坏的有2 2万幢 3 电磁污染电磁污染是指天然的人为的各种电

15、磁波的干扰及有害的电磁辐射 由于广播 电视 微波技术的发展 射频设备功率成倍增加 地面上的电磁辐射大幅度增加 目前已达到直接威胁人体健康的程度 影响人类生活环境的电磁污染可分天然电磁污染和人为电磁污染两大类 天然的电磁污染是某些自然现象引起的 最常见的是雷电 雷电除了可能对电气设备 飞机 建筑物等直接造成危害外 还会在广泛的区域产生从几千Hz到几百MHz的极宽频率范围内的严重电磁干扰 火山喷发 地震和太阳黑子活动引起的磁爆等都会产生电磁干扰 天然的电磁污染对短波通信的干扰极为严重 人为的电磁污染包括有 脉冲放电 例如切断大电流电路时产生的火花放电 其瞬变电流很大 会产生很强的电磁 它在本质上与

16、雷电相同 只是影响区域较小 工频交变电磁场 例如在大功率电机 变压器以及输电线等附近的电磁场 它并不以电磁波的形式向外辐射 但在近场区会产生严重电磁干扰 射频电磁辐射 例如无线电广播 电视 微波通信等各种射频设备的辐射 频率范围宽 影响区域也较大 能危害近场区的工作人员 目前 射频电磁辐射已经成为电磁污染环境的主要因素 电磁污染对人体的危害 1 电磁辐射是心血管疾病 糖尿病 癌突变的主要诱因 2 电磁辐射对人体生殖系统 神经系统和免疫系统造成直接伤害 3 电磁辐射是造成流产 不育 畸胎等病变的诱发因素 4 过量的电磁辐射直接影响大脑组织发育 骨髓发育 视力下降 肝病 造血功能下降 严惩者可导致视网膜脱落 4 热污染是指现代工业生产和生活中排放的废热所造成的环境污染 热污染可以污染大气和水体 火力发电厂 核电站和钢铁厂的冷却系统排出的热水 以及石油 化工 造纸等工厂排出的生产性废水中均含有大量废热 这些废热排入地面水体之后 能使水温升高 在美国 每天所排放的冷却用水达4 5亿立方米 接近全国用水量的1 3 废热水含热量约2500亿千卡 足够2 5亿立方米的水温升高10 热污染首当其冲的受