环境科学

§1.2环境保护发展历程(2)综合防治阶段(20世纪70年代初~80年代)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》。冲破了以环境论环境的狭隘观点，把环境与、资源和发展联系在一起，从整体上来解决环境问题。对环境污染问题开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度，从单项治理，发展到综合防治(3)规划管理阶(20世纪80年代以后)1992年6月，在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会，这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途：探求环境与人类社会发展的协调方法，实现人类与环境的可持续发展。“和平、发展与保护环境是相互依存和不可分割的”。至此，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”成为世界环境保护工作的主题。2.中国环境保护的发展阶段(1)20世纪70年代起步(1973-1978)1973年8月5日召开了第一次全国环境保护会议,32字环境保护方针：全面规划、合理布局、综合利用、化害为利、依靠群众、大家动手、保护环境、造福人民。(2)20世纪80年代定为基本国策(1979-1992)1983年12月召开第二次会议，把环境保护定为基本国策，并提出:“三同步、三统一”战略方针。(3)20世纪90年代确立可持续发展战略（1992年以后）第二章一、综合防治措施1、全面规划、合理布局2、调整能源结构战略，改变供热方式⑴城市燃气化是防治煤烟型污染的重要途径。⑵集中供热较分散供热可节煤38～40%。⑶发展民用型煤。3、控制流动源污染：汽车尾气的治理4、加强环境管理，提高生物净化能力第三章第一节自然界的水资源一、水资源1水资源定义：广义上讲，指地球水圈中多个环节、多种形态的水，即水圈中所有的水体(包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水及大气中的水分)。但目前人类重点调查、评价、开发利用和保护的水资源多指狭义的水资源,亦通常所指参与自然界水循环、通过陆海间水分交换、陆地上逐年可得到更新的淡水资源。•第二节水质污染一、天然水水质1天然水的化学成分(1)溶解气体(2)主要离子：(3)微量元素：Br溴、F、I、Fe、Cu、Ni镍、Ti、Pb、Zn、Mn、V钒、Ba钡(4)生物生成物：NH4、、HPO4、H2PO4、(5)胶体(6)悬浮物质：硅、铝酸盐颗粒、砂粒、粘土。生活污染源：•水质成分有日变化规律，含N、P高；•产生恶质、腐臭和阴沟臭，•不能直接农灌。•三水体污染物测定指标1物理指标浊度、透明度、色、味、溴、悬浮物、电导率、硬度第三节水体主要污染类型赤潮:是水体中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌，在一定的环境条件下突发性地增殖和聚集，引起一定范围内一段时间中水体变色现象。通常水体颜色因赤潮生物的数量、种类而呈红、黄、绿和褐色等。•案例湖泊污染•——太湖的富营养化问题•一、太湖污染状况•原因：工业发展•人口的剧增，未经处理的城市污水•化肥、农药的大量使用•水产养殖规模的不断扩大•太湖目前最突出的环境问题是全湖富营养化和局部水域的有机污染问题。太湖大部分水域已丧失了使用功能，造成太湖流域内既存在资源型缺水，又存在水质型缺水的两重性，水环境形势严峻。•2000年7月，太湖湖区暴发大面积蓝藻，这是80年代以来最为严重的一汰。水样透明度为“零”。望虞河河面上，犹如铺上了一块宽约数十米的绿地毯：岸边的湖水像浓浓的绿色油漆。•二、引发藻类暴发的关键因素•蓝藻是太湖水污染的指标性植物。•富营养化的特征•“富营养化”条件下，氮、磷等营养物质增加，一些浮游生物急剧繁殖，水体中的藻类本来以硅藻和绿藻为主，蓝藻的大量出现是富营养化的征兆，随着富营养化的发展，最后变为蓝藻为主。•三、造成太湖富营养化加剧的主要污染源•三、造成太湖富营养化加剧的主要污染源•在水质很差的嘉兴河网地区和大运河杭州段、主要污染指标都出自氨氮和总磷含量过高。在被污染的水体中，55％的磷来自生活污染，环太湖地区污水未经妥善处理就排入河道和湖泊，未经处理的污水占80％。水体营养状态上升二个等级，由80年代初期以中营养、中富营养为主、上升到90年代中期以富营养为主。其污染程度和发展速度令人震惊。•三、造成太湖富营养化加剧的主要污染源•一位监测人员长期观察发现，一遇大雨，水中的氨氮浓度明显高于往日，原因就是农田施放化肥，污染物残留在地表上，很容易被雨水带进河道。随着农村产业结构的调整和农民致富奔小康的需求，化肥农药、生长素带来的污染急剧增加。面源污染因为污染物来自整个地区，而不是来自一、二个集中的污染源，污染物分散，并且体积庞大，更难以控制。•水产养殖业对太湖水体产生的污染另外，大湖的5万多艘船舶，废油滴漏严重，也造成太湖水体油污染增多。•四、太湖治理为何缓慢•在太湖流域这块不足全国0.4％的国土面积上，人们创造了占全国14％左右的GDP(国内生产总值)。•五、太湖采取的措施•为改变区域的生态状况，走可持续发展的道路、嘉兴的桐乡市和平湖市都提出尽快用人畜粪便取代化肥，一来减缓土地板结的趋势，二来减少流入河道的污染量。2000年这两个市都已获准平原生态示范区。•应重视控制富营养化带来的经济效益与副产品、这包括：从污泥消化中获得低成本的能源(沼气)；将污泥做成肥料；灌溉施肥。•从藻类数量的变化也能看出治理的效果。太湖水体十出现藻类共有7个门类97个种别。80年代，蓝藻、硅藻、绿藻为总体优势种群，分别占20％、28％和40％，但是到了90年代以来，由于大湖湖体污染加重，湖体生态结构受到破坏，蓝藻则占绝对优势，最高时约占藻类总量的94％。90年代末，由于太湖流域污染治理步伐加快，其它藻类的比例开始明显上升，在一定程度上表明，大湖湖体富营养化已初步得到遏制。•治理所需资金问题•一个国家或地区的人均GDP达到2000以上，就有治理污染的经济基础。太湖流域作为我国经济最发达的地区，人均GDP约3000美元，太湖流域应完全有能力依靠自己的力量解决污染问题。到2010年要恢复到20世纪80年代初水平，大约需要投入资金2000亿元。如果边治理边污染，治理速度跟不上污染速度，还要投入更多。•热污染的防治1、改进热能利用技术，提高热能利用率2、利用温排水冷却技术减少温排水3.废热的综合利用•利用废热锅炉对冷水，用于供暖或淋浴等途径加以利用。•还可通过利用电站温热水进行水产养殖，（如国内外巳试验成功用电站温排水养殖非洲鱼）•或利用温热水调节港口水域的水温，防止港口冻结等途径加以利用。•4.放射性污染—战争、核电站的罪恶•浓缩后的放射性废液和固体放射性废物都被放置在不锈钢槽中，外面包裹一层厚厚的混凝土，然后倾倒在海底或深埋于地下。•由于海底强大的压力和海水的腐蚀作用，有约1/3的集装箱的密封性能遭到损坏，放射性物质源源不断地逸出第四章第一节土壤的组成和性质土壤矿物质原生矿物：直接来源于母岩的矿物，它只受到不同程度的物理风化作用，而化学成分和结晶构造未有大的改变。如石英、长石、云母、辉石、角闪石等。次生矿物：原生矿物经物理、化学风化作用，组成和性质发生化学变化，形成的新矿物称次生矿物。如简单的盐类、高岭石等。土壤有机质土壤空气土壤孔隙中的气体称为土壤空气。土壤空气和大气的成分基本相同，但所含各种气体的数量不同，有的差异很大二、土壤的物理化学性质柱状结构水平轴比垂直轴短，沿垂直线排列，有圆头的结构单位，称柱状结构。无圆头的结构单位称棱状结构。这种结构往往出现在碱土的碱化层和质地粘重而水分又经常变化的底层土壤。柱状结构坚硬紧实，干旱时常出现大裂缝，漏水漏肥，过湿时土粒膨胀粘闭，通气不良。片状结构水平轴比垂直轴长，沿水平面排列的结构单位，称片状结构。片状结构是由于水的沉积作用或某些机械压力所形成，在冲积物中较常见。粉质土壤雨后地表结壳，粘重土壤的犁底层均属片状结构。这种结构排列紧密，通透性差，对植物根系生长发育有明显的不利影响。生物吸附——吸收机械吸附——过滤物理吸附——分子吸附化学吸附——生成沉淀物物理化学吸附——离子交换阴离子交换：由于在酸性土壤中有带正电的胶体，因而能进行阴离子交换吸附阴离子吸附交换能力的强弱可以分成：易被土壤吸收同时产生化学固定作用的阴离子：H2PO4-、HPO42-、PO43-、SiO32-及其某些有机酸阴离子；难被土壤吸收的阴离子：Cl-、NO3-、NO2-介于上面两类之间的阴离子：SO42-、CO32-及某些有机阴离子。阴离子被土壤吸附的顺序为：C2O42-＞C6O7H53-＞PO43-＞SO42-＞Cl-＞NO3-3、土壤的酸碱性和氧化-还原土壤的酸碱度取决于土壤溶液中的H+和OH-的含量土壤中的H+主要是二氧化碳溶于水形成的碳酸、有机物分解产生的有机酸以及某些少数无机酸、Al3+水解产生的。土壤中的OH-主要来自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙以及胶粒表面交换性Na+水解产生的。土壤的碱度也用pH表示，含Na2CO3、Na2HCO3的土壤的pH值一般大于8.5。含CaCO3的石灰性土壤pH值约在7.0—8.5之间。三、土壤的功能1、具有提供和协调植物生长所需的营养条件和环境条件的能力；2、具有同化和代谢外界输入物质的能力。第二节土壤环境污染土壤污染特征二、土壤污染源及污染物工业污染源：废水、废气、废渣。农业污染源：农药、化肥、地膜。生活污染源：塑料、生活垃圾、建筑垃圾。生物污染源：动物排泄物、动植物遗体等。大气沉降物：SO2、NOx等。有机物及农药通常造成土壤污染的有机物主要是酚、油类、多氯联苯、苯并芘等。农药主要是有机氯类（六六六、DDT、艾氏剂、狄氏剂等）；有机磷类（马拉硫磷、对硫磷、敌敌畏）；氨基甲酸酯类（杀虫剂、除草剂）；苯氧羧酸类（2，4-D、2，4，5-T等除草剂）重金属污染物主要有汞、镉、铅、铬、铜、锌、镍、砷等。污染途径主要有污水灌溉、污泥肥料、废渣堆放、大气降尘等。三、土壤污染的发生类型污染来源：被污染的大气，污染物通过降水或沉降落入土壤表层污染分布特点：以大气污染源为中心呈环状或带状分布，长轴沿主风向伸长。影响因素：污染物种类、性质、排放量、排放形式、风力大小污染物来源：农业施用的化肥、农药影响因素：污染程度与农药、化肥的数量、种类、利用方式和耕作制度有关。污染物来源：生活污水（人畜的粪便），医院污水第三节重金属对土壤的污染土壤污染物最突出而又很难降解的有两大类，一是重金属(heavymetal)，二是有机合成农药。土壤重金属污染物(heavymetalpollutant)主要有铅、铬、镉、砷、汞等。它们在土壤中的活性小，易于积累，土壤一旦被其污染则极难消除。其中镉和砷是极毒的；汞、铅、镍是中等毒性；硼、铜、锰、锌的毒性较低。土壤中的重金属来源主要是“三废”的排放所致。第四节化学农药对土壤的污染1.使用农药带来的益处保证了农业的增产防治林业病虫害，保证自然林和人工林的健康发展，尤其是保证了经济林的增产增收；对牧业病虫害的防治起到了一定作用；在农产品和种子的保存方面起了重要作用。2.使用农药带来的不良影响破坏了自然界的生态平衡有机氯农药在杀死害虫的同时，对害虫的“天敌”及传粉的益虫益鸟也有伤害作用；长期使用同类型农药，使害虫产生了抗药性，导致农药量越来越大，成本越来越高；农药在土壤中残留，使土壤环境遭受污染；农药可通过农业退水扩散，对水体造成污染；农药可在农产品中残留，进入食物链影响人体健康据报道，在我国的一些地区，滥用农药已到了相当严重的地步。目前，我国农药污染面积已达1.36亿亩，仅1995-1996年间，就发生农药危害事件2000多起，经济损失近5亿元。黄淮海部分地区的猪肉、鸡蛋、鱼肉中农药残留检出率高达100%。1、有机氯农药代表：DDT六六六艾氏剂狄氏剂我国于1985年全部禁止生产和使用。常用的除草剂有2，4-D（2，4二氯苯氧基醋酸）和2，4，5-T（2，4，5-三氯苯氧基醋酸）及其脂类，它们能除灭许多阔叶草，但对许多狭叶草