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1、第十五章 生态环境保护 环境污染防治的生态对策,环境污染是指人类活动使环境要素或其状态发生变化，环境质量恶化，扰乱和破坏了生态系统的稳定性及人类的正常生活条件的现象。 环境污染的生态对策是用生态学原理和工程学手段防治环境污染，保护人类生存环境的技术科学。,一、环境污染（environmental pollution）,第一节 概述,环境污染物大体来自两个方面： 一是来自人类的生产活动，大量人工合成的有机化合物（近200万种），以及每天约成亿吨固体废弃物排入环境，严重影响了各自然要素间的物质和能量的正常交换过程； 另一方面来自人类的生活活动，如生活污水、垃圾等，据计算，人一生中（60年计算）要从
2、外界环境吸收324吨空气、54吨水和32.4吨食物，同时也向环境排放数量大致相同的废弃物。环境污染物可分为气态、液态、固态及胶态四种状态，被污染的对象则为大气、水体、土壤及生物。,环境问题已成为世界各国的主要政治问题和社会问题。这些问题都是由于人们的行动违反自然规律所致，随着生产力的发展，人类大规模的深入地改造环境，也必将引起更复杂的新的环境问题。解决环境问题的根本途径是调节人类社会活动与环境的关系。 二、环境污染的防治对策 环境污染的防治主要是解决从污染产生、发展，直至消除的全过程中存在的有关问题和采取防治的种种措施，其最终目的是保护和改善人类生存的生态环境。污染防治对策包括单个污染源或污染
3、物的防治，也包括区域污染的综合防治。根据治理对象的不同，它又可分为大气污染防治、水污染防治、固体废物处理与处置、噪声和振动控制、恶臭防治、土壤污染防治等；按照不同的防治方法，又可分为物理的、化学的和生物的防治方法。,一、大气污染和大气污染物 1.大气污染 大气污染系指大气成分的性质和数量的改变。这是由于人类活动或自然过程引起某些物质介入大气中，呈现出足够的浓度、达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康或危害了环境的现象。 2.大气污染物 大气污染物系指人类活动或自然过程排入大气，并对人或环境产生有害影响的那些物质。大气污染物的种类很多，按其存在状态可概括分为气溶胶状态污染物和气体状态污
4、染物。,第二节 大气污染及其生物防治,二、大气污染物的来源和发生量 根据对主要大气污染物的分类统计分析，其主要来源可概括为三大方面：燃料燃烧 工业生产过程 交通运输等。 烟尘、SO2、NOx、CO四种量大、面广的大气污染物发生量的统计表明，燃料燃烧、工业生产和机动车产生的大气污染物所占的比例分别约为70、20和10。在直接燃烧的燃料中，燃煤排放的大气污染物数量约占燃料燃烧排放总量的96，其中燃煤排放的烟尘、SO2、NOx和CO的数量占燃料燃烧排放的比例分别约为99、93、81和97。 各种工业生产过程产生的大气污染物因工艺、流程、原材料、燃料、操作管理条件和水平等的不同而不同，其种类、数量、组
5、成成分、特性等差别很大。排放量虽然仅占大气污染物总排放量的1/5左右，但由于排放点较集中，浓度较高，所以对工矿区或局部地区的大气污染较为严重。,三、大气污染的危害 （1）对人体健康的影响 大气污染对人体健康的危害表现在多方面，但主要表现为引起呼吸道疾病。人与低浓度污染物长期接触时，会引起慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿及肺癌等病症，有些污染物会缓慢地损害肺的换气机能和血色素的输氧机能。 （2）对植物的危害 其危害表现为三种情况：高浓度影响下产生急性危害，使植物叶表面产生伤斑（坏死斑），或使叶片枯萎脱落；低浓度长期影响下产生慢性危害，使植物叶片褪绿；不可见危害指在低浓度污染物影响下，植物外表不出
6、现受害症状，但生理机能已受影响，使植物品质变劣、产量下降。此外，还产生间接影响，表现为由于植物生长发育减弱，降低了对病虫害的抵抗能力，因此在大气污染严重地区，植物受病虫害也较严重。对植物生长危害较大的主要是二氧化硫、氟化物和光化学烟雾。,四、大气环境质量标准 大气环境质量标准是以保障人体健康和生态系统不受破坏为目标，对大气环境中多种污染物所规定的含量限度。我国空气污染物浓度限制有三级标准。 大气环境质量区分为三类： 一类区：为国家规定的自然保护区、风景游览区、名胜古迹和疗养地等； 二类区：为城市规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区、名胜古迹和广大农村等； 三类区：为大气污染程度比较重
7、的城镇和工业区以及城市交通枢纽、干线等。 一类区一般执行一级标准；二类区一般执行二级标准；三类区一般执行三级标准。凡位于二类区内的工业企业，应执行二级标准；凡位于三类区内的非规划的居民区，应执行三级标准。,五、大气污染的综合防治对策 1制订合理的环境规划 制订环境规划时，应根据工业布局、能源消耗、城镇建设、人口密度、生态系统的承受力等，制订切实可行的合理的环境规划，特别是有关保证大气质量的环境规划。对规划的要求是：把污染源与治理措施统一考虑，把环境目标与基本建设统一考虑，把近期环境状况与长远规划统一考虑，以便在经济日益发展的情况下，不断改善大气环境条件。,2利用大气的自净能力 通过大气的稀释、
8、扩散、氧化、还原等物理、化学作用，可使大气中的污染物逐渐消失，这种现象为大气的自净能力。例如，排入大气中的CO，经稀释扩散浓度降低，再经氧化变为CO2，被绿色植物吸收后，空气成分恢复原来的状态。因此，充分掌握大气的自净能力，可降低污染物浓度，减少污染危害。如在一定区域内植树造林，增加绿地面积，不仅改善环境，还能调节空气，吸收粉尘和有害气体，可提高大气的自净能力。,3减少污染物排放总量 大气污染物的产生与工业生产的原料和燃料直接相关，为了减少和控制污染物排放总量 可采取 改变生产工艺，采取无害工艺； 改变能源结构，尽可能采用无污染或低污染能源； 严格选择原料和燃料，尽可能使用低硫少灰的燃料；在燃
9、烧一定的情况下，改进燃料方法，降低有害物的排放； 实行集中供热，提高热效率，减少污染； 改变居民用煤做饭的状况，大力发展能源煤气化和电气化，以减少分散污染源。,4治理主要污染物 在采取上述措施后，若某个区域内有害物的排放仍有可能超过排放标准，则应采取治理措施。通常采取的措施有工程措施和生物措施。工程措施中控制悬浮微粒和飘尘的技术有重力沉降、旋风除尘、静电除尘、过滤除尘、湿式除尘等；对其有害气体的治理则采用吸收净化、吸附净化、膜分离法和催化转化等方法。生物措施是采用绿色植物净化空气的方法。,六、绿色植物对大气污染物的净化作用 绿色植物是生态平衡的支柱。绿色植物不仅能美化城市、吸收二氧化碳制造氧气
10、，而且具有吸收有害气体、吸附尘粒、杀菌、改善小气候、避震、防噪音和监测空气污染等多方面的长期和综合效果。生物防治是治理大气污染的一种有效持久的方法。很多植物能够吸收空气中的有毒有害物质，并将这些物质在体内进行分解，转化为无毒物质。 1绿色植物对有害气体的吸收作用 绿色植物吸收有害气体主要是靠叶面进行的。据试验，1万m2的高大森林，其叶面积可达75万m2；1万m2的草坪，其叶面积为22-28万m2。庞大的叶面积在净化大气方面起到了重要的作用。但大气中有害气体超过了绿色植物能承受的浓度，植物本身也会受害，甚至枯死。只有对有害气体抗性强、吸收量大的绿色植物才能在大气污染较严重的地区顽强地生长，并发挥
11、其净化作用。,几种典型抗性树种： 如果空气中的有毒物质，如SO2，达到十万分之一时，人就不能长时间工作；当它的浓度达到万分之四时，人就会中毒死亡而很多植物在这种环境中仍能正常生长。生态学家曾采集了多种抗污能力较强的植物进行分析，发现木槿叶片中的含氯量及粘附在叶片上的氯量很多。并且它对SO2 也有很强的抗性， SO2 对木槿的叶肉细胞危害极小，木槿有天然解毒机”之称。 榆树对空气中的尘埃有过滤作用。据测定，它的叶片滞尘量为每平方米12.27g，有“粉尘过滤器”之称。同时，榆树对大气中的SO2 等有毒气体也有一定的抗性。 泡桐是我国著名的速生用材树种之一。它的树干挺直，树冠庞大，叶大多毛，分泌粘液
12、，能吸附粉尘，净化空气，并且对SO2 、Cl2、HCl、HF、硝酸雾等有毒气体有较强的抗性，被称为“天然吸尘器”。,黄杨枝繁叶茂、四季常青，是常见的庭园观赏树木。由于它的叶片有革质，表皮细胞有较厚的角质层所以对SO2 、Cl2、 H2S、HF等有很强的抗性，还有吸除毒气，净化空气的本领。它的吸氯量和抗性都很强。 夹竹桃也是一种抗污能力很强的树种。夹竹桃的叶面有蜡质，既有很强的耐旱能力，又能在毒气和尘埃弥漫的恶劣环境中照常生长。据试验，在SO2强污染环境中一般植物均会花落叶枯，而夹竹桃仍枝繁叶茂，生长正常。它对粉尘、烟尘也有较强的吸附力，每平方米叶面积能吸附灰尘5g，因而被誉为“绿色吸尘器”。
13、不同的树种对不同的污染气体的抵抗能力和吸收量差别较大。,（1）对SO2的吸收 大气中的SO2主要来源于燃料燃烧和化肥、硫酸等工业产生的废气。硫是植物所需要的营养元素之一，在非污染地区，一般叶中S的含量为0.1-0.3（干重）左右。对SO2吸收能力较强的树木有垂柳、加杨、山楂、洋槐、云杉、桃树等15余种。对SO2吸收能力中等的有侧柏、桧柏、紫穗槐、金银木等10余种。 （2）对HF的吸收 HF主要来自化肥、冶金、电镀等工业产生的废气。 HF使植物受害的原因主要是积累性中毒，接触时间的长短是危害植物的重要因素。植物对HF抗性强的植物主要有40余种，如白皮松、松柏、侧柏、银杏、枸树、胡颓子等。植物吸收
14、HF净化大气的作用是很明显的。植物对HF的最大吸氟量可达1000ppm以上，不同植物的最大吸氟量一般相差约2-3倍。美国某研究所对100种植物进行4500次以上的分析，证明植物吸氟量因种类、年龄等而异。,由于树叶、蔬菜、花草等植物都能吸收大量的氟，人食用了含氟量高的粮食、蔬菜就会引起中毒，牲畜食用了含氟量高的饲料，蚕吃了含氟量高的桑叶也会引起中毒。所以，在氟化氢污染比较严重的地区，不宜种植食用植物，而适于种植多种非食用的树木、花草等植物。 （3）对Cl2的吸收 Cl2是一种具有强烈臭味的黄绿色气体，主要来自化工厂、制药厂和农药厂。植物对氯气有一定的吸收和积累能力。在氯气污染区生长的植物，叶中含
15、氯量往往比非污染区高几倍到几十倍，每万平方米植物的吸氯量为：柽柳140kg、皂荚80kg、刺槐42kg、银桦35kg、兰桉32.5kg、华山松30kg、桂香柳26kg、构树20kg、垂柳9kg。,（4）植物对其他有害气体的吸收 有关单位测定了汞蒸气源附近一批植物叶中的含汞量，每克干重叶中的含汞量（毫微克）为：夹竹桃96、棕榈84、樱花、桑树均为60、大叶黄杨为52、美人蕉为19.2克、广玉兰和月桂均为6.8，而所有清洁对照点的植物中都不含汞。一些国外资料也报道烟草叶子吸汞量可高达0.47，即使吸收了如此数量的汞，也只出现轻微症状，是净化汞蒸气的极好植物，但吸汞后的烟草不宜再供人吸用。 有关试验
16、单位曾测定铅烟环境下植物叶中的含铅量，每克干重叶中的含铅量（毫微克）为：大叶黄杨为42.6，女贞、榆树为36.1，石榴、枸树为34.7，刺槐为35.6，且均未表现受害症状。试验还说明，大多数植物都能吸收臭氧，其中银杏、柳杉、樟树、青冈栎、夹竹桃、刺槐等10余种树木净化臭氧的作用较大。很多植物都能直接从空气中吸收NH3以满足所需总氮量的1020，如大豆幼苗一昼夜能吸收NH3 70g。,2绿色植物的减尘作用 绿色植物都有滞尘的作用，其滞尘量的大小与树种、林带、草皮面积、种植情况以及气象条件等均有密切的关系。 （1）树木、绿地的吸尘量 树木滞尘的方式有停着、附着和粘着三种。叶片光滑的树木其吸尘方式多为停着；叶面粗糙、有绒毛的树木，其吸尘方式多为附着；叶或枝干分泌树脂、粘液等，其吸尘方式为粘着。 绿色树木减尘的效果是非常明显的，一般来说，绿化树木地带比非绿化的空旷地飘尘量要低得多。根据北京地区测定，绿化树木地带对飘尘的减尘率为21-39，而南京测得的
