第七章環境工程中的化學7.1環境和環境問題7.2大氣污染及其危害7.3水體污染及其危害7.4土壤污染及其危害本章重點【概念】環境；環境污染；環境污染物【其它】大氣中的主要污染物；

水體中的主要污染物；

土壤中的主要污染物；7.1

環境和環境問題7.1.1

環境環境(environment)是指某一特定生物體或生物群體以外的空間，以及直接或間接影響該生物體或生物群體生存的一切事物的總和。環境科學中，主體就是人類，環境包括人類賴以生存和發展的自然環境和人類創造的社會環境,是兩者的綜合體。人類活動圈與其它圈層的關系人類活動圈生物圈巖石圈大氣圈水圈營養元素CO2、O2H2S、CO2CO2、O27.1.2.環境問題由于人為因素使環境的構成或狀態發生變化，環境素質下降，從而擾亂和破壞了生態系統和人們的正常生活和生產，就叫做環境污染。造成環境污染的因素有物理的、化學的、生物的三方面，其中因化學物質引起的約占80%-90%。一.環境污染1.環境污染的概念二十世紀五六十年代的“八大公害事件”馬斯河谷煙霧事件、多諾拉煙霧事件、洛杉磯光化學事件、倫敦煙霧事件、水俁病、痛痛病事件、四日市氣喘病、米糠油事件等二十世紀七十年代以來的“六大公害事件”

塞維索化學污染、三哩島核電站泄露、墨西哥液化氣爆炸、博帕爾農藥泄露、切爾諾貝利核電站泄露、萊茵河污染等事件二.二十世紀震驚世界的公害事件:環境問題三.當代環境問題1.臭氧層破壞2.全球變暖3.酸雨蔓延環境問題環境問題環境問題的認識過程20世紀60年代環境污染1972年包含生態破壞，與社會因素相聯系20世紀80年代提出解決環境問題的根本途徑—可持續發展戰略20世紀90年代可持續發展戰略得到國際認同環境問題可持續發展是指既滿足現代人的需求以不損害后代人滿足需求的能力。換句話說，就是指經濟、社會、資源和環境保護協調發展，它們是一個密不可分的系統，既要達到發展經濟的目的，又要保護好人類賴以生存的大氣、淡水、海洋、土地和森林等自然資源和環境，使子孫后代能夠永續發展和安居樂業。四.可持續發展的定義7.2大氣污染及其危害環境污染物是指進入環境后使環境的正常組成和性質發生直接或間接有害于人類的變化的物質。環境污染物大部分由人類的生產和生活活動產生的。環境污染物是個相對的概念，“放錯地點的原料”。它進入環境后可通過物理、化學、生物反應而變成危害更大或將降解成無害的物質。

1.環境污染物的概念7.2.1環境污染物按形態分：氣體、液體、固體污染物按性質分：化學污染物、物理污染物和生物污染物按來源分：工業、農業、交通運輸和生活污染物按環境要素分：大氣、水體、土壤污染物等2.環境污染物的類別7.2.2大氣中的污染物顆粒物質

氣態物質大氣污染物

含硫化合物、氮化合物、碳氫化合物、碳氧化合物、鹵素化合物等氣溶膠體固體液體降塵飄塵煙粒徑大于10微米的固體顆粒粒徑小于10微米的固體顆粒粒徑小于1微米的固體顆粒粒徑在0.1-100微米液體顆粒霧空氣中的固體和液體顆粒物質與空氣一起結合成的懸浮體（粒徑在1微米以下）一.大氣中典型的單一性污染物1.二氧化硫(SO2)

2.一氧化碳(CO)3.氮氧化物(NOx)

4.碳氫化合物(3，4苯并芘)

5.鹵素化合物

(氟氯烴

)3，4-苯并芘

3，4苯并芘是由5個苯環構成多環芳烴，是1933年第一次由瀝青中分離出來的一種致癌物。常溫下為淺黃色晶狀固體，熔點179~179.3℃，沸點312℃．難溶于水，微溶于乙醇、甲醇，易溶于苯、甲苯、二甲苯、氯仿、乙醚、丙酮等等有機溶劑。堿性情況下穩定，遇酸易起化學變化。3，4-苯并芘

環境中3，4苯并芘的主要來源于工業生產和生活中煤炭、石油和天然氣燃燒產生的廢氣；機動車輛排出的廢氣；加工橡膠、熏制食品以及紙煙與煙草的煙氣等。據報道，一包香煙內含有0．32微克的3，4苯并芘。由于3，4苯并芘較為穩定，在環境中廣泛存在，且與其他多環芳烴化合物的含量有一定相關性，所以都把3．4苯并芘作為大氣致病物質的代表。3，4苯并芘是一種強的環境致癌物，可誘發皮膚、肺和消化道癌癥，是環境污染主要監測項目之一。1943年，美國洛杉磯第一次出現，所以光化學煙霧也稱為洛杉磯煙霧，呈藍色，具強氧化性，能使橡膠開裂，刺激人的眼睛，傷害植物的葉子，使大氣能見度降低。大氣中的一次污染物氮氧化物和碳氫化合物等，在陽光照射下發生光化學反應而產生二次污染物，這種一次污染物和二次污染物（如臭氧，醛等）的混合物所形成的煙霧污染現象，稱為光化學煙霧。二.大氣中的綜合性污染物1.光化學煙霧

自由基也稱游離基，是指由于共價鍵均裂而生成的帶有未成對電子的碎片。大氣中常見的自由基如HO·，RO·等都是非常活撥的，存在時間很短，一般只有幾分之一秒。光化學反應中生成的臭氧、醛、酮、醇、PAN等統稱為光化學氧化劑，以臭氧為代表，所以光化學煙霧污染的標志是臭氧濃度的升高。

2.酸雨

當大氣未受到SO2等污染時，降水由于溶入部分大氣中的CO2而略呈酸性，pH值約為5.6。如果受到SO2和NOx污染后，酸度增大，形成“酸雨”。7.2.3大氣污染的防治

1.減少污染物排放量2.控制排放和充分利用大氣自凈能力3.廠址選擇、煙囪設計、城區與工業區規劃等要合理4.綠化造林，使有更多植物吸收污染物，減輕大氣污染程度。7.3

水體污染及其危害7.3.1天然水的概況地球上的水分布水資源和利用天然水的組成地球上水的分布地球表面約有70％以上被水所覆蓋，所以地球素有“水的行星”之稱。分布：地球上的水分布在海洋、湖泊、沼澤、河流、冰川、雪地、以及大氣、生物體、土壤和地層。比較容易開發利用的，與人類生活和生產關系密切的淡水儲量為400多萬km3，僅占淡水的11％，總水量的0.3％。

水資源和利用地球上水的總量是固定的，約13.86億km3，但可利用的淡水只占水總量的0.3％。當前主要的缺水類型有：資源型缺水、工程型缺水和水質型缺水。據21世紀城市水資源國際學術研討會透露，我國已被聯合國列為世界上13個最缺水的國家之一，目前我國人均用水量是世界人均用水量的30%左右。

天然水的組成水體的定義：在水污染化學中，水體指河流、湖泊、沼澤、水庫、地下水、冰川、海洋等貯水體的總稱。水體的組成不僅包括水，而且也包括其中的懸浮物質、膠體物質、溶解物質、底泥和水生生物，所以水體是個完整的生態系統，或是被水覆蓋地段的自然綜合體。天然水的組成重要離子組成Ca2+、Mg2+、Na+、K+Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-金屬離子[M(H2O)x]n+溶解氣體（O2

、CO2

等）水生生物（藻類）天然水的組成

水生生物—赤潮赤潮:是水體中某些微小的浮游植物、原生動物或細菌，在一定的環境條件下突發性地增殖和聚集，引起一定范圍內一段時間中水體變色現象。通常水體顏色因赤潮生物的數量、種類而呈紅、黃、綠和褐色等。赤潮雖然自古就有，但隨著工農業生產的迅速發展，水體污染日益加重，赤潮也日趨嚴重。我國自1933年首次報道以來，至1994年共有194次較大規模的赤潮，其中60年代以前只有4次，1990年后則有157起。7.3.2水體污染水體污染(waterbodypollution)：主要是由于人類活動排放的污染物進入河流、湖泊、海洋或地下水等水體，使水和水體底泥的物理、化學性質或生物群落組成發生變化，從而降低了水體的使用價值，這種現象稱為水體污染。水體自凈(self-purificationofwaterbody)廣義的是指受污染的水體由于物理、化學、生物等方面的作用，使污染物濃度逐漸降低，經一段時間后恢復到受污染前的狀態；狹義的是指水體中微生物氧化分解有機污染物而使水質凈化的作用。一.水體污染與自凈天然污染源:包括大氣沉降物、巖石風化、有機物自然降解以及水體由于自然災害等原因產生的放射性物質和硫化物、氟化物等。人為污染源:工農業生產過程中產生的廢水以及生活污水等。二.水體污染物的來源

三.水體污染物的種類未經處理的城市生活污水、造紙污水、農業污水、都市垃圾大量進入水體，會消耗水中溶解的氧氣。由于水中缺氧，危及魚類的生存、致使需要氧氣的微生物死亡。河流、小溪的自我凈化能力下降，導致河流和溪流發黑、變臭、毒素積累，傷害人畜。

1.死亡有機質氮、磷等植物營養物能刺激藻類及水草生長、干擾水質凈化，使BOD5升高的物質。水體富養化嚴重時，湖泊可被某些繁生植物及其殘骸淤塞，成為沼澤甚至干地。局部海區可變成"死海"，或出現"赤潮"現象。2.氮、磷等植物營養物3.有機和無機化學藥品

4.石油化工洗滌劑

5.重金屬水中重金屬(汞,鉛,鎘,鎳,硒,砷,鉻,鉈,鉍,釩,金,鉑,銀等)含量是水質污染程度的重要指標。如重金屬汞（Hg）排入水體，底泥中的厭氧菌會把汞轉化為甲基汞（CH3Hg+），甲基汞易在生物體內聚集，使毒性增強,還可通過水生植物進入食物鏈,經魚類等水產品進入人體。

6.酸類

酸類是重要污染物。水中酸主要來源于煤礦,一些金屬(銅,鉛,鋅等)礦山的廢棄物,以及向河流中排放酸的工廠。7.懸浮固體物

懸浮固體物是水污染的外觀指標，主要來源于土壤流失,以及向河流傾倒的垃圾。8.油類物質油污染是目前海洋污染中最普遍、最嚴重的污染物。主要來自于水上機動交通運輸工具、油船或海上采油設備等的意外事故。1.改進工藝，減少廢水排放2.發展閉路循環3.進行廢水的凈化處理物理處理法：采用沉淀、過濾、離心分離、氣浮、蒸發結晶、反滲透等方法，通過物理作用分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態的污染物(包括油膜和油珠)的廢水處理法。化學處理法：通過化學反應和傳質作用來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態的污染物或將其轉化為無害物質的廢水處理法。生物處理法：通過微生物的代謝作用，使廢水溶液、膠體以及微細懸浮狀態的有機物、有毒物等污染物質，轉化為穩定、無害的物質的廢水處理方法。

7.3.2水體污染的防治7.4

土壤污染及其危害7.4.1土壤的組成土壤的組成固體物質液體物質氣體物質土壤礦物質,有機質和微生物等

土壤水分土壤孔隙中的空氣土壤中這三類物質構成矛盾的統一體。它們互相聯系，互相制約，是土壤肥力的物質基礎。通常土壤具有很強的自凈能力，但自凈能力是有限的。7.4.2土壤的主要污染物病原體，包括腸道致病菌、腸道寄生蟲（蠕蟲卵）、破傷風桿菌、霉菌和病毒等。它們主要來自肥料的人畜糞便和垃圾，或灌溉農田的生活污水。一.生物污染物—病原體二.化學污染物有毒化學物質，如鎘、鉛等重金屬以及有機氯農藥等。它們主要來自工業生產過程中排放的廢水、廢氣、廢渣以及農業上大量施用的農藥和化肥。

如尾礦、廢石、粉煤灰和工業垃圾等。它們主要來自工廠、礦山的固體廢物。三.物理污染物四.放射性物質

由核裂變產生的兩個重要的長半衰期放射性元素是90鍶（半衰期為28年）和137銫（半衰期為30年）。放射性物質主要來自核爆炸的大氣散落物，工業、科研和醫療機構產生的液體或固體放射性廢棄物。土壤污染具有隱蔽性和滯后性土壤污染的累積性土壤污染具有不可逆性土壤污染治理難度大7.4.3土