化学社会Word

　　第四章 环 境

　　第四章 环 境第一节 基本概念 第二节 环境污染 第三节 环境管理

　　基 本 概 念(1)环境的定义

　　(2)地球环境系统(3)生态系统及生态平衡

　　(4)环境问题

　　,一词的含义和内容极其丰富，它随着 各种具体状况的差异而不同。单就环境科学而言 环境的含义是“以人类社会为主体的外部世

　　环境

　　界的总体”

　　自然环境是指人类生活和生产所必需的自然条件和自然资源的 总称，即阳光、温度、气候、地磁、空气、水、岩石、 土壤、动植物、微生物以及地壳的稳定性等自然因素 的总和。

　　社会环境是指人类在自然环境的基础上，为不断提高物质和精 神生活水平，通过长期有计划、有目的地发展，逐步 创造和建立起来的一种人工环境。

　　自然环境

　　人类环境社会环境

　　地质环境 土壤环境 水体环境 生物环境 大气环境等 生产环境 交通环境 商业环境 文教环境 卫生环境等

　　《中华人民共和国环境保护法》 第一章总则第二条本法所称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、野生动物、自 然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景 名胜区、城市和乡村等。

　　地球环境系统

　　生态系统及生态平衡生物群落和其生存环境之间以及生物 群落之间不停地进行物质交换和能量交换， 构成了多种多样的生态系统。 例如：一片森林、一带沙漠、 一片 海洋、一个村落、一座城市。

　　生态系统及生态平衡任何生态系统的共同特征1.具有能量流动、物质循环和信息传 递三大功能； 2.具有自我调节的能力； 3.是一种动态系统。

　　生态系统及生态平衡生产者：绿色植物，光合细菌等 生物环境 消费者：草食动物，肉食动物 分解者：微生物，小型动物

　　生态 系统

　　自然环境

　　温度，阳光 土壤 水，二氧化碳，氧气 有机物等

　　环境污染是指由于人为或自然因素使环境的化学 组分或物理状态发生变化，环境质量恶化， 扰乱或破坏了人类正常的生产、生活条件。

　　生态环境破坏指人类盲目地开发自然资源引起的生态 退化及由此而衍生的环境效应。

　　八大公害事件(1)马斯河谷事件 (2)洛杉矶光化学烟雾事件 (3)多诺拉烟雾事件 (4)伦敦烟雾事件 (5)四日事件(哮喘病) (6)水俣病事件 (7)富山事件(骨痛病) (8)米糠油事件

　　马斯河谷烟雾事件1930年12月发生于比利时的马斯河谷 污染类型： 大气污染 污染源/物： 谷地中工厂密布，烟尘、SO2排放量大 扩散途径/致害原因： 河谷地形，逆温天气而且有雾，不利于 污染物稀释扩散；SO2、SO3和金属氧化物颗粒进入 肺部深处 受体(人)反应/

　　后果： 咳嗽、呼吸短促、流泪、喉痛、恶心、呕吐、 胸闷窒息；几千人中毒，60人死亡

　　洛杉矶光化学烟雾事件1943年5—10月发生于洛杉矶市污染类型：

　　大气污染、光化学污染(二次污染)污染源/物：

　　该市400万辆汽车每天耗油2400万升，排放烃 类1000多吨扩散途径/致害原因：

　　三面环山，静风，不利于空气流通；阳光充足， 石油工业废气和汽车废气在紫外线作用下生成光 化学烟雾受体(人)反应/后果：

　　刺激眼、喉、鼻，引起眼病和咽喉炎；大多数 居民患病，65岁以上老人死亡400人

　　多诺拉烟雾事件1948年10月发生于美国多诺拉镇 污染类型： 大气污染 污染源/物： 河谷内工厂密集，排放大量SO2和烟尘 扩散途径/致害原因： 河谷形盆地，又遇逆温和多雾天气，不利于 污染物稀释扩散；SO2、SO3和烟尘生成硫酸及盐， 吸入肺部 受体(人)反应/后果： 咳嗽、喉痛、胸闷、呕吐、腹泻；4天内43% 的居民(6000人)患病，20人死亡

　　四日事件1955年以来发生于日本四日市，并蔓延到 几十个城市 污染类型： 大气污染 污染源/物： 工厂大量排放SO2和煤尘，其中含钴、锰、钛 等重金属颗粒 扩散途径/致害原因： 重金属粉尘和SO2随煤尘进入肺部 受体(人)反应/后果： 支气管炎、支气管哮喘、肺气肿；患者500多 人，其中36人因哮喘病死亡

　　伦敦烟雾事件1952年12月发生于英国伦敦市 污染类型： 大气污染 污染源/物： 居民取暖燃煤中含硫量高，排放大量SO2和烟尘 扩散途径/致害原因： 逆温天气，不利于污染物稀释扩散；SO2等在金 属颗粒物催化下生成SO3、硫酸和磷酸盐，附着 在烟尘上吸入肺部 受体(人)反应/后果： 胸闷、咳嗽、喉痛、呕吐；5天内死亡4000人， 历年共发生12起，死亡近万人

　　水俣病事件1953-1961年发生于日本熊本县水俣镇 污染类型： 海洋污染、汞污染(二次污染) 污染源/物： 氮肥厂含汞催化剂随废水排入海湾 扩散途径/致害原因： 无机汞在海水中转化成甲基汞，被鱼、贝类摄入， 并在鱼体内富集，当地居民食用含甲基汞的鱼而中毒 受体(人)反应/后果： 口齿不清、步态不稳、面部痴呆、耳聋眼瞎、全身 麻木，最后精神失常；截至1972年有80多人患病，50 多人死亡，22个婴儿生来神经受损

　　富山事件1931-1975年发生于日本富山县神通川流域，并 蔓延到其它七条河的流域 污染类型： 水体污染、土壤污染、镉污染 污染源/物： 炼锌厂未处理的含镉废水排入河中 扩散途径/致害原因： 用河水灌溉稻米，使米中也含镉，变成镉米， 当地居民长期饮用被镉污染的河水和食用镉米而 中毒 受体(人)反应/后果： 开始时关节痛，继而神经痛

　　和全身骨痛，最 后骨骼软化萎缩、自然骨折、饮食不进、衰弱疼 痛至死；截至1968年5月确诊患者258例，其中死 亡128例，至1977年12月又死亡79例

　　米糠油事件1968年发生于日本爱知县等23个府县 污染类型： 食品污染、多氯联苯污染 污染源/物： 米糠油生产中用多氯联苯做热载体，因管理不 善，多氯联苯进入米糠油中 扩散途径/致害原因： 食用含多氯联苯的米糠油 受体(人)反应/后果： 眼皮浮肿、多汗、全身有红丘疹，重症患者恶 心呕吐、肝功能下降、肌肉疼痛、咳嗽不止，甚 至死亡；患者5000多人，死亡16人，实际受害者 超过1万人

　　环境污染是指由于人为或自然因素使环境 的化学组分或物理状态发生变化， 环境质量恶化，扰乱或破坏了人类 正常的生产、生活条件。

　　一、大气污染 二、水体污染 三、固体废物污染

　　大气污染 是指大气中污染物质的浓 度达到了有害程度，以致破坏生态 系统和人类正常生存和发展的条件， 对人和物造成危害的现象。 由于大气污染的作用，可以使某个 或多个环境要素发生变化，使生态 环境受到冲击而失去平衡，环境系 统的结构和功能发生变化。

　　形成大气污染的主要因素 污染源工业污染、机动车尾气、生活污染

　　大气状态如风和大气湍流、温度情况以及云雾等

　　受体性质如环境敏感度、受体与污染源距离等

　　大气层的组成和结构 大气污染物的种类及其演变 主要的大气污染类型 主要的全球性大气污染问题 中国的大气环境现状

　　恒定组分空气:氮78.09% 氧20.95 氩0.93%,另有微量 的稀有气体

　　可变组分随季节和气象变化及生产、生活而变化 通常：二氧化碳：0.02% - 0.04% 水蒸汽：≤4%

　　不定组分来自于自然因素：尘埃、SOx、NOx、H2S等 来自于人类活动：煤烟、尘、SOx、NOx等

　　大气层厚度约 10,000km。一般把上 界定为1200-1400km, 超过1400km以外，气 体非常稀薄。

　　大气圈中空气分布不均 匀 温度随高度变化是地球 大气最显著的特征

　　对流层 平均厚度约12km,占整个大气质量的四分之三，几乎所有水汽都在这一层。温度分布下高上低，垂直递减0.6℃/100m

　　大气对流在垂直和水平方向上都很充分，污染物 可以随气流被输送到远方。 当污染物量大，尤其是在近地1km以下的边 界流动层出现上热下冷的逆温层时，污染物无法 向上扩散，就可能发生严重的大气污染事件。

　　平流层

　　位于对流层之上,存在着厚度约20km 的臭氧层,能吸收200 300nm的太阳 紫外线。温度随高度上升而增加,层 顶0 -3℃,比对流层顶高出60~70℃

　　层内很少发生对流，只有随地球自转而产生平流 运动。 该层内无云、雨、风暴等天气现象，是静悄悄的 世

　　界。层内很少有水汽和灰尘，大气透明度好

　　一次污染物(原发性污染物)

　　是直接从各类污染源排出的物质 二次污染物(继发性污染物) 是指不稳定的一次污染物与大气原有 成分发生反应，或者污染物之间发生反 应而生成一系列新的污染物质

　　污染物 含硫化合物 碳的氧化物 含氮化合物 碳氢化合物 卤代化合物 氧化剂 颗粒物 放射物质

　　一次污染物

　　二次污染物 SO3,H2SO4,MSO4 无 NO2,HNO3,MNO3 醛、酮、酸 O3 —— ——

　　SO2,H2S CO,CO2 NO,NH3 C1-C3化合物 HF,Cl2,HCl—煤尘，粉尘， 金属微粒铀， 钍，镭等

　　主要大气污染物1.颗粒物 2.硫氧化物Sox 3.氮氧化物NOx 4.碳的氧化物 5.烃类HC

　　是指所有能在大气中分散的固体和液 体物质，其聚集颗粒远较单个分子大，是 大气中最重要的污染物质之一。颗粒物主 要包括气溶胶、烟、雾、尘等，其粒径范 围主要在0.01-200 m。

　　全世界每年排入大气的颗粒物质总量为28 亿吨 人为排放量25亿吨 自然来源 火山喷发 天然排放量3亿吨海水飞沫 森林火灾 大风扬尘天然排放

　　人为来源燃料燃烧 工业生产 交通运输

　　颗粒物的主要危害对气候的影响 降低大气能见度 遮挡阳光，降低气温 烟尘的凝聚核作用会导致城市雾雨增加 严重危害人类健康 直径在0.1~10μ m之间的颗粒物危害性 最大，能引起矽肺病、呼吸道疾病等

　　矽肺案实例1993年，温州市泰顺县隧道工程公司、泰顺县地方 建筑工程公司等转包了沈阳至本溪一级公路吴家岭隧道 工程。同年7月，雇佣大批泰顺县农村民工进场施工。施 工地的地质中二氧化硅含量高达97.6%,施工现场尘土 飞扬，噪声刺耳，而包工头却没有给乡亲们提供必要的 劳动保护措施。两年后工程结束时，400名民工中共有 196名被确诊患上矽肺病，至2001年5月陆续死亡10人。 近二百名“矽肺病”患者向当地法院起诉，状告泰顺县 隧道工程公司等单位和个人致人伤残，索赔金额2.0886 亿元。 2001年10月24日，温州市中级人民法院根据原告所 受损害的伤残程度，一审判决原告伤残者分获3.8万至 38万元不等的经济赔偿，已亡者获得的经济赔偿为 226800元。

　　什么叫矽肺病？矽肺是由于长期吸入含有游离二氧化 硅的粉尘而引发的职业病。病人感到气 短、胸痛、咳嗽和乏力、失眠、食欲减 退等，并逐渐丧失劳动能力。它是一种 没有特效治疗的疾病。

　　硫进入大气时的形态1.二氧化硫和硫化氢气体大气中的硫约2/3来自天然源，以H2S最为重要 SO2除了来自火山爆发和H2S的氧化外，更多地 来自于含硫煤和石油的燃烧、石油炼制以及有色 金属冶炼和硫酸制造等

　　2.亚硫酸及硫酸(盐)微粒形式

　　SO2是一种无色、有刺激

　　气 味的不可燃气体，是一种分布广、 危害大的主要大气污染物质。它 在空气中很不稳定，只能存留几 天的时间,其演化途径大体有两种。

　　(一)SO2的催化氧化 (二)SO2的光化学氧化

　　(一)SO2 的催化氧化2SO2+2H2O+O2 → H2SO4 上述转化在大气中悬浮颗粒物中 的铁、镁、锰盐等的催化作用下， 其氧化速率可增大10-100倍

　　(二)SO2 的光化学氧化2SO2 + O2 → 2SO3

　　该反应进行得较为缓慢。但含有 SO2的大气中同时含有碳氢化物和氮 氧化物时，则该转化反应速率将大 大提高。

　　硫氧化物的严重危害1.SO2造成的危害SO2是形成酸雨的主要因素 SO2阻止作物生长 SO2危害人类健康 (刺激上呼吸道甚至肺部，破坏酶的 活力，影响碳水化合物及蛋白质的代谢， 抑制机体免疫机能。)

　　硫氧化物的严重危害2. SO3造成的危害在大气中可存留一周以上，且能飘移1000km 以外，造成远离污染源以外的区域性污染

　　3. SO2与颗粒物的协同作用使其危害作用再增加3-4倍

　　氮的氧化物NOx包括：N2O,NO,N2O3,NO2,N2O4,N2O5 (N:+1 → +5价) 其中：NO和NO2在大气中存在较多，是 污染大气的主要氮氧化物。它们也会对 人体产生较大的危害作用。

　　NO 作用于中枢神经系统，产生麻痹，引 起痉挛和运动失调；与血红蛋白结合,使 血液输氧能力下降。 来源 天然来源只占大气中NO量的很少一部 分，主要是在闪电作用下大气中N2的氧 化，土壤中微生物的硝化作用以及大气 中氨的氧化等。绝大部分的NO来自于人 为来源：高温下燃料燃烧和氨氧化法制 备硝酸的中间体。

　　NO很快被氧化为NO2 NO+O3 2NO2 2NO+O2 2NO2 NO2是大气中最活泼、最重要的污染物 之一，然而更多的NO2则是来自于化石 燃料燃烧、 交通运输、硝酸工业以及涉 及硝酸反应的行业等

　　NO2 毒性约为NO的4-5倍,对人体的 危害远比NO严重，对人体的呼吸器官有 强烈的刺激作用。经呼吸进入人体的 NO2溶于肺泡表面的水后形成HNO2和 HNO3,强烈地刺激和腐蚀肺部，是引起 肺气肿和肺癌的病因之一。 NOx可使织物褪色，损坏棉或尼龙 织品，腐蚀金属及建筑物等。

　　NOx导致形成酸雨和 光化学烟雾，对环境造成更大 的破坏！

　　CO 是低层大气中最丰富的气态污染物， 也是人类向大自然排放量最大的污染物 CO是无味无嗅有毒气体，我国规定居民 区日平均最高容许浓度为1.00 mg/m3 大气中绝大部分的CO由自然因素产生 至今大气中CO的浓度未见增加，也无因 CO造成的灾害事例，其自然净化机理迄 今不完全清楚。

　　CO2是主要温室气体之一

　　CO对人体的危害Hb + O2 (血红蛋白) Hb + CO HbO2HbCO

　　进入大气的烃类绝大部分来 自天然源: CH4 、萜烯类人为 源5%

　　萜烯类 9%

　　其它的烃类

　　化合 物包括烷烃，烯 烃，炔烃，芳烃， 多环芳烃等

　　光化学烟雾的重要组成成分，由此产生 的二次污染物会对人体健康和动植物生 长产生很大危害 一部分多环芳烃有明显的致癌作用，附 着在飘尘中通过呼吸进入人体，严重危 害人类健康

　　酸雨 温室效应加剧 臭氧层空洞