环境工程学_绪论

环境工程学绪论一、课程要求1.原理2.工艺3.设备及运行等二、课程地位重要专业课学习本课程的目的和作用？学好这门课有助于掌握环境工程学的基本原理，有助于掌握污染防治的基本技术，一方面有助于培养起坚定、自觉的环境保护意识，增加知识面。另一方面该课程对环保类专业的学生来说，是一门重要的专业课。三、主要参考书1、郑正编，《环境工程学》，科学出版社，2004年第1版2、张自杰等著，《排水工程》，中国建筑工业出版社，2000年第四版3、顾国维主编,《水污染控制工程》，高等教育出版社，4、郝吉明等，《大气污染控制工程》，高等教育出版社2002年2版5、李国鼎等，《固体废物处理与资源化》，清华大学出版社，1990绪论引言一、环境科学与环境工程学二、环境工程学的历史三、环境工程学的主要内容人类生活水平的提高工业技术科技产品农业现代化自然资源环境问题环境与环境问题越来越受到人们的关注引言人类环境依赖作用于自然资源废弃物提供被开发利用排放沉积恩赐报复环境问题环境破坏环境污染有限被索取过多过多反作用21世纪初已进入持续性生态资源短缺和大范围复合性环境污染的新阶段•1.严重制约了我国的可持续发展•2.局部环境污染触目惊心•3.环境健康问题日益突出•4.全球环境变化加剧我国生态与环境的恶化，对社会经济产生严重影响未来我国生态与环境将面临社会、经济的巨大压力和进一步恶化的威胁2010年全国城市空气质量总体良好，比上年有所提高，但部分城市污染仍较重；全国酸雨分布区域保持稳定，但酸雨污染仍较重。2010年，全国471个县级及以上城市开展环境空气质量监测，监测项目为二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物。其中3.6%的城市达到一级标准，79.2%的城市达到二级标准，15.5%的城市达到三级标准，1.7%的城市劣于三级标准。全国县级城市的达标比例为85.5%，略高于地级及以上城市的达标比例。酸雨频率监测的494个市（县）中，出现酸雨的市（县）249个，占50.4%；酸雨发生频率在25%以上的160个，占32.4%；酸雨发生频率在75%以上的54个，占11.0%。全国酸雨分布区域主要集中在长江沿线及以南–青藏高原以东地区。主要包括浙江、江西、湖南、福建的大部分地区，长江三角洲、安徽南部、湖北西部、重庆南部、四川东南部、贵州东北部、广西东北部及广东中部地区。大气环境2010年重点城市空气质量级别比例2010年全国降水pH年均值等值线图土法炼焦烟尘、粉尘污染2010年全国地表水污染依然较重。七大水系总体为轻度污染，浙闽区河流和西南诸河水质良好，西北诸河水质为优，湖泊（水库）富营养化问题突出。河流：长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河七大水系总体为轻度污染。204条河流409个地表水国控监测断面中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为59.9%、23.7%和16.4%。主要污染指标为高锰酸盐指数、五日生化需氧量和氨氮。其中，长江、珠江水质良好，松花江、淮河为轻度污染，黄河、辽河为中度污染，海河为重度污染。湖泊（水库）湖泊（水库）：26个国控重点湖泊（水库）中，满足Ⅱ类水质的1个，占3.8%；Ⅲ类的5个，占19.2%；Ⅳ类的4个，占15.4%；Ⅴ类的6个，占23.1%；劣Ⅴ类的10个，占38.5%。主要污染指标是总氮和总磷。大型水库水质好于大型淡水湖泊和城市内湖。26个国控重点湖泊（水库）中，营养状态为重度富营养的1个，占3.8%；中度富营养的2个，占7.7%；轻度富营养的11个，占42.3%；其他均为中营养，占46.2%。地表水质量七大水系：长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河2010年滇池环湖河流水质类别比例2010年太湖环湖河流水质类别比例2010年巢湖环湖河流水质类别比例黄河：长江，长江，我是黄河，我是黄河。长江：黄河，黄河，我也是黄河，我也是黄河土地与农村环境状况水土流失情况现有水土流失面积356.92万平方千米，占国土总面积的37.2%。其中水力侵蚀面积161.22万平方千米，占国土总面积的16.8%；风力侵蚀面积195.70万平方千米，占国土总面积的20.4%。农村环境状况农村环境问题日益显现，农业源污染物排放总量较大，局部地区形势有所好转，但总体形势仍十分严峻。突出表现为畜禽养殖污染物排放量巨大，农业面源污染形势严峻，农村生活污染局部增加，农村工矿污染凸显，城市污染向农村转移有加速趋势，农村生态退化尚未得到有效遏制。全国水土流失面积356万km2全国沙化土地面积约100万km2森林覆盖率16.5%（世界平均29.6%）草地退化面积达62%UNEP：中国11个最大城市中，空气污染每年使5万多人夭折，40万人染病UNDP：空气污染地区死于肺癌人数高出5－9倍沈阳市区儿童的血铅含量超标的达95.5％（90‘s）二恶英类化合物已在市售牛奶（深、港）、母乳（湘、赣）中检出天津市严重污染的蔬菜地土壤中汞含量超标98倍环境健康问题日渐突出全球变暖加剧生态、环境恶化近百年平均地面温度上升0.6－0.7℃近百年海平面平均上升10－20cm二百年以来冰川面积减少约25%近20年来每年气象灾害损失达GDP的3－6%近五十年北方年降水量减少10%，干旱化加剧一）、环境问题的产生和环境保护的重要性环境保护是利用环境科学的理论和方法，协调人类与环境的关系，解决各种问题，保护和改善环境的一切人类活动的总称。采取行政的、法律的、经济的、科学技术的多方面的措施，合理地利用自然资源，防止环境污染和破坏，以求保持和发展生态平衡，保证人类社会的发展一、环境科学与环境工程学美国女生物学家雷切尔·卡森1962年出版《寂静的春天》雷切尔.卡森以大量的科学事实和依据揭示了滥用杀虫剂对生态环境的破坏和对人体健康的损害。激烈抨击了依靠科学技术征服、统治自然的生活方式、发展模式和价值观念。“如果没有这本书，环境运动将会被延误很长时间，或者现在还没有开始。这本书犹如一道闪电，第一次使我们时代值得讨论的最重要的问题显露出来。她惊醒的是整个世界。”1、、人类环境保护史上的三个路标1）．1972年斯德哥尔摩的联合国人类环境会议1972年6月5日在瑞典召开。《只有一个地球》《人类环境宣言》1972年12月15日成立联合国环境规划署（UNEP），总部设在肯尼亚首都内罗毕。建议联合国大会将这次会议的开幕日定为“世界环境日”，同年10月，第二十七届联合国大会接受这一建议，每年发布该年主题，发表环境状况年度报告书。环境科学的诞生“环境学科”是随着环境问题的日趋突出而产生的一门新兴的综合性边缘学科。它经历了20世纪60年代的酝酿阶段，到20世纪70年代初期从零星的环境保护的研究工作与实践逐渐发展成为一门独立的新兴学科。联合国环境规划署标志2）．1992年里约热内卢的联合国环境与发展大会1992年6月5日在巴西召开。提出“可持续发展”的概念——“里约精神”通过并签署了五个重要文件：《里约环境与发展宣言》《21世纪议程》《关于所有类型森林问题的不具法律约束的权威性原则声明》《气候变化框架公约》《生物多样性公约》3）．2002年的约翰内斯堡可持续发展首脑会议2002年8月26日在南非召开。(全球环境问题）环境退化速度放慢，但总体上全球环境恶化趋势仍没有得到扭转。2、世界环境保护的发展历程1）、限制污染物排放阶段上世纪50年代前后，相继发生了八大公害事件。由于当时尚未搞清这些公害事件产生的原因和机理，所以一般只是采取限制措施。如英国伦敦发生烟雾事件后，制定了法律，限制燃料使用量和污染物排放时间。2）、被动的末端治理阶段上世纪50年代末60年代初，环境污染问题日益突出，成立了环境保护的专门机构，以从事环境保护工作的研究和管理，在此期间环境科学开始酝酿。但在当时，人们认为环境问题还只是由工业污染造成的，所以环境保护工作主要是对工业废水、废气、废渣等，所谓“三废”的治理问题。3）、综合防治阶段1972年6月5日至16日，联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议，并通过了《人类环境宣言》等文件。这次会议成为人类环境保护工作的历史转折点，它加深了人们对环境问题的认识，扩大了环境问题的范围。宣言指出，环境问题不仅仅是环境污染问题，还应该包括生态破坏问题。另外，它冲破了就环境论环境的狭隘观点，把环境与人口、资源和发展联系在一起，从整体上来认识和解决环境问题。对环境污染问题，也开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排故总量控制制度，从单项治理发展到综合防治。•4）、经济与环境协调发展阶段•可持续发展战略：即在不危及后代人需要的前提下，寻求满足当代人需要的发展途径。•环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展、社会进步这个更广阔的范围，“环境与发展”成为当今世界环境保护工作的主题。•1、环境科学•环境概念：是以人类为主体的外部世界(自然因素和社会因素的总和.《中华人民共和国环境保护法》中规定：“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、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等•环境科学概念：研究在人类活动影响下，环境质量的变化规律和环境变化对人类生存的影响，以及保护和改善环境质量的理论、技术和方法。•环境科学体系和内容：二）、环境科学与环境工程学环境科学的体系“环境科学”是一门正在蓬勃发展的科学，其研究范围和内涵不断扩展，所涉及的学科非常广泛，而且各个学科间又互相交叉和渗透，因此具有丰富的学科内涵。环境+X学环境X学环境学科是本世纪推动科学发展的核心学科，是改造传统学科的生长点。环境问题物理学环境物理学环境化学环境工程学生物学环境生物学以此类推环境学基础环境学环境数学环境物理学环境化学环境生态学环境毒理学环境地质学环境控制学环境工程学应用环境学环境医学环境法学环境工效学环境污染综合防治技术与环境规划环境污染防治工程技术与原理环境系统工程环境水利工程环境社会学大气污染防治工程水污染防治工程固体废物治理及利用工程核工业环境工程噪声及热污染防治工程环境科学环境声学辐射污染及其控制热污染及其控制2、环境工程学环境工程学——是运用工程学的基础知识和方法，结合环境科学的理论，研究保护自然环境所应采取的具体工程措施，开发和设计去除各种污染物的设施和设备，实现保护环境、改善或修复破坏的环境的目标。它是环境科学理论和研究成果的实施者。美国土木工程师学会（AmericanSocietyofCivilEngineers,ASCE）环境工程分会给出的环境工程的定义：环境工程（EnvironmentalEngineering）通过健全的工程理论与实践来解决环境卫生（environmentalsanitation）问题，主要包括：提供安全、可口和充足的公共给水；适当处理与循环使用废水和固体废物；建立城市和农村符合卫生要求的排水系统；控制水、土壤和空气污染，并消除这些问题对社会和环境所造成的影响。简言之:环境工程是一门研究环境污染防治技术原理和方法的并进行应用的学科。（环境保护的一种）二、环境工程学的历史环境科学大事记－工程水处理（给水、排水）97年《罗马水道论》记述了罗马的上下水道、处理水的自然沉淀池和沉沙井。1世纪埃及用沙滤法净水1559年德国土地灌溉法处理城市污水1850年英国用漂白粉消毒饮用水。1852年美国建立木炭过滤的饮用水厂1860年法国莫拉斯建成消化池，厌氧消化法处理污水1906年德国化学家甘斯用粘土、砂子、苏打制成人造离子交换剂，并用于水处理1914年英国阿登和洛基特发表用活性污泥法处理污水的论文《不用生物滤池的污水氧化实验》1923年上海建成污水处理厂1966年美国加州建成南塔霍湖废水三级处理厂废气处理公元前5000年中国西安半坡遗址发掘证实，当时烧制陶器的柴窑已按热烟上升原理用烟囱排烟。公元前3000年古代印度青铜熔炼炉使用高烟囱排烟。1661年英国出版《驱逐烟气》，阐述了伦敦烟尘污染及其治理方面的见解公元1668年英国发表《消烟机