化工环境保护概论(完整版)

主编：杨永杰化学工业出版社化工环境保护概论主编：杨永杰Chapter1总论化学工业出版社化学工业出版社目录环境污染及生态平衡大气污染防治及化工废气治理水体污染防治与化工废水处理固体废物与化工废渣处置环境保护措施与化工可持续发展目录噪声控制及其他化工污染防治化工清洁生产技术与循环经济总论化学工业出版社§1总论认识环境《中华人民共和国环境保护法》对环境的内涵有如下规定：“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”。一、环境的概念化学工业出版社自然环境人工环境自然环境：直接或间接影响到人类的一切自然形成的物质、能量和自然现象的总体。人工环境：由于人类的活动而形成的环境要素，它包括人工形成的物质、能量和精神产品以及人类活动中所形成的人与人之间的关系或称上层建筑。化学工业出版社世界的聚落村庄城镇集镇化学工业出版社地理环境高原地质环境宇宙环境化学工业出版社二、环境问题定义：环境问题主要是由于人类活动作用于周围环境所产生的环境质量变化以及这种变化反过来对人类的生产、生活和健康产生影响的问题环境问题的发展：工业革命以前阶段环境的恶化阶段环境问题的第一次爆发环境问题的第二次高潮化学工业出版社环境问题化学工业出版社温室效应和气候变化臭氧层破坏酸雨严重资源问题土地资源不断减少和退化森林资源及生物多样性危机水资源严重短缺能源危机大气环境污染垃圾成灾海洋污染人口问题12345当前的主要环境问题化学工业出版社化学工业出版社三、环境科学环境科学的基本任务：探索全球范围内自然环境演化的规律；探索全球范围内人与环境相互依存关系；协调人类的生产、消费活动同生态要求的关系；探索区域环境污染综合防治的技术与管理措施。化学工业出版社环境科学的内容包括：人类与环境的关系；污染物在环境中的迁移、转化、循环和积累的过程与规律；环境污染的危害；环境状况的调查、评价和环境预测；环境污染的控制与防治；自然资源的保护与合理利用；环境监测、分析技术与环境预报；环境区域规划与环境规划。化学工业出版社了解人类与环境的关系一、人类与环境的关系1.人体通过新陈代谢与周围环境进行物质交换人体中各元素平均含量与地壳中各元素含量同步,如人体血液中60多种元素含量和岩石中这些元素含量有明显的相关性。环境污染使某些化学物质突增,或者出现了本来没有的合成化学物质,就破坏了人-环境关系,因此而致病。化学工业出版社2.人体与环境间保持动态平衡空气水（1）四大要素土壤食物（2）外界条件变化小:未超过环境自净能力,可以自动调节。如缺氧、噪声大:使生态平衡失调,超过人体忍受限度时,可中毒、致病、致癌、致畸等化学工业出版社二、环境污染对人体的危害1.急性危害2.慢性危害（1）大气污染:使城市慢性呼吸道患者增加,成肺心病,癌（2）土壤和水体污染:（3）生物污染:微生物、寄生虫、昆虫等3.亚急性危害致癌致畸致突变致敏化学工业出版社掌握化工与环境保护一、化工与环境污染化工生产的原料、半成品及产品化工生产过程的排放1、燃烧过程2、冷却水3、副反应4、生产事故化工污染的来源化学工业出版社废水废气废渣化学工业出版社二、化工污染防治途径建立清洁生产理念，采用少废无废工艺，加强企业管理加强废物综合利用的资源化化工环境保护概论Chapter2环境污染及生态平衡主编：杨永杰课件制作：涂郑禹、柳琦化学工业出版社化学工业出版社目录环境污染及生态平衡大气污染防治及化工废气治理水体污染防治与化工废水处理固体废物与化工废渣处置环境保护措施与化工可持续发展目录噪声控制及其他化工污染防治化工清洁生产技术与循环经济总论化学工业出版社§2环境污染及生态平衡了解生态学基本原理定义：生态学是研究生物有机体与其周围环境（包括生物环境和非生物环境）相互关系的一门学科。作为生物学的主要分科之一，从植物逐渐涉及到动物。一、生态学的含义及其发展化学工业出版社化学工业出版社生态学发展历程体现的三个特点：从定性探索生物与环境的相互作用到定量研究;从个体生态系统到复合生态系统，由单一到综合，由静态到动态的认识自然界的物质循环与转化规律;与基础科学和应用科学相结合，发展和扩大了生态学的领域。化学工业出版社定义：生命和环境系统在特定空间的组合。注意三点:划分有人为因素,可大可小,小可成大系统中不断进行着物质交换和能量流动动态平衡二、生态学系统化学工业出版社简化了的陆地生态系统化学工业出版社生态系统的组成生产者消费者无生命物质分解者各种无生命的无机物、有机物和各种自然因素自然界的绿色植物及凡能进行光合作用、制造有机物的生物(单细胞藻类和少数自然微生物等)食用植物的生物或相互食用的生物各种具有分解有机质能力的微小生物，最主要的是细菌和真菌，也包括一些原生生物生态系统组成化学工业出版社分解者土壤营养库消费者生产者物质循环能量流动生态系统组成化学工业出版社生物生产生态系统中的能量流动生态系统中的物质循环生态系统的基本功能生态系统中的信息传递化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社三、生态系统的平衡定义：在一定条件下,生态系统中能量流动和物质循环表现为稳定的状态。动定变能量和物质的输入和输出保持动态平衡外界条件发生变化,可破坏现存的生态平衡相对稳定(能量、物质、生物种类、生物数量)特点：化学工业出版社破坏生态平衡的因素自然因素人为因素化学工业出版社掌握环境污染与生态平衡一、环境污染与生态平衡矿产资源开发利用与保护生物资源的利用和生物多样性保护1、森林资源的保护和利用2、草地资源的保护和利用3、生物多样性保护土地资源的利用和保护123化学工业出版社二、生态规律在环保中的应用生态学的一般规律：12345相互依存与相互制约规律物质循环转化与再生规律物质输入输出的动态平衡规律相互适应与补偿的协同进化规律环境资源的有效极限规律生态学规律化学工业出版社生态规律在环境保护中的应用生态规律在环境保护中的应用全面考察人类活动对环境的影响1充分利用生态系统的调节能力2解决近代城市中的环境问题3以生态学规律指导经济建设，综合利用资源和能源4对环境质量进行生物监测和评价5化学工业出版社化工环境保护概论Chapter3大气污染防治及化工废气治理主编：杨永杰化学工业出版社化学工业出版社目录环境污染及生态平衡大气污染防治及化工废气治理水体污染防治与化工废水处理固体废物与化工废渣处置环境保护措施与化工可持续发展目录噪声控制及其他化工污染防治化工清洁生产技术与循环经济总论化学工业出版社§3大气污染防治及化工废气治理了解大气与生命的关系大气的结构一、大气结构与组成散逸层暖层中间层平流层对流层大气垂直方向上分层化学工业出版社水汽干燥空气（主要成分为氮、氧和氩）悬浮微粒大气组成大气的组成：恒定组分：N2、O2、Ar可变组分：CO2、H2O不定组分：H2S、SOx、NOx化学工业出版社二、大气与生命的关系空气中的氮也是重要的生命元素。氮在空气中以分子氮形式存在，含量虽大，却不能为多数生物直接利用。化学工业出版社掌握化工废气来源与危害大气污染通常是指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。化学工业出版社局部地区污染区域大气污染广域大气污染全球大气污染按污染的范围分类化学工业出版社一、废气污染物的来源与分类燃料燃烧工业生产过程农业生产过程交通运输过程化学工业出版社化学工业出版社大气污染物分类：依照与污染源的关系：分一次（如SO2）和二次污染物(如酸雨)大气中五大污染物颗粒污染物(TotalSuspendedParticle,简称TSP)粉尘雾尘尘粒煤尘烟尘总氧化剂一氧化碳氮氧化物二氧化硫飘尘化学工业出版社气态污染物SOx(H2S):以SO2数量最大,危害最大。NOx(NH3):种类较多。COx:主要燃烧和呼吸释放。CH:主要指有机废气,如烃、醇、酮、酯、胺等。卤素化合物:主要是含氯化合物及含氟化合物。二次污染物一次污染物:SO2+煤尘.湿度大,气温低伦敦型烟雾浓度可达4.5mg/m3二次污染物:硫酸雾和硫酸盐气溶胶洛杉矶型烟雾:NOx+CH+h工业型光化学烟雾:NOx+CH+h+重金属颗粒+酸雾。化学工业出版社二、主要废气污染物及其危害1.碳氧化物一氧化碳——无色、无臭、无味的气体，当人们吸入CO时，它与血红蛋白结合。——是城市大气中数量最多的污染物，碳氢化合物燃烧不完全是CO的主要来源，如汽车排放尾气。其主要危害在于能参与光化学烟雾的形成，以及造成全球的环境问题。化学工业出版社二氧化碳——含碳物质完全燃烧的产物，也是动物呼吸排出的废气。它本身无毒，对人体无害，但其含量＞8%时会令人窒息。近年来研究发现，现代大气中的CO2的浓度不断上升引起地球气候变化，这个问题称之为“温室效应”。所以联合国环境决策署决议将CO2列为危害全球的6种化学品之一。防治措施——目前对CO的局部排放源的控制措施主要集中在汽车方面。如使用排气的催化反应器，加入过量空气使CO氧化成CO2。化学工业出版社2.硫的氧化物（SO2或SO3）SO2——具有强烈的刺激性气味，它能刺激眼睛，损伤呼吸器官，引起呼吸道疾病。特别是SO2与大气中的尘粒、水分形成气溶胶颗粒时，这三者的协同作用对人的危害更大。这种污染称为伦敦型烟雾或叫硫酸烟雾。SO2的腐蚀性很大，能导致皮革强度降低，建筑材料变色，塑像及艺术品毁坏。在与植物接触时，会杀死叶组织，引起叶子脱色变黄，农作物产量下降。另外，SO2在大气中含量过高是形成酸雨污染的重要因素。防治措施——大气中的SO2主要通过降水清除或氧化成硫酸盐微粒后再干沉降或雨除。除此之外，土壤的微生物降解、化学反应、植被和水体的表面吸收等都是去除SO2的途径。化学工业出版社3.氮氧化合物（NO、NO2）来源——人为排放主要来源于矿物燃料的燃烧过程（包括汽车及一切内燃机的排放）、生产硝酸工厂排放的尾气。氮氧化物浓度高的气体呈棕黄色，从工厂烟囱排出来的氮氧化物气体称之为黄龙。化学工业出版社影响——对人类的影响当空气中的NO2含量达150mL/m3时，对人的呼吸器官有强烈的刺激，3～8小时会发生肺水肿，可能引起致命的危险。——对森林和作物生长的影响NOX通过叶表面的气孔进入植物活体组织后，干扰了酶的作用，阻碍了各种代谢机能；有毒物质在植物内还会进一步分解或参与合成过程，产生新的有害物质，侵害机体内的细胞和组织，使其坏死。——NOX也是形成酸雨的重要原因之一。酸雨可以破坏作物的根系统的营养循环；与臭氧结合损害树的细胞膜，破坏光合作用；酸雾还会降低树木的抗严寒和干燥的能力。——对全球气候的影响氮氧化物和二氧化碳引起“温室效应”，使地球气温上升1.5～4.5℃，造成全球性气候反常。化学工业出版社4.碳氢化合物人为排放源——汽油燃烧（38.5%）、焚烧（28.3%）、溶剂蒸发（11.3%）、石油蒸发和运输消耗（8.8%）、提炼废物（7.1%）。美国排放碳氢化合物占总产量的比例高达34%，其中半数以上来自交通运输。汽车排放的碳氢化合物主要有两类：烃类，如甲烷、乙烯、乙炔、丙烯、丁烷等；醛类，如甲醛、乙醛、丙醛、丙烯醛和苯甲醛等。此外还有少量芳烃和微量多环芳烃致癌物。危害——一般碳氢化合物对人的毒性不大，主要是醛类物质具有刺激性。对大气的最大影响是碳氢化合物在空气中反应形成危害较大的二次污染物，如光化学烟雾。防治措施——碳氢化合物从大气中去除的途径主要有土壤微生物活动，植被的化学反应、吸收和消化，对流层和平流层化学反应，以及向颗粒物转化等。化学工业出版社5.粒状污染物（如烟、尘、雾等）天然过程排放颗粒物主要有火山爆发的烟气、岩石风化的灰尘、宇宙降尘、海浪飞逸的盐粒、各种微生物、细菌、植物的花粉等，约占大气颗粒物总量的89%。由燃料燃烧、开矿、选矿或固体物质的粉碎加工（磨面粉、制水