6环境科学

第1节概述2.环境的分类(1)根据来源分为自然环境：自然环境是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：是人类在自然环境的基础上通过长期有意识的社会劳动所创造的人工环境。(2)根据环境要素分：大气环境、水环境、土壤环境和生态环境等。(3)根据与人类生活的密切关系和人类对自然环境改造加工的程度，由近及远、由小到大分为：聚落环境、地理环境、地质环境和宇宙环境。第1节概述二、环境问题1.定义和分类广义：由自然力或人力引起生态平衡破坏，直接或间接影响人类生存和发展的一切客观存在的问题。狭义：由于人类的生产和生活活动，使自然生态系统失去平衡，反过来影响人类生存和发展的一切问题。定义分类原生环境问题如地震、洪捞、干旱、滑坡等自然灾害问题次生环境问题生态环境破坏环境污染【大气、水体、土壤、生物】污染【噪声、热、放射性、电磁辐射】污染水土流失、沙漠化、盐渍化、物种灭绝原生环境问题第1节概述二、环境问题2.环境问题的产生和发展第一阶段：萌芽阶段（工业革命即18世纪中叶之前）第二阶段：发展阶段（工业革命至20世纪50年代前）第三阶段：环境问题高潮（20世纪50年代至80年代前）第四阶段：全球环境问题（20世纪80年代以后）第一阶段：萌芽阶段（工业革命即18世纪中叶之前）（1）、人类发展初期的环境问题人类发展初期的环境问题是因过度的采集和狩猎，消灭了居住区周围的许多物种，破坏人们的食物来源，使其生存受到威胁。因而这一时期，人类总是在迁徒。（2）、第一次浪潮时期的环境问题第一次浪潮，即原始农业、畜牧业、新石器时期。这是人类生产发展史上的一次重大革命。使用农具，建立灌溉系统，过定居的生活等，人们不再频繁迁徒了，解决了生存的危机，有稳定的生活，但是，“刀耕火种”，“反复弃耕”导致土壤破坏，出现水土流失，使沃土变成了不毛之地。这就是以土地破坏为特征的环境问题。黄河变迁黄河发源于青海省。传说在很久以前，那里曾经森林茂密，牧草肥沃，其森林复盖率53%。然而，由于长期以来人为地过度垦殖，森林几乎被砍伐殆尽，今日的青海省森林覆盖率仅为0.26%，加上灌木林也只有2.5%。造成了严重的水土流失。结果，黄河从源头开始便携带了大量泥沙。黄河流经的西北黄土高原亦是水土流失极其严重的地区，滚滚黄沙倾入河水，使黄河成了世界上含沙量最多的河流，每立方米河水中含沙量达37千克以上，每年达16亿吨。上游的泥沙被河水冲到下游，淤积在下游河道，使河床每年淤高10厘米，经年累积，河道便渐渐高出两岸。这就是今日“悬河”的成因。第二阶段和第三阶段（工业革命至20世纪50年代前）（20世纪50年代至80年代前）（3）、第二次浪潮时期的环境问题以使用蒸汽机为标志的工业革命，兴起了第二次浪潮，但造成了严重的环境污染现象，规模大，影响深是前所未有的。八大公害事件，主要表现为SO2污染、光化学烟雾、水域重金属污染和毒物污染几大类。事件名称发生时间发生地点污染类型污染源/物马斯河谷烟雾事件1930.12比利时马斯河谷大气污染谷地中工厂密布，烟尘、SO2排放量大洛杉矶光化学烟雾事件1943.5~10美国洛杉矶市大气污染光化学污染该市400万辆汽车每天排放烃类1000多吨多诺拉烟雾事件1948.10美国多诺拉镇大气污染河谷内工厂密集，排放大量烟尘和SO2伦敦烟雾事件1952.12英国伦敦市大气污染燃煤中含硫量高，排放大量SO2和烟尘水俣(病)事件1953~1961日本熊本县水俣镇海洋污染汞污染氮肥厂含汞催化剂随废水排入海湾四日事件(哮喘病)1955年以来日本四日市，大气污染工厂大量排放SO2和煤尘，重金属颗粒米糠油事件1968日本爱知县等23个府县食品污染多氯联苯污染米糠油生产中用多氯联苯作热载体，富山事件(骨痛病)1931~1975日本富山县神通川流域，水体污染土壤污染镉污染炼锌厂未处理的含镉废水排入河中八大公害事件第四阶段：全球环境问题（20世纪80年代以后）（4）、第三次浪潮的环境问题60年代以来开始的电子工程，遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮，使工业技术阶段发展到信息社会阶段。环境问题有三类：全球环境问题：温室效应、臭氧层破坏、酸雨大面积生态环境遭到破坏：大面积森林被毁、土壤侵蚀和沙漠化突发性严重污染事件：例如发达国家发展新兴产业，把技术落后、环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来，即污染转嫁。如印度博帕尔农药厂毒物泄漏事件。1984年11月3日夜间，美国设在印度的一座生产异氰酸甲脂的农药厂，因储罐内压力升高而泄露，毒气进入博帕尔市，死亡近2万人，受害20多万，5万人失明，孕妇流产或产下死婴，受害面积40平方公里，数千头牲畜被毒死。第1节概述二、环境问题3.全球环境问题温室效应：由于人口增加、化石燃料的过度消耗以及植被的破坏，使大气中CO2的产生大于消耗，导致大气层大量吸收地球表面向空间反射的长波辐射能，进而导致地球表面温度上升，气候变暖。臭氧层破坏温室效应的危害1、使高原、极地的冰雪融化，海平面上升，降水失调等。2、破坏植物的正常生长周期，物种畸变。3、导致细菌、霉菌等大量繁殖，疾病流行。4、气温上升，导致极端气象，给人类带来灾害。臭氧（O3)是由三个氧原子结合而成的简单分子，它的作用与在大气层中所处的高度密切相关。在地球表面，臭氧扮演着破坏者的角色，因为臭氧具有很强的活性,在地球表面大量臭氧聚集的地方，生物往往受到危害。地球上90%的臭氧分布在距离地面15～50km的平流层，在吸收紫外线方面起着举足轻重的作用。平流层中一旦缺少臭氧，对生物有害的紫外线就会毫无遮拦地照射到地面上，会导致皮肤癌等疾病的发生，破坏地球生态环境。在过去10-15年间、每到春天南极上空的臭氧浓度就会减少约30%，有近95%的臭氧被破坏。卫星观测表明，空洞覆盖面积有时比美国的国土面积还要大。到1998年臭氧空洞面积比1997年增大约15%，几乎相当于三个澳大利亚大。前不久，日本环境厅发表的一项报告称，1998年南极上空臭氧空洞面积已达到历史最高记录，为2720万平方公里，比南极大陆还大约1倍。近年来，北极上空臭氧层也减少了20%。在被称为是世界上“第三极”的青藏高原，中国大气物理及气象学者的观测也发现，青藏高原上空的臭氧正在以每10年2.7%的速度减少。据全球总臭氧观测的结果表明，除赤道外，1978-1991年总臭氧每10年间就减少1%-5%。对臭氧层的破坏起主要作用的化合物是氟氯烃和氮的氧化物。1995年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧被破坏问题的三位科学家，他们研究发现氟氯烃破坏臭氧的机理是按链反应进行的。CF2Cl2可在紫外光作用下产生Cl原子，对臭氧会产生长久的破坏作用，一个氟氯烃分子可以破坏数万个臭氧分子。所以强调用无氟制冷剂和汽车尾气的达标排放都有保护臭氧层的作用。第1节概述三、环境科学1.环境科学是主要研究环境结构与状态的运动变化规律及其与人类社会活动之间的关系，研究人类社会与环境之间协同演化、持续发展的规律和具体途径的科学。2.环境科学的研究对象与任务人类与环境的关系3.环境科学的研究内容和特点整体性和综合性4.环境科学的分科环境学、基础环境学、应用环境学第2节水环境一、水环境概述1.水环境一般指水及水体中的悬浮物、溶解物和底泥，水生生物等。从自然地理的角度看，水环境是指地表水覆盖地段的自然综合体。注意将“水”与“水环境”（水体）加以区别：例如重金属污染从水中转移到底泥中。第2节水环境一、水环境概述2.水资源分布海洋97.41%2.59%冰帽和冰河1.984%地下水0.592%生物体0.0001%冰流0.0001%大气中的水蒸气0.001%土壤含水0.005%全球总贮水量估计为13.9亿立方千米其中淡水总量仅为0.36亿立方干米除冰川和冰帽外，可利用的淡水总量不足世界总贮水量的1%用水的循环——城镇用水循环第2节水环境二、水体的污染与自净1.水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量（即水体对污染物的净化能力），因而引起水质恶化，水体生态系统遭到破坏，造成对水生生物及人类生活与生产用水的不良影响。物理指标：温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度(感观)总固体、悬浮固体、溶解固体、电导率等化学指标：pH值、矿化度、硬度、各种阴、阳离子(一般)重金属、氰化物、多环芳烃、各种农药(有毒)溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、BOD(氧平衡)生物指标：细菌总数、总大肠菌群数、病原细菌、病毒等天然水第2节水环境二、水体的污染与自净2.水体的自净是指进入水体的污染物，通过物理、化学和生物等方面的作用，使污染物的浓度逐渐降低，经过一段时间后，水体将恢复到受污染前的状态的现象。第2节水环境三、水体污染源及污染物1.水体污染源向水体排放或释放污染物的来源和场所主要来自工业废水、生活污水和农村污水形状点源工业废水：化工、纺织、皮革…生活污水：厕所排水厨房洗涤排水淋浴、洗衣排水面源：农田排水第2节水环境化学性污染：酸碱污染（制酸厂、造纸厂等的废水排放）重金属离子污染（汞、铬、铅、砷、镉等）有机毒物污染（有机农药、多环芳烃等）耗氧性有机物（糖类、蛋白质、纤维素等）富营养污染（含磷洗涤剂、氨氮化合物等）物理性污染：悬浮物污染（影响水的透明度、混浊度）热污染（热电厂、核电站、工业用冷却水）放射性污染（原子能工业、应用放射性同位素的单位）生物性污染：病菌及病毒的污染（医院污水）2水污染类型全国地表水水质月报（2009年1月）中国环境监测总站组织监测了是长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河共七大水系183条河流的376个断面。其中，Ⅰ～Ⅲ类水质断面占54%，Ⅳ、Ⅴ类占25%，劣Ⅴ类占21%。总体上呈中度污染。根据地面水水质使用目的和保护目标将其划分为五类：第一类：主要适用于源头水，国家自然保护区。第二类：重点保护水源（主要适用于分散式生活用水水源地，一级保护区，珍贵鱼类养殖等。）第三类：城市用水水源（主要适用于集中式生活饮用水水源地，二级保护区，一般鱼类养殖等。）第四类：只能作工业用水的水源（主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水），属于轻度污染水源。第五类：严重污染水源，已失去了使用功能。劣五类：严重污染水源并已有毒的水。本月共监测了包括太湖、滇池和巢湖在内的28个重点湖泊和水库。主要污染物指标是总氮、总磷和高锰酸盐指数。其中：白洋淀、达赉湖、大明湖、滇池、东湖、洪泽湖、崂山水库、门楼水库和西湖为劣Ⅴ类水质；巢湖、南四湖、太湖和玄武湖为Ⅴ类水质；博斯腾湖、大伙房水库、丹江口水库、洞庭湖、昆明湖、鄱阳湖和千岛湖为Ⅳ类水质；其余湖库均满足Ⅲ类水质要求。中国水污染现状非常严重！！！水环境污染防治对策1.控制污染物排放量及减少污染源排放工业废水量：技术改造，采取先进工艺；制定用水定额；提高水的重复利用率；水的综合利用2.建立城市污水处理系统：注意有毒有害废水3.调整工业布局：充分利用水体自净作用4.加强水资源规划管理：查清水资源总量水质标准工业废水排放标准控制水环境质量标准废水处理方法物理方法：沉淀法、浮选法、蒸发法化学方法：中和、萃取、氧化还原生物方法：利用自然界微生物将有机物分解和转化城市污水处理一级处理机械处理：主要处理对象是较大的悬浮物，采用的分离设备有格栅和沉淀池等。二级处理生化处理：主要对象是废水中的胶体态和溶解态有机物，采用的典型设备有生物曝气池(或生物滤池)和二次沉淀池。三级处理深度处理：主要对象是残留的污染物和营养物质(氮和磷)及其它溶解物质；所采用的方法有化学絮凝、过滤、吸附、消毒等。第3节大气环境一、大气结构与组成1.大气结构地球表面覆盖着多种气体组成的大气，称为大气层。一般将随着地球旋转的大气层叫做大气圈。根据大气圈中大气组成状况及大气在垂直高度上的温度变化的不同，在结构上可将大气圈分为五层：对流层、平流层、中间层、热层和逸散层。2.大气的组成自然状态下，大气是由混合气体、水汽和杂质组成。第3节大气环境二、大气污染1.大气污染：是指进入大气层的污染物的浓度