环境工程概论-绪论

环境保护概论环境学院朱明新[e-mail]@njut.edu.cn为什么学习环保知识？环境污染—人类的灾难！！从我做起，从现在做起！！主要参考书目3.朱蓓丽主编，《环境工程概论》，科学出版社，20052.MackenzieL.Davis,DavidA.Covnwell，王建龙译，《环境工程导论》（第三版），清华大学出版社，20021.徐炎华．环境保护概论（第二版）．水利水电出版社5.鞠美庭主编.《环境学基础》.化工出版社，20044.刘天齐主编.《环境保护》.化工出版社，2002本课程内容设置绪纶（3学时）环境与健康（3学时）重大环境问题（6学时）环境污染防治技术（6学时）清洁生产与循环经济（3学时）环境管理与环境法（3学时）第一章绪论第一节环境第二节环境问题第三节环境科学概述第四节环境保护一、环境的概念及定义第一节环境概述工作定义—“环境”是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和，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。------《中华人民共和国环境保护法》哲学定义—环境是一个相对的概念，即它是一个相对于主体而言的客体。环境其主体是相互依存的；它因主体的不同而不同，随主体的变化而变化。科学定义—环境是以人类为主体的外部世界，即人类生存、繁衍和发展所必须和相关的外部条件的综合体。其中心实物是人类。二、环境的分类1、按环境要素属性分：自然环境：水圈、大气圈、生物圈、岩石圈等社会环境：文化环境、聚落环境、工业环境、农业环境、医疗休养环境等2、按范围大小分：聚落环境、地理环境、地质环境、宇宙环境。1、环境要素分类自然环境要素：水、大气、生物、土壤、岩石和阳光等社会环境要素：人口、人权、政治、文化等三、环境要素环境要素：指构成环境整体的各个独立的、性质不同而又服从总体演化规律的基本物质组分。环境诸要素通过能量流、物质流形成相互联系、相互作用和相互制约的关系。最小（差）限制率－整体环境的质量，不能由环境诸要素的平均状态决定，而是受诸要素中那个与最优状态差距最大的要素所控制2、环境要素特点等值性－各要素对环境质量的限制作用无质的差异整体性大于各个体之和－集体效应是个体效应基础上的质的飞跃1、环境结构—环境要素的配置关系环境结构特点：圈层性地带性节律性等级性稳定性和变异性2、环境系统—各种环境要素或环境结构及其相互关系的总和范围可以是全球性的、也可以是局部性的动态平衡体系四、环境结构和环境系统五、环境功能与环境效应1、环境功能—环境要素及其结构的环境状态对人类生产和生活所承担的职能和作用。人类的栖息地人类生产劳动的对象人类生存发展的制约因素2、环境效应—指在自然过程或人类活动中，各物质间通过物理、化学和生物效应在环境诸要素的综合影响下，对环境系统结构和功能上所造成的变化。环境生物效应：恐龙灭绝、虫害增多、物种减少环境化学效应：酸雨、光化学烟雾、土壤盐碱化环境物理效应：温室效应、热岛效应、地面沉降2、环境自净—指受污染的环境，在物理、化学和生物等自然作用下，污染物浓度或总量的降低过程。环境的物理净化环境的化学净化环境的生物净化1、环境容量—指地球生物圈或某一区域环境对人口增长和环境发展的承载能力。可供人类开发利用的自然资源的数量环境消解废物的最大负荷量六、环境容量与环境自净定义：是指由于人类活动作用于环境要素引起环境质量变化，这种变化对人类的生产、生活和健康带来不利的影响。广义：由自然力或人为因素引起生态平衡破坏，最后直接或间接地影响到人类的生存和发展的一切客观存在的问题。狭义:指人类不合理地开发利用自然资源所造成的环境污染破坏。造成大气污染、水体污染、土壤污染、食品污染、固体废弃物的污染等。向自然环境任意排放废弃物具体表现不合理开发自然资源、破坏环境第二节环境问题一、环境问题的产生和发展2、农业文明时期生产力水平有了极大提高：耕作、畜牧环境问题扩大耕地面积毁林开荒增加畜牧数量过度放牧严重的生态环境问题森林资源遭到严重破坏1、原始狩猎时期生产力水平极低：采集和狩猎环境问题：饥荒第二节环境问题定义：环境问题指人类与环境这一对矛盾体在相互依存、相互制约中产生的问题。3、工业文明时期社会生产力极大提高环境问题公害事件屡有发生生态环境越来越恶化4、现代文明时期社会生产力产生了极大飞跃新能源、新技术、新材料探索太空、开发极地移植基因环境问题—全球性环境问题世界八大公害事件（PublicNuisanceEvents）比利时马斯河谷烟雾事件美国洛杉矶光化学烟雾事件美国多诺拉事件英国伦敦烟雾事件日本水俣病事件日本四日市哮喘病事件日本爱知县米糠油事件日本富山痛痛病事件公害一：比利时马斯河谷烟雾事件比利时马斯河谷烟雾事件是世界有名的公害事件之一，1930年12月1号～5日发生在比利时马斯河谷工作区。在比利时境内沿马斯河24公里长的一段河谷地带，即马斯峡谷的列日镇和于伊镇之间，两侧山高约90米。许多型工厂分布在河谷上，包括炼焦、炼钢、电力、玻璃、炼锌、硫酸、化肥工厂，还有石灰窑炉。1930年12月1日开始，整个比利时由于气候反常变化被大雾覆盖。在马斯河谷还出现逆温层，雾层尤其浓厚。在这种气候反常变化的第三天，这河谷地段的居民有几千人呼吸道发病，有63人死亡，为同期正常死亡人数10.5倍。发病者包括不同年龄的男女，症状是：流泪、喉痛、声嘶、咳嗽、呼吸短促、胸口窒闷、恶心、呕吐。咳嗽与呼吸短促是主要发病症状。死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者。尸体解剖结果证实：刺激性化学物质损害呼吸道内壁是致死的原因。其它组织与器官没有毒物效应。比利时马斯河谷烟雾事件公害二：美国洛杉矶光化学烟雾事件美国洛杉矶光化学烟雾事件是世界有名的公害事件之一，40年代初期发生在美国洛杉矶市。随着工业发展和人口剧增，洛杉矶在40年代初就有汽车250万辆，每天消耗汽油1600万升。市内高速公路纵横交错，占全市面积的30%，每条公路通行的汽车每天达16.8万次。由于汽车漏油、汽油挥发、不完全燃烧和汽车排气，每天向城市上空排放大量石油烃废气、一氧化碳、氧化氮和铅烟（当时所用汽油为含四乙基铅的汽油）。这些排放物，在阳光作用下，特别是在5月份至10月份的夏季和早秋季节的强烈阳光作用下，发生光化学反应，生成淡蓝色光化学烟雾。这种烟雾中含臭氧、氧化氮、乙醛和其他氧化剂，滞留市区久久不散。洛杉矶光化学烟雾(1943)公害三：美国多诺拉烟雾事件美国多诺拉烟雾事件是世界有名的公害事件之一，1948年10月26～31日发生在美国宾夕法尼亚州多诺拉镇。当时的记载是这样的：“10月27日早晨，烟雾覆盖着多诺拉。气候潮湿寒冷，阴云密布，地面处于死风状态，整个这一天和第二天就这样笼罩在烟雾之中，而且烟雾越来越稠厚，几乎是凝结成一块。在午后视线也仅仅能看到街的对面，除了烟囱之外，工厂都消失在烟雾中。空气开始使人作呕，甚至有种怪味。这是二氧化硫的刺激性气味。那天每个外出的人都明显感觉到这一点，但并没有引起警觉。二氧化硫的气味是在燃煤和熔炼矿物时放出的，在多诺拉的每次雾期中都有这种污染物，只是这一次看来比平常更为严重些。多诺拉烟雾事件公害四：英国伦敦烟雾事件英国伦敦烟雾事件是世界有名的公害事件之一1952年12月5～8日生在英国伦敦。烟雾弥漫全城，侵袭着一切有生命的东西。当人们的眼睛感觉到它时，眼泪就会顺着面颊流下来。每吸一口气就吸入一肺腔的污染气体。凡是在有人群的地方，都可以听到咳嗽声。据事后统计，在烟雾期间(12月5～8日）4天中死亡人数较常年同期约多4000人。45岁以上的死最多，约为平时的3倍；1岁以下的儿童死亡数，约为平时的2倍。事故发生的一周中因支气管炎、冠心病、肺结核和心脏衰弱者死亡，分别是事件发生前一周同类死亡人数的9.3倍、2.4倍、5.5倍和2.8倍。肺、肺癌、流感及其他呼吸道病患者死亡率均有成倍增加。公害五：日本水俣病事件日本水俣病事件是世界有名的公害事件之一，1953年至1956年发生在日本熊本县水俣镇。1950年，在水俣湾附近的小渔村中，发现一些猫的步态不稳，抽筋麻痹，最后跳入水中溺死，当地人谓之“猫自杀”，但没有人研究这事。当后得知这是一起公害事件时，有人称为“自杀猫事件”。1953年，在水俣镇发现了一个生怪病的人，开始时只是口齿不清，步态不稳面部痴呆，进而耳聋眼瞎，全身麻木，最后神经失常，一会酣睡，一会兴奋异常，身体弯弓高叫而死，但没人知道这是什么病。1956年5月，又在医院出现4个这种病人，得这种病而没有入院的患者还有50多人。这才引起本地熊本大学医院一些人的注意。在调查中，把死猫死人病的各种现象联系起来分析，初步找到吃鱼中毒这个共同受害的根源。后来研究发现是氯化甲基汞（CH3HgCl）中毒。日本水俣病事件公害六：日本骨痛病事件日本骨痛病事件是世界有名的公害事件之一，1955年至1972年发生在本富山县神通川流域。1955年以后，在河流两岸如群马县等地出现一种怪病。患者一开始是、手、脚等各关节疼痛，延续几年之后，身体各部位神经痛和全身骨痛，使不能行动，以至呼吸都带来难以忍受的痛苦，最后骨胳软化萎缩，一直到饮食不进，在衰弱疼痛中死去有的甚至因无法忍受痛苦而自杀。由于病人经常“哎唷——哎唷”地呼叫呻吟，日本人便称这种奇怪的病症为哎——哎唷病”，即“痛痛病”。经骨痛病尸体解剖，有的骨折达73处之，身长缩短了30厘米，病态十分凄惨。直到1968年，经调查才证实富山骨痛病是三井金属公司排出镉造成的。日本神通川骨痛病公害七：日本四日市哮喘事件日本四日市哮喘事件是世界有名的公害事件之一，1961年在日本四日市。1961年，四日市哮喘病大发作。1964年连续3天浓雾不散，严重的哮喘病患者开始死亡。1967年，一些哮喘病患者不堪忍受痛苦而自杀。到1970年，四日哮喘病患者达到500多人，其中有10多人在哮喘病的折磨中死去，实际患者超过2000人。1972年全市共确认哮喘病患者达817人。后来，由于日本各大城市普遍烧用高硫重油，致使四日市哮喘病蔓延全国。如千叶、川崎、横滨、名古屋、水岛、岩国、大分等几十个城市都有哮喘病在蔓延。据日本环境厅统计，到1972年为止，日本全国患四日市哮喘病的患者多达6376人。公害八：日本米糠油事件日本米糠油事件是世界有名的公害事件之一，1963年3月发生在日本九州市、爱知县一带。日本福岛县先后有4家13人原因不明的皮肤病到九州大学附属医院求诊，患者表现为痤疮样皮疹伴有指甲发黑、皮肤色素沉着，眼结膜充血、眼脂过多等，疑是氯痤疮。由家庭多发性和食用油使用情况，怀疑与米糠油有关。经跟踪调查，发现九州大牟田市一家粮食加工公司食用油工厂，在生产米糠油时，为了降低成本追求利润，在脱臭过程中使用多氯联苯液体作载热体。因生产管理不善，使多氯联苯混进米糠油中。于是，随着这种有毒的米糠油销售各地，造成人的中毒生病或死亡。生产米糠油的副产品——黑油作家禽饲料售出，也使大量家禽死亡。日本米糠油事件日本全民环保其它著名的公害事件•腊芙·卡纳运河事件•印度博帕尔毒气泄漏事件•切尔诺贝利核电站事故公害之一：腊芙·卡纳运河事件腊芙·卡纳（LoveCanal）运河公害事件是由于固体废物无控填埋造成的一起严重污染环境的公害事件。1978年发生在美国。腊芙·卡纳是美国加里福尼亚州尼亚加拉瀑布附近的一条运河，一个世纪前为筹建水电站而掘成，后因故放弃。到20世纪40年代初就已干而废弃不用了。该区域的使用权后来被胡克电化学公司购买。当时，胡克电化学公司把这条废弃了的运河故道当成垃圾仓库，将成千上万个装过化学品的圆桶扔进河道，不几年功夫就将其填埋成平地了。据统，1940年至1952年，该公司向此地区共投弃了高达4.3万吨的致癌废弃物。从1977年起，由于废弃物的泄漏对大气和水、土的影响，当地居民中陆续出现各种怪病和儿童夭折现象，出现孕妇流产、癫痫、直肠出血、婴儿畸形等病症