第一章环境保护及化工污染

第一章环境保护及化工污染第一节环境污染与环境保护第二节化工对环境的污染学习要点1.掌握环境的基本概念，包括环境、环境质量及标准、环境容量、环境问题、环境污染。2.了解环境问题的产生根源，掌握全球性十大环境问题，了解中国环境状况。掌握环境污染源、环境污染物，以及优先控制污染物，以及环境污染防治工程。3.了解化学工业环境污染概况，化工污染物的来源，化工废水污染、废气污染和废渣污染；根据清洁生产和循环经济的要求，研究化工污染防治的途径，及发展趋势。4.了解化工生产的特点，掌握化工安全生产要求和化工环境保护要求。第一节环境污染与环境保护1.环境《中华人民共和国环境保护法》明确指出，环境是指影响人类生存和发展的各种天然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。这是对环境的经典和权威性的定义。一、环境的内涵为了便于讨论和认识环境，对环境进行适当分类，它们绝不是非此即彼的关系，而是彼此间存在着相互关联、相互交叉、相互作用的关系。环境按照空间大小可分为车间环境、生活区环境、城市环境、区域环境、全球环境和宇宙环境等。环境按照人类生产活动的性质来分，可分为农业环境、工业环境、旅游环境和投资环境等。环境按照要素属性进行分类，可分为自然环境和社会环境两类。2.环境质量和环境质量标准环境的主体是人。随着社会的发展，人类对生活质量提出了新的要求，包括对环境的适宜居住性，即环境质量提出了更高的期望。所谓环境质量是指某个具体的环境中，环境总体或某些要素对人群健康、生存和繁衍以及社会经济发展适宜程度的量化表达，用来表述环境优劣的程度。环境质量可为自然环境质量和社会环境质量。自然环境质量又可细分为水环境质量、大气环境质量、声环境质量、土壤环境质量等。环境质量的优劣可用环境质量标准来评价，环境质量标准是对环境优劣的一种定量评价的依据，是衡量环境质量的尺子。环境质量标准是指为了达到人们生存和生产所要求的环境质量目标，对环境中的污染物（或有害因素）的含量做出限制性规定，或者根据不同的用途和适宜性，将环境质量分为不同的等级，并规定其污染物含量限值或某些环境参数（如水中溶解氧）的要求值。环境标准是环境保护目标的定量化体现，是开展环境管理工作的法律依据。环境质量和环境质量标准是密切联系的。正在使用的环境质量标准见表1.1-1。3.环境容量环境容量是指对一定地区，根据其自然净化能力，在特定的产业结构和污染源分布的条件下，为达到环境质量目标值，所允许的污染物最大排放量。即环境对污染物最大承受限度，在这一限度内，环境质量不致降低到有害于人类生活、生产和生存的水平，环境具有自我修复外界污染物所致损伤的能力。根据不同环境要素，环境容量分为水环境容量、大气环境容量和土壤环境容量等。环境容量大小与环境本身的状况有关。例如，影响水环境容量的大小的因素主要有以下几个方面：（1）水环境质量标准。水环境质量标准决定于国家的环境政策、地区的环境要求、经济财政能力、环境科学和技术水平。我国已经颁布了《地面水环境质量标准》、《生活饮用水卫生标准》、《渔业水质标准》、《海洋水质标准》等。（2）水体自净能力。水体自净（即使污染物稀释或转化为非污染物的过程）能力越大，相应的水环境容量也大。（3）水体的自然背景值。即天然情况下水体污染物浓度。自然背景值越高，环境容量越小，反之环境容量越大。（4）排污口的位置和分布。当排污口分布均匀时，水环境容量相对大些；若排污口集中，则水体的环境容量相应减小。（5）水量。环境容量的大小取决于水量的大小。一般枯水期水环境容量相对小一些，丰水期的环境容量相对大一些。二、环境问题1.环境问题的定义环境问题是指由于自然或人为活动而使环境发生的不利于人类的变化。这些变化影响着人类的生存、生产和生活，甚至带来灾难，是由于人类违背自然规律、过度开发自然资源、过度使用环境容量所受的大自然的报复。也就是说，人类不理性活动使环境质量发生恶化，反之，环境质量恶化又会影响人类的生产、生活和健康。人类对环境问题的认识始于环境污染与资源破坏。2.环境问题分类根据引起环境问题的根源不同，将环境问题分为以下两类：一是原生环境问题，又称第一环境问题，是由自然力引起的，如地震、海啸、火山活动、崩塌、滑坡、泥石流、洪涝、干旱、台风等自然灾害和因环境中元素自然分布不均引起的地方病等。对于这类问题，目前人类的抵御能力还很脆弱。二是次生环境问题，又称第二环境问题，是由人类活动引起的。它又可分为两类：①不合理开发利用自然资源，超出环境承载力，使生态环境质量恶化或自然资源枯竭的现象。如森林破坏、草原退化、沙漠化、盐渍化、水土流失、水热平衡失调、物种灭绝、自然景观破坏等；②由于人口激增、城市化、工业化高速发展引起的环境污染和破坏。以工业“三废”为主，放射性、噪声、震动、热、光、电磁辐射等为辅的污染物大量排放，污染和破坏环境，危害人类健康。3.全球性十大环境问题（1）大气臭氧层破坏（2）温室效应（3）酸雨的危害（4）全球淡水危机（5）森林锐减（6）土地沙漠化（7）水土流失（8）生物多样性减少（9）垃圾与危险性废物成灾（10）有毒化学物的污染问题4.中国环境状况（1）淡水环境2008年，全国地表水污染依然严重，七大水系水质总体为中度污染，湖泊富营养化问题突出，近岸海域水质总体为轻度污染。长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河七大水系水质总体与2007年持平。200条河流409个断面中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为55.0%、24.2%和20.8%。其中，珠江、长江水质总体良好，松花江为轻度污染，黄河、淮河、辽河为中度污染，海河为重度污染。图1.1-2为七大水系水质类别比例示意图。图1.1-3为重点湖(库)营养状态指数。图1.1-3重点湖(库)营养状态指数（2）大气环境2008年全国城市空气质量总体良好，比2007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。2008年度，全国有519城市报告了空气质量数据，达到一级标准的城市21个（占4.0％），二级标准的城市378个（占72.8％），三级标准的城市113个（占21.8％），劣于三级标准的城市7个（占1.4％）。全国地级及以上城市的达标比例为71.6％，县级城市的达标比例为85.6％。地级及以上城市（含地、州、盟首府所在地）空气质量达到国家一级标准的城市占2.2%，二级标准的占69.4%，三级标准的占26.9%，劣于三级标准的占1.5%。可吸入颗粒物（PM10）年均浓度达到二级标准及以上的城市占81.5%，劣于三级标准的占0.6%。二氧化硫年均浓度达到二级标准及以上的城市占85.2%，劣于三级标准的占0.6%。（3）固体废物三、环境污染1.环境污染源的分类污染源是造成环境污染的污染物发生源，通常指向环境排放有害物质或对环境产生有害影响的场所、设备、装置或人体。整体而言，环境污染来源于自然界和人为活动两个方面，前者称为第一环境问题，后者称为第二环境问题。污染源分类如表1.1-4所示。2.环境污染物环境污染物是指人们在生产、生活过程排入大气、水、土壤中，引起环境污染或导致环境破坏的物质。环境污染物按其来源可分为生产性污染物、生活性污染物和放射性污染物。环境污染物按其性质分类又可分为化学性污染物、物理性污染物和生物性污染物。化学性污染物主要有无机物（汞、镉、砷、铬、铅、氰化物、氟化物等）和有机物（有机磷、有机氯、多氯联苯、酚、多环芳烃等）；物理性污染物主要有噪声、振动、放射性、非电离电磁波、热污染等；生物性污染物主要有细菌、病毒、原虫等病原微生物。3.优先控制污染物优先控制污染物是指从数百万种化学污染物中选择潜在危险性大的难降解、具有生物积累性、毒性大和三致类物质，这些物质在环境中出现的频率高、残留高。将这些化学物质定为优先控制污染物，实行优先和重点监测。优先控制污染物最初起源于美国，1976年美国环保总署在“清洁水法”中就明确规定了129种优先污染物，其中114种是有毒有机污染物。我国水中优先控制污染物具有如下特点：①有毒性，特别是三致毒性与人体健康关系非常密切。这些有毒污染物在环境中往往具有长效性，对环境的破坏和人体健康的危害多具有不可逆性，威胁着人类的生存；②以有毒有机污染物为主。在68种优先控制污染物中，有毒有机污染物占58个，无机污染物占10个。③有毒有机污染物的控制以有机氯为主。在58个优先控制的有毒有机污染物中，有机氯化合物占25个。四、环境污染防治工程环境污染防治工程是解决从污染物产生、储存、运输、处理，以及处置的全过程存在的有关问题，并采取科学的防治措施。例如，确定和查明污染产生的原因、研究防治污染的原理和方法、设计消除污染的工艺流程、开发无公害能源和新型设备等等。污染防治工程既包括单个污染源或污染物的防治，也包括区域污染的综合防治。按照不同的专业，它又分为大气污染防治工程、水污染防治工程、固体废物污染防治工程、噪声和振动控制工程、恶臭防治工程、生态污染防治工程等。1.大气污染防治工程2.水污染防治工程3.固体废物污染防治工程第二节化工对环境的污染一、化学工业环境污染概况化学工业，又称化学加工工业，在生产过程中化学方法占主要地位的过程工业，包括基础化学工业和塑料、合成纤维、石油、橡胶、药剂、染料工业等。化工企业是利用化学反应改变物质结构、成分、形态等生产化学产品的部门，如无机酸、碱、盐、稀有元素、合成纤维、塑料、合成橡胶、染料、油漆、化肥、农药等的生产企业。按污染物的性质，可将化工污染分为无机化学工业污染和有机化学工业污染；按照污染物的形态，可分为废水、废气和废渣等；按污染物产生的原因和进入环境的途径又可进一步细分。2.化工污染分类及来源化工污染分类见表1.2-1。3.化工废水污染化学工业包括有机化工和无机化工两大类，化工产品多种多样，成分复杂，排出的废水也多种多样。有的甚至有剧毒，不易净化，在生物体内有一定的积累作用，在水体中有明显的耗氧性质，易使水质恶化。化工废水的五个基本特征：①水质成分复杂，副产物多，反应原料常为溶剂类物质或环状结构的化合物，增加了废水的处理难度。②废水中污染物含量高，这是由于原料反应不完全、原料或生产中使用的大量溶剂介质进入了废水体系所引起的。③有毒有害物质多，精细化工废水中有许多有机污染物对微生物是有毒有害的，如卤素化合物、硝基化合物、具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等。④生物难降解物质多，BC比低，可生化性差。⑤废水色度高。4.化工废气污染化工废气是大气污染物的重要来源。大量化工废气排入大气，必然使大气环境质量下降，给人体健康带来严重危害，给国民经济造成巨大损失。化工废气中有害物质通过呼吸道和皮肤进入人体后，使人的呼吸、血液、肝脏等系统和器官造成暂时性和永久性病变，尤其是苯并芘类多环芳烃能使人体直接致癌，应引起高度重视。工业废气包括有机废气和无机废气。有机废气主要包括各种烃类、醇类、醛类、酸类、酮类和胺类等；无机废气主要包括硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、卤素及其化合物等。5.化工废渣污染化工废渣是指化工生产过程中排出的各种废渣、粉尘及其它废物等。如化学工业的酸碱污泥等。这种固体废物，数量庞大，成分复杂，种类繁多。有一般化工废渣和化工有害废渣之分。化工废渣主要包括硫酸矿烧渣、电石渣、碱渣、煤气炉渣、磷渣、汞渣、铬渣、盐泥、污泥、硼渣、废塑料以及橡胶碎屑等。二、化工污染防治的发展趋势1.化工污染防治现状化学工业是一个污染较为严重的行业，从国家环保总局发布的2006年环境统计年报可以看出，工业废水排放总量，化学工业占全国工业废水排放总量的16.14%，位居第二位，化学工业废气排放占5.82%，位居全国第四位，化学工业固体废物的产生量占7.15%，位居全国第五位。主要污染物二氧化硫排放量占5.46%，位居全国第四位。氰化物、石油类、汞排放量位居全国第一位，砷是第二位，COD、镉、六价铬为第三位，铅、烟尘是第四位，挥发酚、粉尘是第五位。造成化学工业污染状况严重的原因很多，从清洁