兰交大环境保护与可持续发展教案05环境污染.docx
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1、第五章环境污染Chapter 5 Environmental Pollution* 第一节水污染 Water Pollution* 第二节 大气污染 Air Pollution Atmospheric Pollution* 第三节土壤污染Soil Pollution* 第四节 固体废物及化学品危害Soil Waste and Hazards From Chemicals* 第五节 噪声与其他物理性污染 Noise Pollution and Other Physical Pollutions 本章重点1 .工业废水的特点.2 .五类水域及其功能3 .南北方河流污染特点.4 .地面水污染特征.5
2、 .气态污染物及其人为源(含颗粒物)6 .几种典型的大气污染.7 .大气污染对人的危害.8 .土壤污染源及土壤污染物.9 .土壤污染物在植物体内的残留.10 .固体废物的种类.11 .固体废物对环境的危害.12 .不同分贝(dB)对人的影响.第一节水污染Lesson one Water Pollution* 一.主要的水环境污染物 Major Water Environmental Pollution* 二.水污染的主要来源 Major Sources of Waler Pollution* 三.中国水污染的特征 Characteristics of Water Pollution in Ch
3、ina* 四.水污染的危害 Hazards from Water Pollution本节重点1 .工业废水的特点.2 .五类水域及其功能3 .南北方河流污染特点.4 .地面水污染特征.一、主要的水环境污染物Major Water Environmental Pollution()悬浮物 Suspended Matter 悬浮物主要指悬浮在水中的污染物质,包括无机的泥沙、炉渣、铁屑,以及有机的纸片、 菜叶等。水力冲灰、洗煤、冶金、屠宰、化肥、化工、建筑等工业废水和生活污水中都含有悬 浮状的污染物,排入水体后,除了会使水体变得混浊,影响水生植物的光合作用以外,还会吸 附有机毒物、重金属、农药等,形
4、成危害更大的兔合污染物沉入水底,日久后形成淤积,会妨碍 水上交通或减少水库容量,增加挖泥负担。(二)耗氧有机物 Oxygen Consumption生活污水和某些工业废水中含有糖、蛋白质、第基酸、酯类、纤维素等有机物质,这些物质以 悬浮状态或溶解状态存在于水中,排入水体后能在微生物作用下分解为简单的无机物,在分解 过程中消耗氧气,使水体中的溶解氧减少,微生物繁殖。当水中的溶解氧降至4mg/L以下时, 除pH外,酸沉降的另种表征量为临界负荷。临界负荷是指不会对生态系统的结构和功能 产生长期有害影响的酸性物质的最大量。临界负荷的概念被用于欧洲酸雨谈判中。亚洲酸雨模 型也采用临界负荷来分析酸雨的影响
5、。研究表明,我国东南部、西南和华北的硫沉降量已经超 过临界负荷,几乎占国土面积的1/4。其中长江下游地区、西南重庆一带、中原地区、山东半岛 和珠江三角洲的硫沉降超临界负荷更为严重。 我国酸雨的化学特征是pH低、离子浓度高,硫酸根、铉和钙离子浓度远远高于欧美,而硝 酸根浓度则低于欧美,属硫酸型酸雨。图5-2给出了全国降水的化学特征,硫酸根与硝酸根浓 度之比平均为6.4。 酸沉降对水体、森林和土壤具有重要影响,因酸沉降引起的经济损失相当可观。据研究估算, 酸沉降对江苏、浙江、安徽、福建、江西、湖北、湖南、广东、广西、四川、贵州等11个省、 自治区造成的森林生态损失己达510亿元/年左右,造成的农作
6、物经济损失约为43.91亿元/年。 酸沉降已成为制约地方经济发展的主要因素之%削减SO2的排放,控制酸沉降污染的发展, 己刻不容缓。为此,国务院已于1998年划定我国的“酸雨污染控制区”和“SO2排放控制区”,国 家两控区规划已经编制完成,即将付诸实施。(三)光化学烟雾污染Photochemical Smog 机动车尾气是光化学烟客污染的主要污染源。机动车包括汽油车和柴油车。图5-3描述了机动 车排放的主要一次污染物,汽车排放的污染物分别来自排气管、曲轴箱以及燃料箱和化油箱。 与汽油车相比,柴油车主要由尾车主要由尾气管排放有害物。随着汽车保有量的增加,汽车排 放在人为排放CO、NOx和HC (
7、碳氢化合物)中所占的份额越来越高。 据估算,美国交通源排放的CO、NOx和HC已分别占到全国排放总量的62.6%、38.2%和34.3%。 近年来,在我国主要城市汽车排放污染物所占份额也达到了类似的水平。 机动车排放的碳氢化合物达100多种,包括杂环和多环芳烧。机动车燃料中并不含有甲烷、乙 烷、乙焕、丙块、甲醛及其他醛类化合物,它们都属于完全燃烧产物。有些有机物的致突变性 较强,多以间接致突变性为主。柴油车尾气中颗粒物浓度是汽油车尾气中颗粒物的20100倍。 其中60%80%颗粒物的粒径小于2 um, 90%颗粒径小于5 u m。这些颗粒物成分复杂,有诱导 细胞增殖的作用,使细胞长期处于活化状
8、态,发生恶性转化,具有较强的潜在致癌性。 光化学烟雾是在一定的条件下(如强日光、低风速和低湿度等),氮氧化物和碳氢化合物发生 化学转化形成由反应物和产物,即臭氧(占反应产物的85%以上)、过氯乙酰硝酸酯(PAN,约 占反应产物的10%)、高活性自由基(OH、RO2、HO2、RCO等)、醛类(甲醛、乙醛、丙烯 醛)、酮类和有机酸类等二次污染物,形成的高氧化性的混合气团。 光化学烟雾是1940年在美国洛杉矶地区首先发现的,继洛杉矶之后,日本、英国、德国、澳 大利亚和中国先后出现过光化学烟雾污染。北京市早在1986年夏季就出现了光化学烟雾生成的 迹象,过十几来已日趋严重。 光化学烟雾污染是典型的二次
9、污染,即由源排放的次性污染物在大气中经过化学转化而形 成,污染区域可达下风向几百到上千公里,是一种区域性的污染问题。它一股出现在对湿度较 低的夏季晴天,最易发生在中午或下午,夜间消失。 光化学烟雾造成危害的主要原因是由于对流层的03和其他氧化剂直接与人体和动植物相接 触,其极高的氧化性能刺激人体的黏膜系统,人体短期暴露其中能引起咳嗽、喉部干燥、胸痛、 黏膜分泌增加、疲乏、恶心等症状:长期暴露其中,则会明显损伤肺功能,影响呼吸道结构。 另外,对流层的高浓度03还会对植物系统造成损害,03深度低时,虽不会产生可见的伤害, 但会减低植物的生长速度:当深度增加时,会使植物叶片受到急性伤害。 此外,光化
10、学烟雾对材料(主要是高分子材料,如橡胶、塑料和涂料等)也产生破坏作用,并 且严重影响大气能见度,造成城市的大气质量恶化。 由于石油类燃料消耗量不断增加,这种类型的污染在世界范围不断出现。世界卫生组织和不 少国家都把光化学氧化剂浓度作为大气环境质量标准之一。我国的大气环境质量标准也将之包 括在内。三、大气污染的危害Hazards From Air Pollution 许多证据表明,大气污染影响人类和动物的健康、危害植被、腐蚀材料、影响气候、降低能见 度。虽然其中有些影响是明确的并可以定量化,但大多数影响尚难以量化。下面仅简要介绍大 气污染对人体健康、植物、材料和气候的影响。(-)大气污染对人体健
11、康的危害Hazards From Air Pollution to Human Health 根据现有资料,大气污染物对人体健康危害严重,如细颗粒物与硫的氧化物、一氧化碳、光化 学氧化剂和铅等重金属均对人体健康产生不利影响。污染物对健康的影响随污染物质强度、感 染时间以及人体健康状况而异。1 .大气颗粒物Atmospheric Particulates大气颗粒物对人体健康的影响取决于沉积于呼吸道中的位置,这取决于颗粒的大小;粒径 的细小粒子在肺泡的沉积率最高。粒径大于10 Um的颗粒吸入后绝大部分阻留在 鼻腔和鼻咽喉部,只有很少部分进入气管和肺内。在沉积位置上对组织的影响,这取决于颗 粒物的化
12、学组成。在颗粒物表面浓缩和富集有多种化学物质,其中多环芳烧类化合物等随呼吸吸入体内成为肺癌 的致病因子;许多重金属(如铁、钺、铝、锌、铅、镉等)的化合物也可对人体健康造成危害。 因此,人体长期暴露在飘尘浓度高的环境中,呼吸系统发病率增高,特别是慢性阻塞性呼吸道 疾病,如气管炎、支气管炎、支气管哮喘、肺气肿等发病率显著增高,且又可促进这些患者的 病情恶化,提早死亡。除长期影响外,研究表明短期污染事故也会导致死亡率的显著增加。图5-4给出了伦敦烟雾事 件中死亡人数与大气中SO2和烟尘的关系。2 .二氧化硫 Sulfur Dioxide世界上许多城市发生过SO2危害人体健康的事件,使很多人中毒或死亡
13、。在我国的一些城镇大 气中二氧化硫的危害普遍而乂严重。 SOz进入呼吸道后,因其易溶于水,故大部分被阻滞在上呼吸道。在潮湿的粘膜上生成具有 刺激性的亚硫酸、硫酸和硫酸盐,增强了刺激作用。上呼吸道对S02的这种阻滞作用,在一定 程度上可以减轻S02对肺部的侵袭,但进入血液的S02仍可随血液循环抵达肺部产生刺激作用。进入血液循环的S02也会对全身产生不良反应,它能破坏前的活力,影响碳水化合物及蛋白 质的代谢,对肝脏有一定损害,在人和动物体内均使血中蛋白与球蛋白比例降低。动物试验证 明,SO2慢性中毒后,机体的免疫机能受到明显抑制。3、一氧化碳 Carbon MonoxideCO是所有大气污染物中散
14、布最广的一种,其全球排放量可能超过所有其他主要大气污染物的 总排放量。人为排放的最大来源就是以汽油为燃料的机动车辆,它几乎占了某些城市地区co 的全部排放量。co是无色无嗅的有毒气体。CO和血中血红蛋白的亲和力是氧的约210倍,它们结合后生成 碳氟血红蛋白(HbCO),将严重阻碍血液输氧,引起缺氧,发生中毒。当人体暴露在600-700mL/m3 的CO环境中,1小时后出现头痛、耳鸣和呕吐等症状;当人体暴露在1500mL/m3的CO环境 中,1小时便有生命危险。长期吸入低浓度CO可发生头痛、头晕、记忆力减退、注意力不集中, 对声、光等微小改变的识别力降低,心悸等现象。4、铅 Lead环境污染中P
15、b主要来源于汽车中的四乙基铅防暴剂,H前大气的Pb污染已遍及全球。Pb是 生物体酶的抑制剂,进入人体中的铜随血液分布到软组织和骨骼中。急性Pb中毒较少见;慢性 铅中毒可分为轻度、中度和重度。轻度铅中毒的症状有神经衰弱综合症、消化不良;中度中毒 出现腹绞痛、贫血及多发性神经病;重度中毒出现肢体麻痹和中毒性脑病例。儿童铅中毒可推 迟大脑发育或感染急性脑症。(二)大气污染对植物的危害 Hazards From Air Pollution to Plants大气污染对植物的危害可归纳为以下几个方面:损害植物能的功能组织;影响植物新陈代谢的 功能;破坏原生质的完整性和细胞膜。此外,还会损害根系生长及其功
16、能;减弱输送作用与导 致生物产量减少。大气污染物对植物的危害程度决定于污染物剂量、污染物组成等因素。例如,环境中的SO2 能直接损害植物的叶子,长期阻碍植物生长;氟化物会使某些关键的酶催化作用受到影响;03 可对植物气孔和膜造成损害,导致气孔关系,也可损害三磷酸腺甘的形成,降低光合作用对根 部的营养物的供应,影响根系向植物上部输送水分和养料大气是多种气体的混合物,大气污染经常是多种污染物同时存在,对植物产生复合作用。在 复合作用中,每种气体的浓度、各种污染物之间浓度的比率、污染物出现的顺序(即它们是同 时出现还是间歇出现)都影响植物受害的程度。单独的NOx似乎对植物不大可能构成直接危害, 但它
17、可与03及SCh反应后,通过协同途径产生危害。(三)大气污染对材料的危害 Hazards From Air Pollution to Material大气污染可使建筑物、桥梁、文物古迹和暴露在空气中的金属制品及皮革、纺织等物品发生性 质的变化,造成直接和间接的经济失损。S02与其他酸性气体可腐蚀金属、建筑石料及玻璃表 面。S02还可使纸张变脆、褪色,使胶卷表面出现污点、皮革脆裂并使纺织品抗张力降低。03 及NOx会使染料与绘画褪色,从而对宝贵的艺术作品造成威胁。(四)大气污染对大气环境的影响Air Pollution Impact on Atmospheric Environment长期以来人
18、们一直把对能见度的影响作为城市大气污染严重性的定性指标。随着研究的深入, 人们更多地认识到污染物的远距离迁移和由此引起的区域性危害,对能见度影响的关心已经远 远超出城市地区,能见度成为一个区域性的重要指标。大气污染还会导致降水规律的改变。水循环对于地球上人类的生存是至关重要的。大气污染 影响凝聚作用与降水形成,有可能导致降水的增加或减少。大气污染对降水化学的影响表现在 酸性化合物的输入,即出现酸雨。酸雨会导致土壤变化,继而引起水体的pH变化和化学变化。大气污染还会产生全球性的影响。这些影响包括:大气中CO2等温室气体浓度增加导致的全 球变暖、人们大量生产氟氯燃化合物等导致的臭氧层耗竭等。第三节
19、土壤污染Soil Pollution*一、土壤污染源及污染物Soil Pollution source and Pollutant奉二、土壤污染的影响和危害Effects and Hazards of Soil Pollution本节重耳1 .土壤污染源及土壤污染物.Soil Pollution source and Pollutant2 .土壤污染物在植物体内的残留Residue in the Plant Body of Soil Pollutant第三节 土壤污染Soil Pollution土壤污染是全球三大环境要素(大气、水体和土壤)的污染问题之一,也是全世界普遍 关注和研究的主要环境问
20、题。土壤污染对环境和人类造成的影响与危害在它可导致土壤的组 成、结构和功能发生变化,进而影响植物的正常生长发育,造成有害物质在植物体内累积,并 可通过食物链进入人体,以致危害人体健康。土壤污染的最大特点是,一旦土壤受到污奥,特别是受到重金属或有机农药的污染后,其污染 物是很难消除的。因此,要特别注意防止重金属等污染物质污染土壤。对于已被污染的土壤, 应积极采取有效措施,以避免和消除它可能对动植物和人体带来的有害影响。一、土壤污染源及污染物Soil Pollution source and Pollutant土壤污染是指人类活动所产生的污染物质通过各种途径进入土壤,其数量超过了土壤的容纳和 同化
21、能力,而是土壤的性质、组成及性状等发生变化,并导致土壤的自然功能失调,土壤质量 恶化的现象。土壤污染的明显标志是土壤生产力的下降。(一)土壤污染源土壤污染物的来源极为广泛,其主要来自工业(城市)废水和固体废物、农 药和化肥、牲畜排泄物以及大气沉降等。1 .工业(城市)废水和固体废物Industrial (urban) Wastewater &Solid Waste在工业(城市)废水中,场含有多种污染物。当长期使用这种废水灌溉农田时,常常会使 土壤受到重金属、无机安、有机物和病原体的污染。工业废物和城市垃圾的堆放场,往往也是 土壤的污染源。*2.农药和化肥 Pesticide and Ferti
22、lizer现代农业生产大量使用的农药、化肥和除草剂也会造成土壤污染。如有机氯杀虫剂口口丁六 六六等在上壤中长期残留,并在生物体内富集。氮、磷等化学废料,凡未被植物吸收利用的都 在根层以下积累或转入地卜.水,成为潜在的环境污染物。3.牲畜排泄物和生物残留Live-stocks excrement and Biological Residua禽畜饲养场的积肥和屠宰场的废物中含有寄生虫、病原体和病毒,当利用这些废物作肥料时, 如果不进行物理和生化处理便会引起土壤或水体污染,并可通过农作物危害人体健康。 4.大气沉降物 Atmospheric Deposition 大气中的SO2NO”和颗粒物可通过沉
23、降或降水而进入到农田。如北欧的南部、北美的东北部 等地区,雨水酸度增大,引起土壤酸化、土壤盐基饱和度降低。大气层核试验的散落物皿成 土壤的放射性污染。 此外,造成土壤污染的还有自然污染源。例如,在含有重金属或放射性元素的矿床附近,由于 这些矿床的风化分解作用,也会使周围土壤受到污染。(二)土壤污染物 Soil Pollutant 凡是进入土壤并影响到土壤的理化性质和组成,而导致土壤的自然功能失调、土壤质量恶化的 物质,统称为土壤污染物。土壤污染物的种类繁多,按污染物的性质一般可分为四类:即有机 污染物、重金属、放射性元素和病原微生物。1 .有机污染物 Organic Pollutant土壤有机
24、污染物主要是化学农药,H前大量使用的化学农药约有50多种。其中主要包括有机 磷农药、有机氯农药、氨基甲酸酯类、苯氧按酸类、苯酰胺类等。此外,石油、多环芳烧、多 氯联苯、甲烷、有害微生物等,也是土壤中常见的有机污染物。2 .重金属 Heavy Metal使用含有重金属的废水进行灌溉是重金属进入土壤的一个重要途径。重金属进入土壤的另一条 途径是随大气沉降落入土壤。重金属主要有Hg、Cd、Cu、Zn、Cr、Pb、As、Ni、Co、Sc等。 由于重金属不能被微生物分解,而且可为生物富集,土壤一旦被重金属污染,其自然净化过程 和人工治亭都是非常困难的。此外,重金属可以被生物富集,因而对人类有较大的潜在危
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- 交大 环境保护 可持续发展 教案 05 环境污染
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