环境学教学内容
第一部分第一部分 绪 论绪 论((第第11章章))
第二部分第二部分 环境与环境污染问题环境与环境污染问题((第第22章章--第第55章章))
第三部分第三部分 全球环境问题全球环境问题((第第66章章))
第四部分第四部分 环境问题原由剖析环境问题原由剖析((第第77章章))
第五部分第五部分 解决环境问题的环境科学技术解决环境问题的环境科学技术((第第88
章章))
Content of DiscussionContent of Discussion
第一章 绪 论
环境概述环境概述
环境问题的由来及发展环境问题的由来及发展
环境科学的产生及学科体系环境科学的产生及学科体系
环境科学的研究对象、性质和任务环境科学的研究对象、性质和任务
环境学的教学内容及要求环境学的教学内容及要求
summarize
第一节 环境概述
1．环境的概念
2．环境的组成要素和分类
3．环境的结构
一、环境的概念一、环境的概念
环境是指以某一事物为环境是指以某一事物为
中心而存在于周围的事中心而存在于周围的事
物。在环境科学中，指物。在环境科学中，指
的是以人类为主体的外的是以人类为主体的外
部世界。部世界。
《中华人民共和国环境《中华人民共和国环境
保护法》明确指出，保护法》明确指出，““
本法所称环境是指：大本法所称环境是指：大
气、水、土地、矿藏、气、水、土地、矿藏、
森林、草原、野生动物、森林、草原、野生动物、
野生植物、水生生物、野生植物、水生生物、
名胜古迹、风景游览区、名胜古迹、风景游览区、
温泉、疗养区、自然保温泉、疗养区、自然保
护区、生活居住区等。护区、生活居住区等。
””
第一节 环境概述
二、环境的分类和组成
自
然
环
境
工
程
环
境
社
会
环
境
自然现象：太阳地球稳定性、全球要素循环
能量：阳光、引力、地磁力、地热、气温
物质：空气、水、土壤、生物
意识形态
文化风俗
道德观念
经济关系
农 业
建 筑
工 业
交 通
通讯工程
环
境
第一节 环境概述
三、环境的结构
由自然环境、工程环境、社会环境共同组成各由自然环境、工程环境、社会环境共同组成各
级人类生存环境结构单元。它由近及远，由小到级人类生存环境结构单元。它由近及远，由小到
大可分为聚落环境、区域环境、全球环境和星际大可分为聚落环境、区域环境、全球环境和星际
环境环境 。。
环环
境境
结结
构构
聚落环境聚落环境
区区 域域 环环 境境
全全 球球 环环 境境
星星 际际 环环 境境
第一节 环境概述
1.聚落环境
聚落环境是人类群居生活的场所。是人类利用聚落环境是人类群居生活的场所。是人类利用
和改造自然而创造出来的与人类关系最密切、和改造自然而创造出来的与人类关系最密切、
最直接的生存环境。按其性质、功能和规模大最直接的生存环境。按其性质、功能和规模大
小可分为：小可分为：
聚落环境聚落环境
城市环境城市环境
村落环境村落环境
院落环境院落环境
居室环境居室环境
2.区域环境
区域环境是包括人工环境在内的占有一定地域
空间的自然环境
以自然环境为主体的区域环境有森林、草原、
沙漠、冰川、海洋、湖泊、河流、山地、平原
等多种类型
2.区域环境
以人工环境为主体的区域环境有城市、农村、
工业区、旅游区、开发区等多种类型
现实社会中，区域环境往往兼具二者的特点，
是一种结构复杂，功能多样的环境
3.全球环境
又称地球环境。范围包括大气圈中的对流层又称地球环境。范围包括大气圈中的对流层
和平流层的下部、水圈、土壤岩石圈和生物圈。和平流层的下部、水圈、土壤岩石圈和生物圈。
它是人类生活和生物栖息繁衍的场所，是向人类它是人类生活和生物栖息繁衍的场所，是向人类
提供各种资源的场所，也是不断受到人类活动改提供各种资源的场所，也是不断受到人类活动改
造和冲击的空间造和冲击的空间 。
4.宇宙环境
指的是大气层以外的环境。它是人类生存环指的是大气层以外的环境。它是人类生存环
境的最外圈部分，即大气层以外的宇宙空间。这境的最外圈部分，即大气层以外的宇宙空间。这
是人类活动进入大气层以外的空间和地球邻近的是人类活动进入大气层以外的空间和地球邻近的
天体的过程中提出来的概念，也称空间环境天体的过程中提出来的概念，也称空间环境
5.环境的共同性
首先，环境是一个以人类社会为主体的客观物质体系，首先，环境是一个以人类社会为主体的客观物质体系，
对人类社会的生存和发展，它既有依托作用，又有限对人类社会的生存和发展，它既有依托作用，又有限
制作用，因此，有合适与否，或优劣之分。制作用，因此，有合适与否，或优劣之分。
其次，环境是一个有机的整体，不同地区的环境由其其次，环境是一个有机的整体，不同地区的环境由其
若干个独立组成部分（环境要素），以其特定的联系若干个独立组成部分（环境要素），以其特定的联系
方式构成一个完整的系统。方式构成一个完整的系统。
环境还具有明显的区域性、变动性特征。区域性在于环境还具有明显的区域性、变动性特征。区域性在于
各个不同层次或不同空间的地域，其结构方式、组成各个不同层次或不同空间的地域，其结构方式、组成
程度、能量物质流动规模和途径、稳定性程度等都具程度、能量物质流动规模和途径、稳定性程度等都具
有相对的特殊性，从而显示出区域特征。环境的变动有相对的特殊性，从而显示出区域特征。环境的变动
性是指在自然和人类社会行为的共同作用下，环境的性是指在自然和人类社会行为的共同作用下，环境的
内部结构和外在状态始终处于不断变化地过程中。内部结构和外在状态始终处于不断变化地过程中。
第二节第二节 环境问题的由来及发展
一、环境问题
指由于人类活动所引起的环境质量变
化，以及这种变化对人类生产、生活
以至健康和生命造成危害的问题。
第二节第二节 环境问题的由来及发展
二、环境问题的由来及发展（四个阶段）
环境问题萌芽阶段（工业革命以前）环境问题萌芽阶段（工业革命以前）
环境问题恶化阶段（工业革命至环境问题恶化阶段（工业革命至2020世纪世纪5050年年
代）代）
环境问题的第一次高潮（环境问题的第一次高潮（2020世纪世纪5050年代－年代－8080
年代）年代）
环境问题的第二次高潮（环境问题的第二次高潮（2020世纪世纪8080年代后）年代后）
第三节第三节 环境科学的产生及学科体系
一、一、环境科学的产生和发展环境科学的产生和发展
环境工程学环境工程学 －－ 20 20世纪世纪50-7050-70年代末年代末
环境规划学、环境经济学、环境法学环境规划学、环境经济学、环境法学 －－ 20 20世纪世纪7070年代年代
末末-90-90年代初年代初
环境管理学环境管理学 －－ 20 20世纪世纪9090年代初以来年代初以来
表 环境科学思想与方法演变
年 代年 代 认认 识识 解决方法解决方法 原 则原 则 环境分支学环境分支学
科的产生科的产生
50-7050-70年代年代
末末
技术问技术问
题题
治理污染治理污染 谁污染谁谁污染谁
治理治理
环境工程学环境工程学
7070末末-90-90
年代初年代初
经济问经济问
题题
经济刺激经济刺激 外部性成外部性成
本内在化本内在化
环境规划学环境规划学
经济学法学经济学法学
9090年代初年代初
以来以来
发展问发展问
题题
经济发展经济发展
与环境保与环境保
护协调护协调
人与自然人与自然
相沟通相沟通
环境管理学环境管理学
二、环境科学学科体系
环环
境境
科科
学学
环境学环境学
理论环境科学理论环境科学
基础环基础环境学境学
应用环境科学应用环境科学
方法环境科学方法环境科学
环境经济学环境经济学
环境质量评价环境质量评价
环境规划学环境规划学
环境管理学环境管理学
环境工程学环境工程学
环境行为学环境行为学
环境法学环境法学
环境数学环境数学
环境物理学环境物理学
环境化学环境化学
环境地学环境地学
环境生物学环境生物学
环境医学环境医学
环境空气动力环境空气动力
环境信息系统环境信息系统
环境监测环境监测
可持续发展论可持续发展论
生态学生态学
第四节 环境学的研究对象、性质和任务
一、一、环境学的研究对象环境学的研究对象
以以““人类－环境人类－环境””系统为其特定的研究对象系统为其特定的研究对象
研究研究““人类－环境人类－环境””系统的发生和发展、调节和控系统的发生和发展、调节和控
制以及改造和利用的科学制以及改造和利用的科学
探讨人类社会持续发展对环境的影响及其环境质量探讨人类社会持续发展对环境的影响及其环境质量
的变化规律，从而为改善环境，实现可持续发展提的变化规律，从而为改善环境，实现可持续发展提
供科学依据供科学依据
二、二、环境学的性质环境学的性质
为解决环境问题而诞生的一门新兴科学为解决环境问题而诞生的一门新兴科学
多学科到跨学科的庞大科学体系组成的新兴学科多学科到跨学科的庞大科学体系组成的新兴学科
介于自然科学、社会科学和技术科学之间的边缘学介于自然科学、社会科学和技术科学之间的边缘学
科科
现代科学技术向深度、广度进军的标志，是人类认现代科学技术向深度、广度进军的标志，是人类认
识自然、改造自然进一步深化的表现识自然、改造自然进一步深化的表现
探索全球范围内环境演化的规律，了解人类环境变化探索全球范围内环境演化的规律，了解人类环境变化
的过程、环境的基本特性、环境结构和演化机理等，的过程、环境的基本特性、环境结构和演化机理等，
以便应用这些认识使环境质量和生态环境向有利于人以便应用这些认识使环境质量和生态环境向有利于人
类的方向发展，避免对人类不利的变化类的方向发展，避免对人类不利的变化
揭示人类活动同自然环境之间的关系，以便协调社会揭示人类活动同自然环境之间的关系，以便协调社会
经济发展与环境保护的关系，使人类社会和环境协调经济发展与环境保护的关系，使人类社会和环境协调
发展发展
探索环境变化对人类生存的影响，发挥环境科学的社探索环境变化对人类生存的影响，发挥环境科学的社
会功能，探索污染物对人体健康危害的机理及环境毒会功能，探索污染物对人体健康危害的机理及环境毒
理学研究，为人类正常、健康的生活服务理学研究，为人类正常、健康的生活服务
研究区域环境污染和生态破坏综合防治的技术措施和研究区域环境污染和生态破坏综合防治的技术措施和
管理措施管理措施
三、环境学的任务
第五节 环境学的内容及要求
1.环境学的研究内容
环境学的研究内容共八章，重点是第二至环境学的研究内容共八章，重点是第二至
七篇七篇
2.学好环境学的要求
学好环境学的基本要求：学好环境学的基本要求：①①掌握基本概念、掌握基本概念、
基本知识和基本原理。基本知识和基本原理。②②发挥学习的主体作发挥学习的主体作
用，大量阅读参考书，并做好读书笔记。用，大量阅读参考书，并做好读书笔记。③③
上课时积极参与课堂讨论上课时积极参与课堂讨论 ，课外积极参与，课外积极参与
社会实践，提高分析解决问题的能力。社会实践，提高分析解决问题的能力。
The End
&
Thanks
第二部分 环境与环境污染问题
大气环境与污染大气环境与污染
水环境与污染水环境与污染
土壤环境与污染土壤环境与污染
固体废弃物与环境固体废弃物与环境
第二章 大气环境与污染
第一节第一节 大气的组成与结构大气的组成与结构
第二节第二节 大气污染和污染物大气污染和污染物
第三节第三节 大气环境中污染物的迁移转化大气环境中污染物的迁移转化
第四节第四节 大气中污染物的扩散大气中污染物的扩散
第五节第五节 大气污染综合防治与管理大气污染综合防治与管理
第一节 大气的组成与结构
一.大气的组成
大约在100km高度以下气体混
合均匀，称为均匀层，此层以上
称为非均匀层。均匀层中的大气
主要是由干洁大气、水汽、气溶
胶质粒子三部分组成
1.干洁空气
干洁空气的主要成分是氮（干洁空气的主要成分是氮（%%）、氧）、氧
（（%%）和氩（）和氩（%%），合占干洁空气总容），合占干洁空气总容
积的积的％。还有少量的％。还有少量的CO2CO2、、O3O3、、NOxNOx、及、及
其他一些惰性气体。其他一些惰性气体。
大气中的大气中的NN、、OO丰富，对生物有重大意义。大丰富，对生物有重大意义。大
气中气中O3O3和和CO2CO2含量虽然很少，但它们对人类活含量虽然很少，但它们对人类活
动和天气、气候变化有很大影响动和天气、气候变化有很大影响
CO2CO2来源于有机物的燃烧、腐烂以及生物的呼来源于有机物的燃烧、腐烂以及生物的呼
吸、矿泉、地裂隙和火山喷发。所以大气中的吸、矿泉、地裂隙和火山喷发。所以大气中的
CO2CO2也随着时间和空间而变化。由于人类活动也随着时间和空间而变化。由于人类活动
的影响，的影响，CO2CO2含量在急剧增加。在过去含量在急剧增加。在过去104104年年
内由内由190*10-6190*10-6增至增至280*10-6280*10-6，近，近200200年增至年增至
357*10-6357*10-6。。
.水汽水汽
来源于海、湖、江河、沼泽、潮湿地面及植物表面的来源于海、湖、江河、沼泽、潮湿地面及植物表面的
蒸发或蒸腾作用。随时间、空间和条件而有较大变化。蒸发或蒸腾作用。随时间、空间和条件而有较大变化。
一般为低纬一般为低纬>>高纬地区，沿海高纬地区，沿海>>内陆地区，夏季内陆地区，夏季>>冬季。冬季。
按容积计，其变化范围在按容积计，其变化范围在00－－44％之间。在垂直方向水％之间。在垂直方向水
汽含量迅速减少，观测表明在汽含量迅速减少，观测表明在－－2KM2KM高度处空气高度处空气
中水汽含量只有地面附近的中水汽含量只有地面附近的1/21/2，在５，在５5KM5KM高度只有高度只有
地面的地面的1/101/10。。
.气溶胶粒子气溶胶粒子
指悬浮于空气中的液体和固体粒子，包括水滴、冰晶、指悬浮于空气中的液体和固体粒子，包括水滴、冰晶、
悬浮着的固体灰尘微粒、烟粒、微生物、植物的孢子悬浮着的固体灰尘微粒、烟粒、微生物、植物的孢子
花粉以及各种凝结核和带电离子等。它是低层大气的花粉以及各种凝结核和带电离子等。它是低层大气的
重要组成部分，是自然现象和人类活动的产物重要组成部分，是自然现象和人类活动的产物
二.大气的结构
地球大气的总质量估计为地球大气的总质量估计为**1015吨，它在吨，它在
垂直方向的分布是不均匀的，主要集中在大垂直方向的分布是不均匀的，主要集中在大
气圈的底部，其中一半在气圈的底部，其中一半在00－－55公里高度范围公里高度范围
内，内，1010公里以下集中了公里以下集中了75%75%，，3030公里以下集中公里以下集中
了了9090％％ ，大气上界在，大气上界在20002000－－30003000公里之间。公里之间。
根据温度、成分、电荷等物理性质，以及大根据温度、成分、电荷等物理性质，以及大
气的垂直运动状况，可将大气分为五层：对气的垂直运动状况，可将大气分为五层：对
流层、平流层、中间层、暖层（电离层流层、平流层、中间层、暖层（电离层 ）、）、
散逸层（外层）。散逸层（外层）。
大气的结构
对流层
平流层
中间层
热成层
散逸层
散逸层
热层
中间层
平流层
对流层
1.对流层
①①厚度：下界－地面厚度：下界－地面
上界因纬度和季节而异，其平均厚度一般是上界因纬度和季节而异，其平均厚度一般是
低纬低纬17-1817-18公里，中纬公里，中纬10-1210-12公里，高纬公里，高纬8-98-9公公
里，冬季厚度小，夏季厚度大（季节变化中里，冬季厚度小，夏季厚度大（季节变化中
纬度地区最明显）。纬度地区最明显）。
②②特征：特征：AA..对流层中气温随高度增加而降低，对流层中气温随高度增加而降低，
一般为－一般为－℃℃/100m/100m。。
BB..空气对流运动显著，且低纬夏季空气对流运动显著，且低纬夏季
强，高纬冬季弱。强，高纬冬季弱。
.气象要素水平分布不均匀，由于气象要素水平分布不均匀，由于
受地表性质差异影响大，因些温度、湿度的受地表性质差异影响大，因些温度、湿度的
水平分布不均，于是可产生一系列物理过程，水平分布不均，于是可产生一系列物理过程，
形成复杂的天气现象。形成复杂的天气现象。
2.平流层
厚度：对流层顶－厚度：对流层顶－5555公里公里
特点：特点：2525公里以下气温不变或微有上升，公里以下气温不变或微有上升，2525
公里以上升温快到公里以上升温快到5050公里形成一个暖区，至公里形成一个暖区，至
顶达－顶达－30 30 ℃℃ -170 -170 ℃℃((由于由于O3O3作用作用))，，
3.中间层
厚度：厚度：5555公里－公里－80~8580~85公里公里
特点：气温随高度上升而迅速下降，并有强特点：气温随高度上升而迅速下降，并有强
烈的垂直运动，在这一层顶部，气温降到烈的垂直运动，在这一层顶部，气温降到--
830 830 ℃℃以下。以下。
4.暖层（电离层）
厚度：中间层顶－800公里
特点：气温随高度上升而迅速升高，在
300公里处达10000 ℃ 。
5.散逸层（外层）
即800公里以上的大气层。气温随高度
而升高，由于温度高，空气粒子运动速
度很快，又距地球较远，地球引力作用
小，大气质点经常散逸至星际空间。
第二节大气污染和污染物
一.大气污染
1.大气污染的概念：
由于大气中某些气体异常增多，
或者又增加了某些新的成分，从而破
坏其物理、化学和生态平衡体系，危
害人类生活、生产、健康，损害自然
资源及财产、设备的现象。
第二节大气污染和污染物
一.大气污染
2.造成大气污染的因素
造成大气污染的因素，主要是自然因造成大气污染的因素，主要是自然因
素和人为因素，尤其是人为因素，如工业废素和人为因素，尤其是人为因素，如工业废
气、燃烧、汽车尾气和核爆炸等。气、燃烧、汽车尾气和核爆炸等。
二.大气污染源
.工业污染源工业污染源：：
工业生产过程、工业燃料的燃烧工业生产过程、工业燃料的燃烧
.农业污染源：农业污染源：
农业燃料、有机农药农业燃料、有机农药
.生活污染源：生活污染源：
民用炉灶、生活取暖、垃圾焚烧民用炉灶、生活取暖、垃圾焚烧
.交通污染源交通污染源：：
汽车尾气排放汽车尾气排放
第二节大气污染和污染物
工工业业部部门门 企企业业名称名称 向大气排放的向大气排放的污污染物染物
电电 力力 火力火力发电发电厂厂 烟烟尘尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳
治治 金金 钢铁厂钢铁厂
炼焦厂炼焦厂
有色金属有色金属
烟尘、一氧化碳、二氧化碳、氧化铁、粉尘、锰尘烟尘、一氧化碳、二氧化碳、氧化铁、粉尘、锰尘
烟尘、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、酚、苯、萘、烃类烟尘、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、酚、苯、萘、烃类
烟尘（含有各种金属如铅、锌、铜、烟尘（含有各种金属如铅、锌、铜、…………）、二氧化硫、汞）、二氧化硫、汞
化 工化 工 石油化工厂石油化工厂
氮肥厂氮肥厂
磷肥厂磷肥厂
硫酸厂硫酸厂
氯碱厂氯碱厂
化学纤维厂化学纤维厂
农药厂农药厂
冰晶石厂冰晶石厂
合成橡胶厂合成橡胶厂
二氧化碳、硫化氢、氧化物、氮氧化物、氯化物、烃类二氧化碳、硫化氢、氧化物、氮氧化物、氯化物、烃类
烟尘、一氧化碳、氮氧化物、氮、硫酸气溶胶烟尘、一氧化碳、氮氧化物、氮、硫酸气溶胶
烟尘、氟化氢、硫酸气溶胶烟尘、氟化氢、硫酸气溶胶
二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氨、硫酸气溶胶二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氨、硫酸气溶胶
氯气、氯化氢氯气、氯化氢
烟尘、硫化氢、二硫化碳、甲醇、丙酮烟尘、硫化氢、二硫化碳、甲醇、丙酮
甲烷、砷、醇、氯、农药甲烷、砷、醇、氯、农药
氟化氢氟化氢
丁二烯、苯乙烯、乙烯、异丁烯、戌二烯、丙烯、二氯乙烷、丁二烯、苯乙烯、乙烯、异丁烯、戌二烯、丙烯、二氯乙烷、
二氯乙醚、乙硫烷、氯化钾二氯乙醚、乙硫烷、氯化钾
机 械机 械 机械加工机械加工
仪表厂仪表厂
烟尘烟尘
氯、氰化物、铬酸氯、氰化物、铬酸
轻 工轻 工 造纸厂造纸厂
玻璃厂玻璃厂
烟尘、硫酸、硫化氢烟尘、硫酸、硫化氢
烟尘烟尘
建 材建 材 水泥厂水泥厂 烟尘、水泥尘烟尘、水泥尘
表2-2以煤、石油为燃（原）料产生的废气量
污污染源染源 污污 染 物 染 物 一吨燃（原）料一吨燃（原）料产产
生生废废气量气量
（（kgkg））
锅锅 炉 炉
汽 汽 车车
煤 油煤 油
化 工化 工
治 金治 金
矿矿石加工石加工
粉粉尘尘、二氧化硫、一氧化碳、酸、二氧化硫、一氧化碳、酸类类和有机物和有机物
二氧化氮、一氧化碳、酸二氧化氮、一氧化碳、酸类类和有机物和有机物
二氧化硫、硫化二氧化硫、硫化氢氢、氨、一氧化碳、碳化、氨、一氧化碳、碳化氢氢
二氧化硫、氨、一氧化碳、酸、溶二氧化硫、氨、一氧化碳、酸、溶剂剂、有机物、、有机物、
硫化物硫化物
二氧化硫、一氧化碳、氟化物、有机物二氧化硫、一氧化碳、氟化物、有机物
二氧化硫、一氧化碳、氟化物、有机物二氧化硫、一氧化碳、氟化物、有机物
5~15(5~15(燃料燃料))
40~70(40~70(燃料燃料))
20~150(20~150(原料原料))
50~200(50~200(原料原料))
50~200(50~200(原料原料))
100~300(100~300(原料原料))
三.大气污染物
.大气污染物概念大气污染物概念
指由于人类活动或自然过程排入大气的并对环境指由于人类活动或自然过程排入大气的并对环境
或人类产生有害影响的那些物质。或人类产生有害影响的那些物质。
目前已认识到的对环境已产生影响的主要大气污目前已认识到的对环境已产生影响的主要大气污
染物种类相当多，据不完全统计，大约有染物种类相当多，据不完全统计，大约有100100种左右，种左右，
其中对人类环境威胁较大，危害较严重的有颗粒物质、其中对人类环境威胁较大，危害较严重的有颗粒物质、
二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物、硫化二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物、硫化
氢、氟化物及光化学氧化剂等氢、氟化物及光化学氧化剂等
第二节大气污染和污染物
.大气污染物类型大气污染物类型
大大
气气
污污
染染
物物
类类
型型
物理状态物理状态
形成过程形成过程
气体状态污染物气体状态污染物
固体颗粒污染物固体颗粒污染物
一次污染物一次污染物
二次污染物二次污染物
3.主要大气污染物简述
（（11））颗粒污染物颗粒污染物(TSP,PM10)(TSP,PM10)：：
尘粒：＞尘粒：＞75um75um
粉尘：粉尘： 降尘：降尘：10um—75um10um—75um；；
可吸入颗粒可吸入颗粒((飘尘飘尘))：＜：＜10um10um
烟尘：烟尘：< 1um< 1um
煤尘：煤尘：< 75um< 75um
*危害：
①对人体健康的影响
②影响日照时间和地面的能见度，改变局
部地区的小气候条件环境
（2) 气态污染物：
硫氧化物
形式：
可燃性硫：S+O2=SO2
2SO2+O2=2SO3
非可燃性硫：以SO42- 的形式存在，存于灰中
危害：危害：
①对人体的健康的影响
②缩短金属寿命
③在空中可形成酸雨，对大面积森林、水体有
不利影响
①① 单体硫燃烧：单体硫燃烧： SS＋＋O2= SO2O2= SO2
SO2SO2＋＋ O2= SO3 O2= SO3
②② 硫铁矿的燃烧：硫铁矿的燃烧：
4FeS24FeS2＋＋11 O2=2Fe2 O311 O2=2Fe2 O3＋＋8SO28SO2
SO2 SO2＋＋ O2= SO3 O2= SO3
③③硫醇、硫醚等有机硫化物的燃烧：硫醇、硫醚等有机硫化物的燃烧：
CH3CH2CH2CH2SH→H2SCH3CH2CH2CH2SH→H2S＋＋2H22H2＋＋2C2C＋＋C2H4C2H4
分解出的分解出的H2SH2S再氧化为：再氧化为：
2H2S2H2S＋＋3 O2→2SO23 O2→2SO2＋＋2H2O2H2O
氮氧化物
氮氧化物是氮的氧化物的总称。种类很多，包氮氧化物是氮的氧化物的总称。种类很多，包
括括NONO、、NONO22、、NN22OO、、NONO33、、NN22OO44、、NN22OO55等。其等。其
中中NN22OO55是固体。是固体。
大气中除大气中除NONO、、NONO22较稳定外，其他氮氧化物都较稳定外，其他氮氧化物都
不太稳定，故通常所指的氮氧化物，主要是不太稳定，故通常所指的氮氧化物，主要是
NONO和和NONO22的混合物，用的混合物，用NOxNOx表示。表示。
NOX：
产生：
①大气中50%的NOx由人为污染产生；
②来源： 化石燃料的燃烧过程
HNO3及与之有关的生产过程
③由燃料燃烧生成的NOx ，主要是NO
碳的氧化物
碳的氧化物在大气中主要包括碳的氧化物在大气中主要包括COCO22和和CO CO 。。
COCO：：
来源：来源：
人为污染源人为污染源 固定源（锅炉）固定源（锅炉）
移动源（汽车尾气排放）移动源（汽车尾气排放）
自然污染源自然污染源
•• COCO22：：
不属于大气污染物，但其浓度的高低影响大不属于大气污染物，但其浓度的高低影响大
气质量及气候，对温室效应及全球的气候变暖气质量及气候，对温室效应及全球的气候变暖
有直接贡献有直接贡献
碳氢化合物
碳氢化合物是以碳元素（碳氢化合物是以碳元素（CC）和氢元素）和氢元素(H)(H)形成形成
的化合物总称。碳氢化合物种类很多，包括烷的化合物总称。碳氢化合物种类很多，包括烷
烃、烯烃和芳烃等复杂多样的含碳和氢的化合烃、烯烃和芳烃等复杂多样的含碳和氢的化合
物。大气中的碳氢化合物通常是指物。大气中的碳氢化合物通常是指C1~C8C1~C8可挥可挥
发的所有碳氢化合物，又称烃类。发的所有碳氢化合物，又称烃类。
碳氢化合物在大气中以碳氢化合物在大气中以CH4CH4为主约占为主约占80%-85%80%-85%。。
甲烷在大多数光化学反应中是惰性的，是一种甲烷在大多数光化学反应中是惰性的，是一种
无害烃，而人们关心的主要是非甲烷碳氢化合无害烃，而人们关心的主要是非甲烷碳氢化合
物物NMHCNMHC。因此，在大气污染研究中通常把碳。因此，在大气污染研究中通常把碳
氢化合物区分为甲烷和非甲烷两类。氢化合物区分为甲烷和非甲烷两类。
其他化合物
进入大气的污染物是复杂的，除了上述几类外，进入大气的污染物是复杂的，除了上述几类外，
还有重金属类，如铅及铅化合物，镉及镉化合还有重金属类，如铅及铅化合物，镉及镉化合
物，以及其他气体如氟及氟化氢、氯及氯化氢物，以及其他气体如氟及氟化氢、氯及氯化氢
等，对环境和人类健康构成严重威胁等，对环境和人类健康构成严重威胁。。
主要大气污染物的来源(部分)
四.大气污染类型
大气污染类型主要取决于所用能源的性质大气污染类型主要取决于所用能源的性质
和污染物的化学反应特性，但气象条件也起着和污染物的化学反应特性，但气象条件也起着
重要的作用，如光、温度、湿度等。大气污染重要的作用，如光、温度、湿度等。大气污染
可以从不同角度进行类型划分。可以从不同角度进行类型划分。
11．．以污染物的化学性质及它们存在的大气环境以污染物的化学性质及它们存在的大气环境
状况为依据，大气污染类型可分为还原型和氧状况为依据，大气污染类型可分为还原型和氧
化型。化型。
22．．根据燃料性质和大气污染物的组成和反应，根据燃料性质和大气污染物的组成和反应，
可将大气污染划分为以下四种类型：煤炭型、可将大气污染划分为以下四种类型：煤炭型、
石油型、混合型、特殊型。石油型、混合型、特殊型。
第三节 大气环境中污染物的化学转化
一、大气污染物的“化学转化”概念
(1)(1)大气污染的化学转化大气污染的化学转化 : : 包括光化学过程和热化学过包括光化学过程和热化学过
程。程。
(2)(2)大气污染的特点大气污染的特点 ：：
污染物含量低；污染物含量低；
污染物反应速度慢，污染物反应速度慢，
污染物传递距离长，反应系统大，污染物传递距离长，反应系统大，
被污染了的空气组分复杂多变，被污染了的空气组分复杂多变，
常受固定污染源和移动污染源的排放量多少而常受固定污染源和移动污染源的排放量多少而
变动，又受气象条件、阳光照射强弱等因素的变动，又受气象条件、阳光照射强弱等因素的
影响。影响。
二、大气层光化学特性
.大气环境中的污染物能否进行光化学反应，要取大气环境中的污染物能否进行光化学反应，要取
决于两个方面：决于两个方面：
①①污染物本身的性质，在大气层中，必须有能吸污染物本身的性质，在大气层中，必须有能吸
收太阳光，使其发生初期反应的物质，才能在大收太阳光，使其发生初期反应的物质，才能在大
气中引起光化学反应。气中引起光化学反应。
②②具备一定波长的光，一般可可见光或紫外光。具备一定波长的光，一般可可见光或紫外光。
表2-4 化合物的吸光性质（波长300nm～700nm区域）
吸光物质吸光物质 非吸光物质非吸光物质
氧（氧（OO22））
臭氧（臭氧（OO33））
二氧化氮二氧化氮
二氧化硫二氧化硫
醛类化合物醛类化合物
酮类化合物酮类化合物
过氧化物过氧化物
硝基化合物硝基化合物
硝酸与烷基硝酸硝酸与烷基硝酸
亚硝酸和烷基亚硝酸亚硝酸和烷基亚硝酸
酰基氮化物、酰基过氮化物酰基氮化物、酰基过氮化物
氮氮
水蒸汽水蒸汽
一氧化碳一氧化碳
二氧化碳二氧化碳
一氧化氮一氧化氮
三氧化硫和硫酸三氧化硫和硫酸
烃类化合物烃类化合物
醇类化合物醇类化合物
有机酸类化合物有机酸类化合物
. 原子、分子、自由基或离子吸收光子的反应原子、分子、自由基或离子吸收光子的反应
物质物质AA接受光子接受光子hυhυ，则被激发成，则被激发成A*:A*:
A A＋＋hυ→A*hυ→A*
AA为基态分子；为基态分子；A*A*为激发态分子；为激发态分子；
一定的分子或原子只能吸收一定能量的光子，吸收光一定的分子或原子只能吸收一定能量的光子，吸收光
能以后的激发态分子是不稳定的，可立即发生如下某能以后的激发态分子是不稳定的，可立即发生如下某
种变化：种变化：
发生离解 发生离解 A*→B1A*→B1＋＋B2B2
直接与其它物质发生反应：直接与其它物质发生反应：
A* A*＋＋B→C1B→C1＋＋C2C2
发生荧光回到基态：发生荧光回到基态：
A*→A A*→A＋＋hυhυ
通过碰撞消耗活化能又回到基态：通过碰撞消耗活化能又回到基态：
A* A*＋＋M→AM→A＋＋MM
式中式中MM为吸收能量分子为吸收能量分子,B1,B1、、B2B2、、C1C1、、C2C2为反应产物为反应产物
三、硫酸烟雾
二氧化硫可氧化成硫酸雾或硫酸盐气溶二氧化硫可氧化成硫酸雾或硫酸盐气溶
胶，是环境酸化的重要前驱物。在污染大气胶，是环境酸化的重要前驱物。在污染大气
中，通过复杂的物理过程和化学反应形成烟中，通过复杂的物理过程和化学反应形成烟
雾，烟雾是固液混合态气溶胶。雾，烟雾是固液混合态气溶胶。
.二氧化硫氧化作用二氧化硫氧化作用
二氧化硫在大气中发生氧化作用，有两个二氧化硫在大气中发生氧化作用，有两个
途径：触媒氧化作用和光氧化作用。途径：触媒氧化作用和光氧化作用。
（（11））二氧化硫的触媒氧化作用二氧化硫的触媒氧化作用
首先二氧化硫溶解在水滴中：首先二氧化硫溶解在水滴中：
SOSO22＋＋HH22O→HO→H＋＋＋＋HSOHSO33－－
其次在铁、锰的硫酸盐和氧化物的触媒下，亚硫酸其次在铁、锰的硫酸盐和氧化物的触媒下，亚硫酸
氧化为硫酸：氧化为硫酸：
2HSO2HSO33－－＋＋2H2H＋＋＋＋OO22 2H 2H22SOSO44
上边两式合并，则为上边两式合并，则为
2SO 2SO22＋＋2H2H22O O ＋＋OO22 2H 2H22SOSO44
（2）二氧化硫的光氧化作用
二氧化硫在大气中有两个大于二氧化硫在大气中有两个大于290nm290nm的吸收光谱，的吸收光谱，
一个在一个在290nm290nm处，一个在处，一个在380nm380nm处，当处，当SO2SO2在大在大
气中吸收不同光波时，可形成不同激发态的气中吸收不同光波时，可形成不同激发态的SO2SO2
，，SO2SO2在可见光作用下，可吸收光量子，形成激在可见光作用下，可吸收光量子，形成激
发态发态SO2SO2，然后与氧分子化合形成，然后与氧分子化合形成SO3,SO3,后者再与后者再与
水结合形成硫酸。 水结合形成硫酸。
当被污染了的大气中有碳氢化合物、氮氧化合物当被污染了的大气中有碳氢化合物、氮氧化合物
等物质存在时，等物质存在时，SO2SO2的光氧化速率大大超过在洁的光氧化速率大大超过在洁
净空气中的光化学反应速率，可超过数净空气中的光化学反应速率，可超过数1010倍以上。倍以上。
由由SO3SO3进一步形成硫酸及硫酸盐气溶胶进一步形成硫酸及硫酸盐气溶胶
2.硫酸气溶胶形成过程
(1)(1)物理过程物理过程
气体气体 极小微粒极小微粒 小微粒小微粒
（（~μ~μm）） (~μm)(~μm)
(2)(2)化学过程化学过程
在硫酸气溶胶中含有大量的硫酸盐，其中以硫酸铵为在硫酸气溶胶中含有大量的硫酸盐，其中以硫酸铵为
主。在微粒上吸附氨（主。在微粒上吸附氨（NH3NH3）和）和SO2SO2与水气和与水气和O2O2等，会发等，会发
生如下反应：生如下反应：
NH3 NH3（气）＋（气）＋SO2→NH3•SO2(SO2→NH3•SO2(气气)→NH3•SO2()→NH3•SO2(固、黄色固、黄色
))
NH3•SO2( NH3•SO2(气气) ) ＋＋NH3→NH3→（（NH3NH3））2•SO2(2•SO2(固、白色固、白色))
（（NH3NH3））2•SO2(2•SO2(固固) ) ＋＋O2→NH4•SO3•NH2(O2→NH4•SO3•NH2(固固))
NH4•SO3•NH2( NH4•SO3•NH2(固固) ) ＋＋H2O(H2O(气气)→)→（（NH3NH3））2SO4(2SO4(固固))
硫酸气溶胶形成过程中，如遇大气中有机化合物，硫酸与硫酸气溶胶形成过程中，如遇大气中有机化合物，硫酸与
有机化合物作用，可形成有机硫微粒，如有机化合物作用，可形成有机硫微粒，如
（（C3H4S2O3C3H4S2O3））3n3n和（和（C5H8SOC5H8SO））nn等。等。
四、光化学烟雾
1.光化学反应
光化学反应主要有三个过程：光化学反应主要有三个过程：
（1）臭氧生成
光化学烟雾的形成过程，是从二氧化氮光化学烟雾的形成过程，是从二氧化氮
起动的，首先将起动的，首先将N-ON-O键断裂，新生成氧原子，键断裂，新生成氧原子，
其反应式是：其反应式是：
NO2 NONO2 NO＋＋[O][O]
O2 O2＋＋[O]→O3[O]→O3
O3 O3＋＋NO→NO2 NO→NO2 ＋＋O2O2
•• 这样使上述一系列反应形成这样使上述一系列反应形成““封闭封闭””循环。循环。
（2）碳氢化合物氧化，自由基OH基等形成
自由基形成是光化学反应中的重要过程。它的形自由基形成是光化学反应中的重要过程。它的形
成过程中，一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物都有重成过程中，一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物都有重
要作用。要作用。
①①一氧化碳在光化学反应中的作用一氧化碳在光化学反应中的作用
亚硝酸是由氮氧化物相互作用而成：亚硝酸是由氮氧化物相互作用而成：
NO NO＋＋NO2 NO2 ＋＋H2O→2 H NO2 H2O→2 H NO2
H NO2 NO H NO2 NO＋＋OHOH
COCO与羟基自由基反应，引起系列反应：与羟基自由基反应，引起系列反应：
COCO＋＋OH→CO2OH→CO2＋＋HH
H H＋＋O2→HO2O2→HO2
HO2 HO2＋＋NO OHNO OH＋＋NO2NO2
HO2 HO2＋＋HO2 H2O2HO2 H2O2＋＋O2O2
H2O2 2OH H2O2 2OH
②②碳氢化合物在光化学反应中的作用碳氢化合物在光化学反应中的作用
.碳碳氢化合物在污染空气中的氧化氢化合物在污染空气中的氧化
碳氢化合物与〔碳氢化合物与〔OO〕的氧化反应〕的氧化反应
碳氢化合物与羟基的氧化反应碳氢化合物与羟基的氧化反应
CH3CHCH3CH＝＝CH2CH2＋＋OH• CH3CHCH2OHOH• CH3CHCH2OH或或CH3CHOHCH2CH3CHOHCH2
碳氢化合物与臭氧的氧化反应碳氢化合物与臭氧的氧化反应：：
O3O3＋＋R1R2CR1R2C＝＝CR3R4 R1R2CCR3R4 R1R2C＝＝OO＋＋R2R4COOR2R4COO
.自由基的反应自由基的反应
与与O2O2反应，生成醛类：反应，生成醛类：RO•RO•＋＋O2→R′CHOO2→R′CHO＋＋HO2HO2
与与NONO反应，生成烷基亚硝酸酯：反应，生成烷基亚硝酸酯：RO•RO•＋＋NO→RONONO→RONO
与与NO2NO2反应，生成过氧乙酰硝酸酯：反应，生成过氧乙酰硝酸酯：ROO•ROO•＋＋NO2→RNO2NO2→RNO2＋＋O2O2
ROONO2 ROONO2
RCOO2• RCOO2•＋＋NO2→RCOO2NO2(PAN)NO2→RCOO2NO2(PAN)
自由基复合反应：自由基复合反应：
ROO• ROO•＋＋ROO•→R′CHOROO•→R′CHO＋＋R′′CH2OHR′′CH2OH＋＋O2O2
ROOR ROOR＋＋O2O2
2.光化学烟雾的形成
光化学烟雾的形成，在某种程度上与交通流量随时间光化学烟雾的形成，在某种程度上与交通流量随时间
变化有关变化有关 。。
纬度的高低，季节变化，日变化都影响光化学烟雾的纬度的高低，季节变化，日变化都影响光化学烟雾的
形成。形成。
光化学烟雾形成和大气中光化学烟雾形成和大气中NO2NO2、、COCO、碳氢化合物等污、碳氢化合物等污
染物存在分不开，所以，在以石油为动力燃料的工厂、染物存在分不开，所以，在以石油为动力燃料的工厂、
汽车排气等污染源的存在是光化学烟雾形成的前提条汽车排气等污染源的存在是光化学烟雾形成的前提条
件件 。。
第四节大气中污染物的扩散
一、一、影响大气污染的气象因素影响大气污染的气象因素
.风和湍流风和湍流
.温度层结温度层结
（（11））气温的垂直分布气温的垂直分布
（（22））逆温：根据逆温层发生的原因可分为辐射逆逆温：根据逆温层发生的原因可分为辐射逆
温、湍流逆温、沉降逆温，锋面逆温和地形逆温等温、湍流逆温、沉降逆温，锋面逆温和地形逆温等
（（33））大气稳定度大气稳定度
①①概念概念
②②气温垂直干绝热递减率气温垂直干绝热递减率
③③大气稳定的判据大气稳定的判据
（（44））大气稳定度与大气污染大气稳定度与大气污染
.云、雾、天气形势云、雾、天气形势
.空气污染空气污染““事故日事故日””与污染指数与污染指数
二、大气污染对气候的影响
1.大气中二氧化碳的增加与全球气候变暖
2.臭氧层的破坏
3.酸沉降问题
三、大气污染与人体健康
大气中有害物质主要通过三个途径侵入人体：大气中有害物质主要通过三个途径侵入人体：
①①通过人的直接呼吸而进入人体通过人的直接呼吸而进入人体;;
②②附着在食物或溶于水，随饮水、饮食而侵入人体附着在食物或溶于水，随饮水、饮食而侵入人体;;
③③通过接触或刺激皮肤而进入到人体，尤其是脂溶通过接触或刺激皮肤而进入到人体，尤其是脂溶
性物质更易从完整的皮肤渗入人体。性物质更易从完整的皮肤渗入人体。
其中通过呼吸而侵入人体是主要的途径，危其中通过呼吸而侵入人体是主要的途径，危
害也最大。大气污染对人体的影响，首先是感觉害也最大。大气污染对人体的影响，首先是感觉
上受到影响，随后在生理上显示出可逆性反应，上受到影响，随后在生理上显示出可逆性反应，
再进一步就出现急性危害的症状。大气污染对人再进一步就出现急性危害的症状。大气污染对人
的危害大致可分为急性中毒、慢性中毒、致癌三的危害大致可分为急性中毒、慢性中毒、致癌三
种。种。
第五节 大气污染综合防治与管理
一一、我国大气污染的基本情况、我国大气污染的基本情况
二二、大气污染综合防治与管理对策、大气污染综合防治与管理对策
11．．合理利用环境自净能力，保护大气环境合理利用环境自净能力，保护大气环境
. 大气污染控制技术大气污染控制技术
3. 3. 主要气体污染物的治理技术主要气体污染物的治理技术
4. 4. 加强大气环境管理加强大气环境管理
一、一、我国大气污染基本情况
11．．我国大气污染的特点：我国大气污染的特点：
（（11））以粉尘和二氧化硫为代表的煤烟型污染以粉尘和二氧化硫为代表的煤烟型污染
（（22））大气污染程度有明显的空间和时间上的差大气污染程度有明显的空间和时间上的差
异。在空间上，总的说来，北方重于南方异。在空间上，总的说来，北方重于南方
城市；冬季重于夏季。但酸雨现象，南方城市；冬季重于夏季。但酸雨现象，南方
重于北方重于北方 。。
（（33））大气污染对社会经济生活的影响越来越大大气污染对社会经济生活的影响越来越大
20042004年，二氧化硫排放量为年，二氧化硫排放量为万吨，其中工业排放量为万吨，其中工业排放量为万万
吨，生活排放量为吨，生活排放量为万吨；烟尘排放量为万吨；烟尘排放量为万吨，其中工业万吨，其中工业
排放量为排放量为万吨，生活排放量为万吨，生活排放量为万吨；工业粉尘排放量为万吨；工业粉尘排放量为
万吨。万吨。
今年第五号台风海棠登陆福建,福建沿海灾情严
重,据统计直接经济损失达26亿3300多万元
资料来源：资料来源：Smog Alert, Derek Elsom 1996Smog Alert, Derek Elsom 1996
2．我国大气污染严重的原因
（1）直接燃煤是我国大气污染严重的根本原因。
（2）能源浪费严重，燃烧方式落后，加重了大气
污染
（3）城市和交通沿线，由于车流通量大，道路设
施不足， 形成交通阻塞，也加重了大气污染。
（4）城市布局不合理，人口密度过大，工厂集中
等都对大气污染产生重要影响。
（5）生态环境的恶化, 使大气污染状况复杂化
（见图3）
（一）合理利用环境自净能力，保护大气环境
.搞好总体规划，合理布局工业搞好总体规划，合理布局工业
（（11））搞好城市规划，完善基础设施建设搞好城市规划，完善基础设施建设
（（22））调整工业结构，合理布局工业调整工业结构，合理布局工业
.做好大气环境规划，科学利用大气环境容量做好大气环境规划，科学利用大气环境容量
.选择有利污染物扩散的排放方式选择有利污染物扩散的排放方式
.发展绿色植物，增加自净能力发展绿色植物，增加自净能力
二、大气污染综合防治与管理对策
（二）大气污染控制技术
.改善能源结构，推广新能源和清洁能源改善能源结构，推广新能源和清洁能源
如实行用煤向石油的转换如实行用煤向石油的转换;;在我国南方大力发展水在我国南方大力发展水
力应成为选优战略力应成为选优战略;;在有机废物来源丰富的广大农村，在有机废物来源丰富的广大农村，
应大力推广生物能源－沼气的使用应大力推广生物能源－沼气的使用;;开发利用太阳能、开发利用太阳能、
风能、地热能等清洁能源风能、地热能等清洁能源;;研究氢能和高效率的光电研究氢能和高效率的光电
转换技术转换技术。
.集中供热，发展城市煤气集中供热，发展城市煤气
.开发节能技术，提高能源利用率开发节能技术，提高能源利用率
（三）加强大气环境管理
大气环境管理运用法律、行政、经济、技术、大气环境管理运用法律、行政、经济、技术、
教育等手段，通过全面规划，从宏观上、战略教育等手段，通过全面规划，从宏观上、战略
上、总体上研究解决大气污染问题。上、总体上研究解决大气污染问题。
法律手段是环境管理中的一种重要手段，是以法律手段是环境管理中的一种重要手段，是以
规范性、强制性、稳定性和指导性的方式管理规范性、强制性、稳定性和指导性的方式管理
环境。为此我国人大、国务院和各地方、各部环境。为此我国人大、国务院和各地方、各部
门结合国情、区情和部门的具体情况制定和颁门结合国情、区情和部门的具体情况制定和颁
布了一系列环境保护的法律、条例和法规。颁布了一系列环境保护的法律、条例和法规。颁
布了环境空气质量标准，大气污染综合排放标布了环境空气质量标准，大气污染综合排放标
准准,,工业锅炉烟尘排放标准，汽车尾气排放标工业锅炉烟尘排放标准，汽车尾气排放标
准。准。
各项污染物的浓度限制（各项污染物的浓度限制（11）（《环境空气质量标准》）（《环境空气质量标准》GB3095-1996GB3095-1996））
污染物污染物 取值时取值时
间间
浓度限值浓度限值 浓度限浓度限
值值一级标准一级标准 二级标准二级标准 三级标准三级标准
SOSO22 年平均年平均
mg/m mg/m33标标
准准 状态状态
日平均日平均
1h1h平均平均
TSPTSP 年平均年平均
日平均日平均
PM10PM10 年平均年平均
日平均日平均
NONOXX 年平均年平均
日平均日平均
1h1h平均平均
各项污染物的浓度限制（各项污染物的浓度限制（22）（《环境空气质量标准》）（《环境空气质量标准》GB3095-1996GB3095-1996））
污染物名污染物名
称称
取值时间取值时间 浓度限值浓度限值 浓度单位浓度单位
一级标准一级标准 二级标准二级标准 三级标准三级标准
NO NO22
年平均年平均
mg/m mg/m33
日平均日平均
１小时平均１小时平均
CO CO
日平均日平均
１小时平均１小时平均
O O33 １小时平均１小时平均
Pb Pb
季平均季平均 μμg/mg/m33
年平均年平均
BaP BaP 日平均日平均
氟化物氟化物
( (以以FF计计))
日平均日平均 77①①
mg/m mg/
小时平均小时平均 20 20 ①①
月平均月平均 ②② ③③
植物生长平均植物生长平均 ②② ③③
（四）主要气体污染物的治理技术
.烟尘治理技术：烟尘治理技术：
从气体中除去或收集这些固态或液态粒子的设备，称为从气体中除去或收集这些固态或液态粒子的设备，称为
除尘（集尘）装置，有时也叫除尘（集尘）器除尘（集尘）装置，有时也叫除尘（集尘）器 。。
除尘装置的类型除尘装置的类型 ：：
干式除尘装置
湿式除尘装置
惯性力除尘装置
重力除尘装置
声波除尘装置
洗涤式除尘装置
电除尘装置
过滤式除尘装置
离心力除尘装置
除除
尘尘
装装
置置
的的
类类
型型
采
用
润
湿
剂
粒
子
分
离
原
理
2.从排烟中去除SO2的技术--湿法排烟脱硫：
（（11））氨法：用氨水（氨法：用氨水（）为吸收剂吸收烟气中的）为吸收剂吸收烟气中的
SO2SO2。。
（（22））钠法：此法是用氢氧化钠、钠法：此法是用氢氧化钠、 碳酸钠或亚硫酸钠水溶碳酸钠或亚硫酸钠水溶
液为吸收剂收烟气中的液为吸收剂收烟气中的SO2SO2。。
（（33））钙法：用石灰石、生石灰钙法：用石灰石、生石灰[Ca[Ca（（OHOH））2]2]的乳浊液为的乳浊液为
吸收剂吸收烟气中的吸收剂吸收烟气中的SO2SO2。。 回收大量石膏可作建筑材回收大量石膏可作建筑材
料，因此被国内外广泛采用。料，因此被国内外广泛采用。
（（44））镁法：镁法：
①①基里洛法用基里洛法用MgMgxxMnOMnOyy为吸收剂吸收烟气中的为吸收剂吸收烟气中的SO2SO2。。
②②凯米克法又称氧化镁法。用串联两个文丘里洗涤器凯米克法又称氧化镁法。用串联两个文丘里洗涤器
除去烟气中微小的尘粒，并用除去烟气中微小的尘粒，并用MgOMgO溶液吸收烟气中的溶液吸收烟气中的
SO2SO2。吸收过程中生成的。吸收过程中生成的和和
的晶体与焦碳一起在的晶体与焦碳一起在10001000℃℃下加热分解得到下加热分解得到SO2SO2和和
MgOMgO。再生的。再生的MgOMgO可重新作吸收剂。可重新作吸收剂。
(5)(5) 接触氧化法接触氧化法
3.从排烟中去除NOx的技术
(1)(1)非选择性催化还原法：非选择性催化还原法： 该法是应用铂作为催化剂，以该法是应用铂作为催化剂，以
氢或甲烷等还原性气体作为还原剂，将烟气中的氢或甲烷等还原性气体作为还原剂，将烟气中的NONOxx
还原成还原成N2N2。。
(2)(2)选择性催化还原法：选择性催化还原法： 该法是以贵金属铂或铜、铬、铁、该法是以贵金属铂或铜、铬、铁、
钒、钼、钴、镍等的氧化物（以铝钒土为载体）为催钒、钼、钴、镍等的氧化物（以铝钒土为载体）为催
化剂，以氨、硫化氢、氯化剂，以氨、硫化氢、氯--氨及一氧化碳等为还原剂，氨及一氧化碳等为还原剂，
选择出最适宜的温度范围进行脱氮反应。选择出最适宜的温度范围进行脱氮反应。
(3)(3)吸收法：吸收法： 按所使用的吸收剂分为碱液吸收法、熔融盐按所使用的吸收剂分为碱液吸收法、熔融盐
吸收法、硫酸吸收法及氢氧化镁吸收法等。吸收法、硫酸吸收法及氢氧化镁吸收法等。
4.氟化物的治理
（（11））湿法净化含氟化物烟气：湿法净化含氟化物烟气： 地面排烟净化系统是用水或氢氧地面排烟净化系统是用水或氢氧
化钠水溶液为吸收剂吸收烟气中的氟化物。如以氢氧化钠溶液化钠水溶液为吸收剂吸收烟气中的氟化物。如以氢氧化钠溶液
为吸收剂，在吸收氟化物的溶液中再加入偏铝酸钠为吸收剂，在吸收氟化物的溶液中再加入偏铝酸钠
（（NaAlO2NaAlO2）可回收冰晶石（）可回收冰晶石（Na3AlF6Na3AlF6）。若以水为吸收剂，在）。若以水为吸收剂，在
吸收氟化物的水溶液中加入氧化铝可回收氟铝酸；如加碱可回吸收氟化物的水溶液中加入氧化铝可回收氟铝酸；如加碱可回
收冰晶石。收冰晶石。
（（22））干法净化含氟化物烟气：干法净化含氟化物烟气： 主要是应用固态氧化铝为吸收主要是应用固态氧化铝为吸收
剂，吸附后的含氟化物的氧化铝可作炼铝的原料。干法净化多剂，吸附后的含氟化物的氧化铝可作炼铝的原料。干法净化多
用于地面排烟系统，也应用于用磷矿石生产磷、磷酸、磷肥等用于地面排烟系统，也应用于用磷矿石生产磷、磷酸、磷肥等
的过程所发生的氟化物治理。干法的去除效率达的过程所发生的氟化物治理。干法的去除效率达98%98%以上。以上。
第三章 水环境与污染
第一节 水环境概述
第二节 水体污染源与污染物
第三节 污染物在水环境中的迁移转化
第四节 水体污染的控制
第一节 水环境概述
一、一、水环境的概念水环境的概念::
1. 1.水环境一般是指河流、湖泊、沼泽、水库、水环境一般是指河流、湖泊、沼泽、水库、
地下水、冰川、海洋等地表贮水体中的水本地下水、冰川、海洋等地表贮水体中的水本
身及水体中的悬浮物、溶解物质、底泥，甚身及水体中的悬浮物、溶解物质、底泥，甚
至还包括水生生物等至还包括水生生物等
2. 2.在环境污染的研究中，将水与水环境在环境污染的研究中，将水与水环境((水体水体
))加以区别是十分重要的加以区别是十分重要的 。。
二、水资源及其特性
1.水资源的概念:在现有的经济技术条件下
能被人类利用并产生价值的那一部分水体。
2.地球上天然水资源的分布
地球上水的总量——14亿km3
地球上水的分配比（地球上水的分配比（%%））
3.水资源与其他自然资源相比,具有一
些明显的特点:
①维护生态平衡和环境的基本要素
②利用上的多用性
③经济上的两重性
④补给上的循环性
⑤时空分配上的可变性
三、我国水资源的特点
1.我国水资源储量：
2.水资源的主要问题
●●我国水资源人均和亩均水量少；
●水资源在地区分布上很不均匀，水土资
源组合不平衡
●水量年内及年际变化大，水旱灾害频繁
●水土流失严重，许多河流含沙量大；
●我国水资源开发利用各地很不均衡
3.水危机产生的原因
1)自然条件的影响：
●淡水在地球上分布不均
●气候变化的影响
2)城市与工业区集中发展
●世界人口趋向于集中在地球较小部分的
城镇和城市：
%人口集中于占的土地面积的城
镇
●城市及其周围大量建设工业区，集中用
水量很大，超过当地水资源的供水能力
四、水体污染与水体自净
1.天然水的化学性质及水体污染
(1)天然水的物质组成
①溶解气体：进一步划分为主要气体和微
量气体
②溶解性物质：再细分为主要离子、生物
生成物、微量元素
③胶体物质：又分为无机胶体和有机胶体
④悬浮物质 ：根据物质性质分细菌/藻类
及原生动物、泥沙、粘土和其他不溶物
质.
(2) 环境中水体的水质特征
①① 大气降水的水质特征大气降水的水质特征
②② 地表水的水质特征地表水的水质特征
A. A. 河水的水质特征河水的水质特征
B. B.湖泊水的水质特征湖泊水的水质特征
C. C.海水的水质特征海水的水质特征
③③ 地下水的水质特征地下水的水质特征
（3）水体污染
水体因接受过多的污染物质而导致
其物理、化学及生物学特性的改变和水
质的恶化，从而影响水的有效利用，危
害人体健康的现象。
●水污染的危害
危害人体健康
降低农作物的产量与质量
影响渔业生产的产量和质量
制约工业发展的危害
加速生态环境的退化与破坏
造成经济损失
（4）水体自净
水体有消纳一定量污染物质，使自
身质量保持洁净的能力。
水环境容量：一定水体的所能容纳污染
物的最大负荷。可用下表示：
W=V(cs-cb)+c
上式中，W--水环境容量；V--水体体积，
m3；cs--水质标准，mg/L；cb--背景值，
mg/L；c--水体对该污染物的自净能力，g。
第二节 水体污染源与污染物
一、水体污染源一、水体污染源
.点源：点源：指工业污染源和生活污染源。有季节性和指工业污染源和生活污染源。有季节性和
随机性。随机性。
.工业污水工业污水：：量大、面广、含污染物多、成分复杂，量大、面广、含污染物多、成分复杂，
在水中不易净化，处理困难。在水中不易净化，处理困难。
* * 主要特性：主要特性：
SSSS含量高：含量高：3000mg/1(max) pH=2-133000mg/1(max) pH=2-13
需氧量高需氧量高: COD: COD：：400-10000mg/1 BOD: 200-400-10000mg/1 BOD: 200-
5000mg/15000mg/1
有机物一般难于溶解。对微生物起毒害作用有机物一般难于溶解。对微生物起毒害作用
温度较高，排入自然水体会引起热污染温度较高，排入自然水体会引起热污染
易燃：常含有低燃点的挥发性液体易燃：常含有低燃点的挥发性液体，如汽油、苯，如汽油、苯
等等
多种多样有害成分：多种多样有害成分：硫化物、汞、镉、砷等硫化物、汞、镉、砷等
B.生活污水：主要是日常洗涤用水，固体
物质含量小于1%，而且多为无害物质
*主要特性：
SS含量：200-500mg/1
BOD： 210-600mg/1
含磷、氮、硫高，含大量合成洗涤剂，
并含有多种微生物（细菌、病原菌等）
2.面源：农村灌溉用水和污水（造成
农药污染、富营养化等））
第二节 水体污染源与污染物
二、水体污染及分类
1.化学性污染有：酸碱污染，重金属污染，
需氧性有机物污染，营养物质污染和有
有机毒物污染等
2.物理性污染，常见的物理性污染有：
（1）悬浮物污染
（2） 热污染
（3）放射性污染
3.生物性污染：主要指致病及病毒的污染。
如伤寒、霍乱、细菌性痢疾的病原菌等。
三、水体中的主要污染物及其影响
（一）（一） 耗氧污染物的概念及综合指标耗氧污染物的概念及综合指标
（二）（二） 植物营养物质及富营养化植物营养物质及富营养化
（三）（三） 油类物质及危害油类物质及危害
（四）（四） 酚类污染物及危害酚类污染物及危害
（五）（五） 氰化物污染及危害氰化物污染及危害
（六）（六） 重金属污染及危害重金属污染及危害
（一） 耗氧污染物的概念及综合指标
1. 1. 耗氧有机物（需氧污染物）耗氧有机物（需氧污染物）
1 1）定义：）定义：指生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合指生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合
物、蛋白质、脂肪等有机化合物，可在微生物作用下，物、蛋白质、脂肪等有机化合物，可在微生物作用下，
最终分解为简单的无机物：最终分解为简单的无机物：COCO22和和HH22OO。。 分解过程中分解过程中
需要消耗大量的氧需要消耗大量的氧((正常水体含氧量为正常水体含氧量为>4mg/l)>4mg/l)，故称为，故称为
耗氧有机物。耗氧有机物。
22）来源：）来源： 生活污水、牲畜污水以及食品、造纸、制革、生活污水、牲畜污水以及食品、造纸、制革、
石化等工业废水石化等工业废水
33））BOD>10mg/l (BOD>10mg/l (正常为正常为<3mg/l)<3mg/l)
2.需氧有机物的综合指标
(1)(1) 以氧以氧(O(O22))表示的指标表示的指标
. 生生化需氧量化需氧量((简称简称BOD)BOD)
●●定义：在有氧条件下，好氧微生物氧化分解单定义：在有氧条件下，好氧微生物氧化分解单
位体积水中有机物所消耗的游离氧的数量。位体积水中有机物所消耗的游离氧的数量。
（（mg/1mg/1））
●●是一种间接表示水被有机污染物污染程度
的指标。
●●测定条件：测定条件：
＊＊20 20 ，， 0022充足，不搅动充足，不搅动
＊完全氧化一般为＊完全氧化一般为2020天，常用天，常用55天为测定的标天为测定的标
准时间。准时间。
BOD BOD55=70%BOD=70%BOD2020
2.需氧有机物的综合指标
(1)(1) 以氧以氧(O(O22))表示的指标表示的指标
.化学需氧量化学需氧量((简称简称COD)COD)
●●定义：在酸性条件下能够将有机物氧化为定义：在酸性条件下能够将有机物氧化为HH2200和和
C0C022，此时所测出的耗氧量，此时所测出的耗氧量。。
●●特点：测定时间短，不受水质限制。特点：测定时间短，不受水质限制。主要作为主要作为
工业废水的污染指标工业废水的污染指标。
●●CODCOD〉〉BODBOD，，CODCOD与与BODBOD的差值可表示不为微生物的差值可表示不为微生物
降解的有机物降解的有机物。
.总需氧量总需氧量((简称简称TOD)TOD)
2.需氧有机物的综合指标
(2) 以碳表示的指标-总有机碳(简称TOC)
包括水体中所有有机污染物的含碳量。
将水样在高温下燃烧，有机碳即氧化成
CO2,测量所产生的CO2的量，便可求得
水样的总有机碳,单位以碳的mg/l表示。
3.水体中需氧污染物的来源
来自于水体外的需氧污染物来自于水体外的需氧污染物,,主要有下列三种主要有下列三种::
(1)(1)水从土壤、泥炭和其他包含有生物遗体的各种水从土壤、泥炭和其他包含有生物遗体的各种
形成物中溶滤出来的物质。形成物中溶滤出来的物质。
(2)(2)随污水流到水中的需氧污染物包括生活污水、随污水流到水中的需氧污染物包括生活污水、
畜禽污水等畜禽污水等 。。
(3)(3)工业废水包括造纸、制革、酿造、印染、焦化、工业废水包括造纸、制革、酿造、印染、焦化、
石油化工等生产过程中产生的污水注入水体石油化工等生产过程中产生的污水注入水体,,使水使水
中含有各种复杂的有机污染物中含有各种复杂的有机污染物..
排入水体的需氧污染物中排入水体的需氧污染物中,,从排放的量上看从排放的量上看,,生活污生活污
水是需氧污染物的最主要的来源。但畜禽污水及水是需氧污染物的最主要的来源。但畜禽污水及
工业废水的生化需氧量一般比生活污水大数倍到工业废水的生化需氧量一般比生活污水大数倍到
数十倍。数十倍。
4.危害：大量消耗水中的溶解氧
（DO）
水质变化表现为:
水体能见度下降
水体发黑、发臭
有气体从水中冒出
水体表面有浮渣
（二） 植物营养物质及富营养化
.植物营养物质
11）定义：）定义：是指促使水中植物生长，从而加是指促使水中植物生长，从而加 速水速水
体富营养化的各种物质，主要指氮、磷体富营养化的各种物质，主要指氮、磷。。
22）来源）来源：自然源、人为源：自然源、人为源
●●农田施肥农田施肥,,农业废弃物（植物农业废弃物（植物 杆、牲畜粪便等）杆、牲畜粪便等）
● ●城市生活污水城市生活污水
● ●某些工业废水（制革、造纸、肉类加工、炼油）某些工业废水（制革、造纸、肉类加工、炼油）
33）危害：造成）危害：造成水体的营养化水体的营养化（（水体衰老的表现，水体衰老的表现，
多发生在湖泊、水库、海湾内多发生在湖泊、水库、海湾内 的流速相对缓的流速相对缓
慢的地方慢的地方）。）。
（二） 植物营养物质及富营养化
22．．水体富营养化过程及其危害水体富营养化过程及其危害
（（11））水体富营养化概念：水体富营养化概念：
富营养化是指水体在外界条件的影响下，富营养化是指水体在外界条件的影响下，
由于营养盐类不断积聚，引起水体内部物理、由于营养盐类不断积聚，引起水体内部物理、
化学性状不断改变，水生生态系统发生相应化学性状不断改变，水生生态系统发生相应
的演替。并由生物生产力低的状态逐步向生的演替。并由生物生产力低的状态逐步向生
物生产力高的状态过渡的现象。物生产力高的状态过渡的现象。
（二） 植物营养物质及富营养化
22．．水体富营养化过程及其危害水体富营养化过程及其危害
(2)(2)水体富营养化过程水体富营养化过程
湖泊富营养化过程的初始阶段，湖体中湖泊富营养化过程的初始阶段，湖体中
营养盐比较少。溶解氧丰富，生物生产力水营养盐比较少。溶解氧丰富，生物生产力水
平低。湖泊呈现贫营养型特征。随着时间的平低。湖泊呈现贫营养型特征。随着时间的
推移，自外部进入湖中的营养盐类逐渐积聚，推移，自外部进入湖中的营养盐类逐渐积聚，
湖水中营养物质增多，湖泊生物生产能力提湖水中营养物质增多，湖泊生物生产能力提
高，生物量增加。水中溶解氧含量下降，水高，生物量增加。水中溶解氧含量下降，水
色发暗，透明度降低，水生生物种群组成逐色发暗，透明度降低，水生生物种群组成逐
步由适合富营养状态下的种群所代替，湖泊步由适合富营养状态下的种群所代替，湖泊
相应由贫营养型发展为中营养型，进而演变相应由贫营养型发展为中营养型，进而演变
为富营养型。为富营养型。
（二） 植物营养物质及富营养化
22．．水体富营养化过程及其危害水体富营养化过程及其危害
(3)(3) 水体富营养化危害水体富营养化危害
富营养化现象发展到富营养化现象发展到——定阶段，表现为定阶段，表现为
浮游藻类的异常增殖。以蓝绿藻类为主的水浮游藻类的异常增殖。以蓝绿藻类为主的水
藻泛浮水面，严重时形成藻泛浮水面，严重时形成““水花水花““或或““湖靛湖靛
””。在迎风湖岸或湖湾处，糜集水面的藻类。在迎风湖岸或湖湾处，糜集水面的藻类
可成糊状薄膜，湖面呈暗绿色，透明度极低，可成糊状薄膜，湖面呈暗绿色，透明度极低，
可散发出腥臭味。而且还会分泌出大量藻类可散发出腥臭味。而且还会分泌出大量藻类
毒素，抑制鱼类和其它生物的生长，对人畜毒素，抑制鱼类和其它生物的生长，对人畜
造成危害，并严重污染环境。自本世纪造成危害，并严重污染环境。自本世纪5050年年
代以来，湖泊富营养化现象已成为世界范围代以来，湖泊富营养化现象已成为世界范围
内重要的水环境污染问题。内重要的水环境污染问题。
（二） 植物营养物质及富营养化
. 水体富营养化程度与营养元素含量的关系水体富营养化程度与营养元素含量的关系
(1)(1)营养因子营养因子
是指浮游生物等生长所必须的各种营养盐类。是指浮游生物等生长所必须的各种营养盐类。
据测定，每增殖据测定，每增殖1g 1g 藻类，大约消耗藻类，大约消耗磷、磷、氮、氮、
氢、氢、碳、碳、氧以及氧以及MnMn、、FeFe、、CuCu、、
MoMo等各种微量元素。等各种微量元素。
LiebigLiebig最小值定律：最小值定律：藻类的生长会因湖水中某种元素不足藻类的生长会因湖水中某种元素不足
而受到抑制，该规律称为最低量定律，这种元素称而受到抑制，该规律称为最低量定律，这种元素称
为限制性元素。为限制性元素。
在上述元素中，C、H、O三种元素来源
广泛，因此，湖水中N、P的含量与补给
量成为影响藻类繁殖的主要限制性因子。
据计算，每1g N可增殖藻类，每
1gP可增殖78克藻类。
由此可见，水体中N、P含量直接决定藻
类的繁殖速度，因而影响到湖泊富营养
化进程。其中P是最主要的限制性因子。
（（22）环境因子）环境因子
湖水中营养元素的来源与环境有密切关系。通常湖水中营养元素的来源与环境有密切关系。通常
位于山区的湖泊，其位于山区的湖泊，其NN、、PP的补给有限，所以常的补给有限，所以常
处于处于贫营养状态贫营养状态；位于平原上的湖泊，由于水；位于平原上的湖泊，由于水
中营养元素补给丰富，所以常处于中营养元素补给丰富，所以常处于中营养型或中营养型或
富营养型状态富营养型状态。。
在城市或工业区附近的湖泊，由于城市生活污水在城市或工业区附近的湖泊，由于城市生活污水
和工业废水中常含有大量的和工业废水中常含有大量的NN、、PP等营养物质，等营养物质，
以致加快了湖泊富营养化进程。以致加快了湖泊富营养化进程。
（二） 植物营养物质及富营养化
4．成层作用与溶解氧
(1)热成层作用
(2)成层作用与溶解氧
5.富营养化的类型及判别标准
由于影响富营养化现象的因素很复杂，
在不同的生态环境条件下，水体之间富
营养化的程度存在很大差别。
同一水体在不同阶段也可能相差十分悬
殊。
为了研究富营养化演替规律，一般将富
营养化现象分为贫营养型、中营养型及
富营养型三种基本类型。
其间又可细分出几个亚型，如特贫营养
型、贫一中营养型、中一富营养型等。
富富营养营养化化
程度程度
总总磷磷 无机氮无机氮
极极贫贫 <5<5 <200<200
贫贫~~中中 5~105~10 200~400200~400
中中 10~3010~30 350~650350~650
中中~~富富 30~10030~100 500~1500500~1500
富富 >100>100 >1500>1500
表表3-1 3-1 水体中氮水体中氮//磷含量磷含量(mg/m3)(mg/m3)与富营养化程度之间的关系与富营养化程度之间的关系((托马托马
斯斯))
表3-2 水体中氮/磷含量(mg/m3)与富营养化程度之间的关系(坂本)
富富营养营养化化
程度程度
总总磷磷 无机氮无机氮
贫营养贫营养 2~202~20 20~20020~200
中中营养营养 10~3010~30 100~700100~700
富富营养营养 10~9010~90 500~1300500~1300
流流动动水水 2~2302~230 50~110050~1100
表3-3 水体总氮和总磷允许负荷(g/ m3•a)(日本)
平均水平均水
深深
(m)(m)
允允许负许负荷荷 危危险负险负荷荷
总总氮氮 总总磷磷 总总氮氮 总总磷磷
55
1010
5050
100100
150150
200200
（三） 油类物质及危害
.水体中油类污染物的来源水体中油类污染物的来源
（（11））船舶造成的油污染船舶造成的油污染
（（22））工业造成的油污染工业造成的油污染
（（33））海上石油开采造成的油污染海上石油开采造成的油污染
（（44））大气石油烃的沉降大气石油烃的沉降
.油污染的危害油污染的危害
影响水生生物的生长，破坏海滨环境，降影响水生生物的生长，破坏海滨环境，降
低其使用价值，而且会影响局部地区的水文气低其使用价值，而且会影响局部地区的水文气
候条件，降低海洋的自净能力。石油的组成成候条件，降低海洋的自净能力。石油的组成成
分中含有有毒物质，其中沸点在分中含有有毒物质，其中沸点在300300℃℃~400~400℃℃
间的稠环芳烃大多是致癌物，而且生物能富集间的稠环芳烃大多是致癌物，而且生物能富集
这类致癌物质从而降低其价值。石油对鱼类、这类致癌物质从而降低其价值。石油对鱼类、
海兽、底栖动物都有严重的损害。海兽、底栖动物都有严重的损害。
(四)酚类污染物及危害
1.水体中酚的来源
主要来源于工业企业排放的含酚废
水，由于各行业生产的原料、工艺、产
品等不同，其含酚废水的水量、成分、
性质以及污染程度都有较大差别。
(四)酚类污染物及危害
2.酚类化合物在水体中的净化过程
分解速度决定于酚化合物的结构、
起始浓度、微生物条件、温度及曝气条
件因素。在天然水体中的分解可以通过
生化氧化和化学氧化等方式进行，其中
生化氧化是最重要的分解方式。
①酚的挥发作用
②底泥在水体酚自净过程中的作用---“底
泥效应”
(四)酚类污染物及危害
3.酚污染的危害
浓度低时，影响鱼类的回游繁殖，
当浓度为~ mg/L时，鱼肉有酚味，
浓度高时引起鱼类的大量死亡甚至绝迹。
抑制水中微生物的自然生长速度。对鱼
类的致死浓度见表3-4。
含酚溶液含酚溶液
或或废废
水水
对鱼对鱼的的
致死致死
浓浓度度
臭味臭味
感感
觉觉
浓浓
度度
含酚溶液或含酚溶液或废废
水水
对鱼对鱼的致的致
死死浓浓
度度
臭味感臭味感
觉浓觉浓
度度
酚酚
甲酚甲酚
苯二甲酚苯二甲酚
邻邻苯二酚苯二酚
间间苯二酚苯二酚
对对苯二酚苯二酚
ª-ª-萘萘酚酚
5~205~20
10~1510~15
5~105~10
5~155~15
3535
2~42~4
15~2515~25
1010
1~51~5
2020
00
00
酚酚((在在污污水中水中))
氯氯苯酚苯酚
焦油与煤气混焦油与煤气混
合含酚水合含酚水
焦油焦油废废水水
煤气煤气废废水水
酚酚((在在污污染河流染河流
中中))
3~53~5
10~2010~20
3~53~5
55
~~
~~
55
~~0.
11
__
__
表表3-4 3-4 水体中酚及其衍生物浓度对鱼的毒害水体中酚及其衍生物浓度对鱼的毒害(mg/L)(mg/L)
(五)氰化物污染及危害
.水体中氰化物的来源水体中氰化物的来源
主要源于工业企业排放的含氰废水，焦主要源于工业企业排放的含氰废水，焦
炉和高炉的煤气洗涤水中碳与氨或甲烷与氨炉和高炉的煤气洗涤水中碳与氨或甲烷与氨
化合物生成氰化物化合物生成氰化物
.氰化物在水体中的自净作用氰化物在水体中的自净作用
（（11））氰化物的挥发作用氰化物的挥发作用
与溶于水中的与溶于水中的COCO22作用产生作用产生HCNHCN 逸出：逸出：
CNCN– – + CO+ CO22+H+H22O→HCN↑+HCOO→HCN↑+HCO33––
（（22））氰化物的生物化学氧化分解氰化物的生物化学氧化分解
在水中游离氧氧化作用下可形成在水中游离氧氧化作用下可形成NH4+NH4+和和
COCO332-2-
2CN2CN– – + O+ O22→2 CNO→2 CNO––
CNO CNO––+2H+2H22O→NHO→NH44++ CO++ CO332-2-
(五)氰化物污染及危害
3.氰化物污染的危害
■各种氰化物分离出CN-及HCN的难易程度
不同，因而毒性也不相同。
■氰的毒性主要表现在破坏血液，影响运送
氧和氢的机能而致死亡。
■天然水中的含氰废水，对鱼类的生存威胁
较大。
氰氰化物化物浓浓度度(mg/L)(mg/L) 对对水蚤的危害情况水蚤的危害情况
~~
~~
24h~48h24h~48h中毒中毒
72h~120h72h~120h中毒中毒
经经120h120h有有1%1%死亡死亡
无影响无影响
表表3-5 3-5 氰浓度氰浓度(mg/L)(mg/L)对水蚤的危害对水蚤的危害
总之，氰化物是剧毒物质，亦有快速致死作用，总之，氰化物是剧毒物质，亦有快速致死作用，
所以在制定饮用水标准所以在制定饮用水标准//渔业渔业((对氰离子对氰离子))标准时，标准时，
以生态学上不产生有害作用为依据。许多国家规以生态学上不产生有害作用为依据。许多国家规
定饮用水标准是定饮用水标准是 mg/ mg/L，世界卫生组织订出鱼，世界卫生组织订出鱼
的中毒限量为游离氰的中毒限量为游离氰 mg/ mg/L。。
(六) 重金属污染及危害
.重金属的概念重金属的概念
特点：特点：
● ●毒性作用大，易引起人们的注意。毒性作用大，易引起人们的注意。
● ●在水体中不能为微生物降解，只能产生各种形态间在水体中不能为微生物降解，只能产生各种形态间
的相互转化以及分散和富积的相互转化以及分散和富积——在水中进行迁移。在水中进行迁移。
.水体中重金属的来源水体中重金属的来源
（（11））在自然环境的各部分均存在着本底含量，在正常的在自然环境的各部分均存在着本底含量，在正常的
天然水中金属含量均很低天然水中金属含量均很低
（（22））采矿和冶炼是向环境释放重金属的最主要的污染源。采矿和冶炼是向环境释放重金属的最主要的污染源。
通过废水、废气、废渣向环境中排放重金属的工业通过废水、废气、废渣向环境中排放重金属的工业
企业举不胜举，由于人工流动量的不均匀，因而在企业举不胜举，由于人工流动量的不均匀，因而在
局部地区会造成严重的污染后果。局部地区会造成严重的污染后果。
(六) 重金属污染及危害
3.主要的重金属污染物及危害：
●汞[ Hg（Ⅱ ）]
汞的毒性很强，而有机汞化合物的毒性又超过
无机汞。
无机汞化合物如无机汞化合物如HgCl2HgCl2、、HgOHgO等不易溶解，因等不易溶解，因
而不易进入生物组织；有机汞化合物如烷基汞而不易进入生物组织；有机汞化合物如烷基汞
（（CH3HgCH3Hg一、一、C2H5HgC2H5Hg一）、苯基汞一）、苯基汞
（（C6H5HgC6H5Hg一）等，有很强的一）等，有很强的脂溶性脂溶性，易进入，易进入
生物组织生物组织，并有很高的，并有很高的蓄积蓄积作用。作用。
无机汞在水体中易沉积于底层沉积
物中，在微生物作用下可转化为有机汞
而进入生物体内，再通过食物链作用逐
渐浓集，最后影响到人体。
汞在无脊椎动物体中的富集可达10
万倍，日本的水俣病就是人长期吃富集
甲基汞的鱼而造成的。
(六) 重金属污染及危害
3.主要的重金属污染物及危害：
●镉[Cd（Ⅱ ）]
镉的化合物毒性很大，蓄积性也很强，动物
吸收的镉很少能排出体外。受镉污染的河水用
作灌溉农田，可引起土壤镉污染，进而污染农
作物，最后影响到人体。日本的痛痛病就是吃
了被含镉污水生产的稻米所致。
镉进入人体后，主要贮存在肝、肾组织中
不易排出。镉的慢性毒性主要使肾脏吸收能力
不全，降低机体免疫能力及导致骨质疏松、软
化，如骨痛病所出现的骨萎缩、变形、骨折等。
(六) 重金属污染及危害
3.主要的重金属污染物及危害：
铬[Cr（Ⅵ ）]
无机化合物有二价、三价、六价三
种，六价铬化合物毒性最大。
六价铬具强氧化性，对皮肤、粘膜
有强烈腐蚀性。在慢性影响上，六价铬
有致畸、致突变与致癌等作用。
●
(六) 重金属污染及危害
3.主要的重金属污染物及危害：
砷（砷（AsAs））
砷是传统的砷是传统的剧毒物剧毒物，，AsAs22OO33即即砒霜砒霜，对人体有很，对人体有很
大毒性。大毒性。
长期饮用含砷的水会慢性中毒，主要表现是神经长期饮用含砷的水会慢性中毒，主要表现是神经
衰弱、腹痛、呕吐、肝痛、肝大等消化系统衰弱、腹痛、呕吐、肝痛、肝大等消化系统
障碍。并常伴有皮肤癌、肝癌、肾癌、肺癌障碍。并常伴有皮肤癌、肝癌、肾癌、肺癌
等发病率增高现象。等发病率增高现象。
●
(六) 重金属污染及危害
4.重金属污染水体的危害：
(1)在天然水中的毒性效应有时是由微量金
属所致 。
(2) 毒性几乎都通过与机体结合而发挥作
用。
(3)重金属不能被微生物分解，经生物放大
作用 被富集，又通过食物链进入人体。
(4)重金属的毒性与金属的形态有关。
第三节 污染物在水环境中的迁移转化
一一..耗氧有机物在水环境中的降解作用耗氧有机物在水环境中的降解作用
（一）（一）概述概述
（二）（二）微生物在有机物生物化学反应中的作用微生物在有机物生物化学反应中的作用
（三）（三）耗氧有机物的生物化学分解耗氧有机物的生物化学分解
二二..重金属在水环境中的迁移转重金属在水环境中的迁移转
（一）（一）重金属迁移转化的基本类型重金属迁移转化的基本类型
（二）（二）重金属在水环境中的物理化学迁移机理重金属在水环境中的物理化学迁移机理
.重金属化合物的沉淀重金属化合物的沉淀--溶解作用溶解作用
.重金属离子的水解作用重金属离子的水解作用
.水环境中配位体对重金属的络合作用水环境中配位体对重金属的络合作用
一.耗氧有机物在水环境中的降解作用
（一）概述
通过降解作用实现有机碳由低价向高价的通过降解作用实现有机碳由低价向高价的
转变，使有机物的构造趋于简单，分子量逐渐转变，使有机物的构造趋于简单，分子量逐渐
降低。降低。
各种有机物都能被氧化，但被氧化的难易程度各种有机物都能被氧化，但被氧化的难易程度
却有很大差别，这是由有机物本身的特性决定却有很大差别，这是由有机物本身的特性决定
的。的。
有机物的氧化还原反应的判断有机物的氧化还原反应的判断 ：：
对有机物凡加氧去氢的反应称为氧化，而加氢对有机物凡加氧去氢的反应称为氧化，而加氢
去氧的反应称为还原。去氧的反应称为还原。
电子偏离碳原子的反应就是有机物的氧化电子偏离碳原子的反应就是有机物的氧化,,相相
反电子对移近碳原子的反应就是有机物的还原反电子对移近碳原子的反应就是有机物的还原。
（二）微生物在有机物生物化学反应中的作用在有机物的生物化学反应中微生物起着决定性的在有机物的生物化学反应中微生物起着决定性的
作用，分解有机物的微生物主要是细菌作用，分解有机物的微生物主要是细菌 ，生物氧，生物氧
化作用有其特殊性，反应是在生物催化剂酶的作化作用有其特殊性，反应是在生物催化剂酶的作
用下完成的。用下完成的。
（（11））生化反应中的微生物生化反应中的微生物------------主要是细菌主要是细菌
异养细菌中的腐生菌在转化过程中起决定作用。异养细菌中的腐生菌在转化过程中起决定作用。
细菌对食物的摄取是以化合物透过细胞膜的方式细菌对食物的摄取是以化合物透过细胞膜的方式
实现的，对于复杂的有机物首先须经微生物实现的，对于复杂的有机物首先须经微生物((细菌细菌
))的体外分解变为小型简单化合物后才能通过细胞的体外分解变为小型简单化合物后才能通过细胞
壁进入细菌体内，进一步发生分解反应，主要是壁进入细菌体内，进一步发生分解反应，主要是
氧化反应氧化反应,,并有能量的转化。并有能量的转化。
.微生物的呼吸作用微生物的呼吸作用
微生物呼吸作用的实质：微生物呼吸作用的实质：
通式通式——基质基质→→氧化了的基质氧化了的基质+2H+2H
2H+ 2H+受氢体受氢体→→还原了的受氢还原了的受氢
呼吸作用需要有相应的受氢体来接收脱出的氢呼吸作用需要有相应的受氢体来接收脱出的氢,,反应反应
才能最终完成。才能最终完成。
以游离的以游离的O2O2作为活化氢的最终受氢体为有氧氧化。作为活化氢的最终受氢体为有氧氧化。
如果以如果以O2O2以外的化合物作为受氢体，反应在缺氧或以外的化合物作为受氢体，反应在缺氧或
无氧的条件下进行则称为无氧氧化。无氧的条件下进行则称为无氧氧化。
.酶和辅酶的作用酶和辅酶的作用
酶的催化作用具有高度的专性，但是有许多酶不能酶的催化作用具有高度的专性，但是有许多酶不能
单独完成某种催化作用，还须有另一些活性物质参单独完成某种催化作用，还须有另一些活性物质参
加，这类活性物质称为辅酶加，这类活性物质称为辅酶..酶与辅酶结合成全酶才酶与辅酶结合成全酶才
具有催化作用具有催化作用。。
（三）耗氧有机物的生物化学分解
有机物生物化学分解基本反应可分为两大类。有机物生物化学分解基本反应可分为两大类。
（（11）水解反应：）水解反应：
（（22）氧化反应）氧化反应 ：：
①①脱氢作用又可分两种。一种是从脱氢作用又可分两种。一种是从—CHOH——CHOH—基基
团脱氢团脱氢 ，， 一种是从一种是从—CH2CH2——CH2CH2—基团脱氢基团脱氢
②②脱羧作用脱羧作用::这是生物氧化中产生这是生物氧化中产生CO2CO2的主要过的主要过
程程
总之碳水化合物、脂肪、蛋白质等有机物降解总之碳水化合物、脂肪、蛋白质等有机物降解
的共同规律都是首先在细胞体外发生水解的共同规律都是首先在细胞体外发生水解,,然然
后在细胞内部继续水解和氧化。降解的后期产后在细胞内部继续水解和氧化。降解的后期产
物为各种有机酸物为各种有机酸,,在有氧条件下在有氧条件下,,其最终产物是其最终产物是
CO2CO2、、H2OH2O和和NO3-NO3-、、SO42-SO42-等等,,在缺氧条件下进在缺氧条件下进
行反硝化、反硫化、甲烷发酵、酸性发酵等行反硝化、反硫化、甲烷发酵、酸性发酵等,,
其最终产物除其最终产物除CO2CO2和和H2OH2O外外,,还有还有NH3NH3、、H2SH2S、、
CH4CH4、有机酸、醇等。、有机酸、醇等。
二、重金属在水环境中的迁移转化
（一）重金属迁移转化的基本类型
.定义：定义：
.按照物质运动的形式按照物质运动的形式,,可以分为三种基本类型可以分为三种基本类型
：：
（（11））机械迁移指重金属离子以溶解态或颗粒态机械迁移指重金属离子以溶解态或颗粒态
的形式被水流机械搬运的形式被水流机械搬运,,迁移过程服从于水迁移过程服从于水
力学原理。力学原理。
（（22））物理化学迁移指重金属以简单离子物理化学迁移指重金属以简单离子//络离子络离子
或可溶性分子在水环境中通过一系列物理化或可溶性分子在水环境中通过一系列物理化
学作用所实行的迁移与转化过程学作用所实行的迁移与转化过程,,是最重要是最重要
的形式。的形式。
（（33））生物迁移是重金属通过生物体的新陈代谢、生物迁移是重金属通过生物体的新陈代谢、
生长、死亡等过程实现的。迁移使某些重金生长、死亡等过程实现的。迁移使某些重金
属在有机体中富集起来，再经过食物链而构属在有机体中富集起来，再经过食物链而构
成对人体的威胁。成对人体的威胁。
（二）重金属在水环境中的物理化学迁移机理
.重金属化合物的沉淀重金属化合物的沉淀--溶解作用溶解作用
在水中的溶解度可以直观地表示其在水环境中的迁在水中的溶解度可以直观地表示其在水环境中的迁
移能力移能力,,溶解度大者迁移能力大溶解度大者迁移能力大, , 小者迁移能力小小者迁移能力小. .
水是强极性分子水是强极性分子, , 对极性大的离子键化合物的溶解能对极性大的离子键化合物的溶解能
力比对极性小的共价键化合物的溶解能力更强。力比对极性小的共价键化合物的溶解能力更强。
对离子键化合物来说对离子键化合物来说,,①①溶解度随着离子半径的增大溶解度随着离子半径的增大
和电价的减小而增加和电价的减小而增加..②②相互结合的离子的半径差别相互结合的离子的半径差别
愈小愈小,,其离子化合物愈牢固其离子化合物愈牢固,,即越难溶解。即越难溶解。
难溶电解质在饱和水溶液中存在着电离平衡难溶电解质在饱和水溶液中存在着电离平衡,,平衡常平衡常
数以溶度积数以溶度积(Ksp)(Ksp)表示。在水中的溶解度的大小表示。在水中的溶解度的大小,,首首
先是由它们的本质来决定的先是由它们的本质来决定的,,其次影响溶解度的因素其次影响溶解度的因素
是温度和外加的可溶性盐类等是温度和外加的可溶性盐类等 。。
.重金属离子的水解作用重金属离子的水解作用
金属离子的水解作用金属离子的水解作用,,可以看作是各种金属离子和质子可以看作是各种金属离子和质子
[H+][H+]对于羟基对于羟基[OH[OH--]]的争夺作用的争夺作用..
羟基与金属离子的络合作用可大大提高某些重金属氢氧羟基与金属离子的络合作用可大大提高某些重金属氢氧
化物的溶解度化物的溶解度,,从而促进重金属的迁移从而促进重金属的迁移..
重金属离子大多数都有较高的离子电位重金属离子大多数都有较高的离子电位,,故能在较低的故能在较低的
PHPH值下水解值下水解..在水解过程中在水解过程中, H+, H+离开水合重金属离子的离开水合重金属离子的
配位水分子配位水分子,,通式如下通式如下
Me(H Me(H22O)nO)n22+ + H+ + H22O== Me(H2O)nO== Me(H2O)n-1-1OH+ + HOH+ + H33OO++
金属水解反应也可以看作是金属水解反应也可以看作是OH-OH-置换金属离子的配位水置换金属离子的配位水
分子分子,,或者可以说是金属离子的配位水分子释放出质子或者可以说是金属离子的配位水分子释放出质子..
高价重金属离子能参与一系列的质子传递过程高价重金属离子能参与一系列的质子传递过程
3.水环境中配位体对重金属的络合作用
在水环境中存在着多种多样的天然和人工合在水环境中存在着多种多样的天然和人工合
成的无机和有机配位体成的无机和有机配位体,,它们能与重金属离子它们能与重金属离子
形成稳定度不同的络合物或螯合物形成稳定度不同的络合物或螯合物,,对重金属对重金属
在水环境中的迁移有很大影响在水环境中的迁移有很大影响 。。
重金属大多数属周期表中的过渡性元素重金属大多数属周期表中的过渡性元素,,过渡过渡
元素的原子有自己的电子构型特点元素的原子有自己的电子构型特点,,其最外层其最外层
为为ss电子电子,,数目为数目为22或或1,1,而次外层而次外层dd电子电子,,电子数电子数
一般是一般是1~91~9未充满未充满,,所以仍可以接受外来电子所以仍可以接受外来电子..
由于过渡元素具有可接收孤电子对的空轨道由于过渡元素具有可接收孤电子对的空轨道,,
因此具有强烈地生成络合物的能力。因此具有强烈地生成络合物的能力。
(1)水环境中的无机配位体对重金属的络合作用
无机水中重要的无机配位体有无机水中重要的无机配位体有OHOH--、、 Cl Cl--、、COCO332-2-、、
HCOHCO33--、、FF--、、SS2-2-等等,,除除SS2-2-外均属于路易斯酸碱。外均属于路易斯酸碱。
近年来近年来,,水环境金属化学的研究水环境金属化学的研究,,人们十分重视人们十分重视
OHOH--和和ClCl--的络合作用的络合作用,,认为它们是影响一些重认为它们是影响一些重
金属金属,,难溶盐类溶解度的重要因素难溶盐类溶解度的重要因素..氯离子对氯离子对HgHg、、
CdCd、、ZnZn、、PbPb的络合力的顺序为的络合力的顺序为Hg>Cd>Zn>PbHg>Cd>Zn>Pb
氯离子络合作用对重金属迁移的影响：氯离子络合作用对重金属迁移的影响：
①①可大大提高难溶重金属化合物的溶解度。可大大提高难溶重金属化合物的溶解度。
②②由于氯络重金属离子的生成使胶体对重金属离由于氯络重金属离子的生成使胶体对重金属离
子的吸附作用减弱子的吸附作用减弱,,对汞尤为突出。对汞尤为突出。
（2）水环境中的有机配位体对重金属的络合作用
①①水环境中有机物的分类水环境中有机物的分类,,据用据用μμm滤膜过滤而滤膜过滤而
区分为可溶性有机质和颗粒态有机质区分为可溶性有机质和颗粒态有机质..
②②水环境中的腐殖质水环境中的腐殖质
来源：有机残体经生物化学转化而来来源：有机残体经生物化学转化而来,,成分为富成分为富
铝酸和胡敏酸铝酸和胡敏酸..
含量：底泥中在含量：底泥中在1%~3%,1%~3%,某些地区某些地区8%~10%8%~10%。河水。河水
中平均含量为中平均含量为10mg/l~15mg/l10mg/l~15mg/l，某些地区可达，某些地区可达
200mg/l200mg/l。湖水中的含量变动大。湖水中的含量变动大,,一般在一般在1mg/l 1mg/l
~150mg/l~150mg/l之间之间..潜水中含量很少，潜水中含量很少，< 10mg/l< 10mg/l
③③腐殖质对重金属的络合作用腐殖质对重金属的络合作用
④④络合作用对重金属迁移转化的影响络合作用对重金属迁移转化的影响
4.水环境中的胶体对重金属离子的吸
附作用
天然水体中一些主要胶体物质的形态特征天然水体中一些主要胶体物质的形态特征::
①①矿物微粒和粘土矿物矿物微粒和粘土矿物
②②有机胶体有机胶体——各类溶性和不溶性腐殖质各类溶性和不溶性腐殖质
③③有机无机胶体的复合体有机无机胶体的复合体
④④水体中的悬浮沉积物水体中的悬浮沉积物
(2)(2)吸附机理吸附机理
吸附作用分为吸附作用分为::表面吸附、离子交换吸附、金属吸附等表面吸附、离子交换吸附、金属吸附等..
①①表面吸附表面吸附
②②离子交换吸附离子交换吸附
第四节 水体污染的控制
一、污水处理技术概述一、污水处理技术概述
现代的污水处理技术，按其作用原理可
分为四大类：
1.物理法
2.化学法
3.物理化学法
4.生物法
1.物理法（一级处理）
重力分离法重力分离法：利用污水中呈悬浮状的污染物和水比重：利用污水中呈悬浮状的污染物和水比重
不同的原理，借重力沉降（或上浮）作用，使其水中不同的原理，借重力沉降（或上浮）作用，使其水中
悬浮物分离出来。悬浮物分离出来。
气浮法气浮法：将空气通入污水中，并以微小气泡形式从水：将空气通入污水中，并以微小气泡形式从水
中析出成为载体，污水中相对密度接近于水的微小颗中析出成为载体，污水中相对密度接近于水的微小颗
粒状的污染物质粘附在气泡上，并随气泡上升至水面，粒状的污染物质粘附在气泡上，并随气泡上升至水面，
形成泡沫形成泡沫----气、水、悬浮颗粒（油）三相混合体，从气、水、悬浮颗粒（油）三相混合体，从
而使污水中的污染物质得以从污水中分离出来而使污水中的污染物质得以从污水中分离出来..
离心分离法离心分离法：含有悬浮污染物质的污水在高速旋转时，：含有悬浮污染物质的污水在高速旋转时，
由于悬浮颗粒和污水的质量不同，因此旋转时受到的由于悬浮颗粒和污水的质量不同，因此旋转时受到的
离心力大小不同，质量大的被甩到外围，质量小的则离心力大小不同，质量大的被甩到外围，质量小的则
留在内圈，通过不同的出口分别引导出来，从而回收留在内圈，通过不同的出口分别引导出来，从而回收
污水中的有用物质），并净化污水。污水中的有用物质），并净化污水。
反渗透：反渗透：利用一种特殊的半渗透膜，在一定压力下，利用一种特殊的半渗透膜，在一定压力下，
将水分子压过去，而溶解于水中的污染物质则被膜所将水分子压过去，而溶解于水中的污染物质则被膜所
截留，污水被浓缩，而被压透过膜的水就是处理过的截留，污水被浓缩，而被压透过膜的水就是处理过的
水。水。
2.化学法（多为深度处理工艺中采用）
化学沉淀法化学沉淀法：向污水中投加某种化学物质，使它与污：向污水中投加某种化学物质，使它与污
水中的溶解性物质发生互换反应，生成难溶于水的沉水中的溶解性物质发生互换反应，生成难溶于水的沉
淀物，以降低污水中溶解物质的方法。淀物，以降低污水中溶解物质的方法。
混凝法：混凝法：水中呈胶体状态的污染物质，通常都带有负水中呈胶体状态的污染物质，通常都带有负
电荷，胶体颗粒之间互相排斥形成稳定的混合液，若电荷，胶体颗粒之间互相排斥形成稳定的混合液，若
向水中投加带有相反电荷的电解质，可使污水中的胶向水中投加带有相反电荷的电解质，可使污水中的胶
体颗粒改变为呈电中性，失去稳定性，并在分子引力体颗粒改变为呈电中性，失去稳定性，并在分子引力
作用下，凝聚成大颗粒而下沉。作用下，凝聚成大颗粒而下沉。
中和法中和法：用于处理酸性废水和碱性废水。向酸性废水：用于处理酸性废水和碱性废水。向酸性废水
中投加碱性物质如石灰、氢氧化纳、石灰石等，使废中投加碱性物质如石灰、氢氧化纳、石灰石等，使废
水变为中性。水变为中性。
氧化还原法氧化还原法：废水中呈溶解状态的有机或无机污染物，：废水中呈溶解状态的有机或无机污染物，
在投加氧化剂或还原剂后，由于电子的迁移，而发生在投加氧化剂或还原剂后，由于电子的迁移，而发生
氧化或还原作用，使其转化为无害的物质。氧化或还原作用，使其转化为无害的物质。
3.物理化学法
萃取法（液萃取法（液--液）法：将不溶于水的溶剂投入液）法：将不溶于水的溶剂投入
污水之中，使污水中的溶质溶于溶剂中，然后污水之中，使污水中的溶质溶于溶剂中，然后
利用溶剂与水的比重差，将溶剂分离出来。再利用溶剂与水的比重差，将溶剂分离出来。再
利用溶剂与溶质的沸点差，将溶质蒸馏回收，利用溶剂与溶质的沸点差，将溶质蒸馏回收，
再生后的溶剂可循环使用。再生后的溶剂可循环使用。
吸附法：利用多孔性的固体物质，使污水中的吸附法：利用多孔性的固体物质，使污水中的
一种或多种物质被吸附在固体表面而去除的方一种或多种物质被吸附在固体表面而去除的方
法。常用的吸附剂有活性炭。此法可用于吸附法。常用的吸附剂有活性炭。此法可用于吸附
污水中的酚、汞、铬、氰等有毒物质。吸附法污水中的酚、汞、铬、氰等有毒物质。吸附法
目前多用于污水的深度处理。目前多用于污水的深度处理。
离子交换法：利用离子交换剂的离子交换作用离子交换法：利用离子交换剂的离子交换作用
来置换污水中的离子化物质。来置换污水中的离子化物质。
4.生物法（二级处理，主要去除BOD）
好氧生物处理法好氧生物处理法：在有氧的条件下，借助于好：在有氧的条件下，借助于好
氧微生物（主要是好氧菌）的作用来进行的。氧微生物（主要是好氧菌）的作用来进行的。
又分为活性污泥法、生物膜法又分为活性污泥法、生物膜法 。。
（（11））活性污泥法活性污泥法
（（22））生物膜法生物膜法
厌氧生物处理法：厌氧生物处理法：在无氧的条件下，利用厌氧在无氧的条件下，利用厌氧
微生物的作用来进行的。微生物的作用来进行的。
第四节 水体污染的控制
二、二、水污染综合防治水污染综合防治
11）水环境功能分区是进行水污染综合防治的依据）水环境功能分区是进行水污染综合防治的依据
**原则：原则：
● ●开发利用与保护并重原则开发利用与保护并重原则
● ●优先保护原则：针对集中式饮用水源地优先保护原则：针对集中式饮用水源地
● ●时限性原则时限性原则
● ●高功能保护原则高功能保护原则
● ●专业用水保护原则专业用水保护原则
● ●经济技术最优原则经济技术最优原则
● ●部门协作原则部门协作原则
● ●可操作性原则可操作性原则
*方法：
●定性判断法；
●结合水规划进行功能区划分法；
●重点功能区定量计算法。
*按功能区控制污染，保护水资源
2）制定水污染综合防治规划
**几项基本原则：几项基本原则：
● ●以经济建设为中心，有利于促进经济与环境协调发展；以经济建设为中心，有利于促进经济与环境协调发展；
● ●以合理开发利用水资源为核心，着眼于全过程控制。以合理开发利用水资源为核心，着眼于全过程控制。
通过转变经济增长方式，推行清洁生产，把污染消除通过转变经济增长方式，推行清洁生产，把污染消除
在经济再生产过程中。在经济再生产过程中。
● ●全面规划、突出重点，因地制宜、讲求实效全面规划、突出重点，因地制宜、讲求实效
● ●坚持综合整治的原则坚持综合整治的原则。。
3）实行排污许可证制度，对主要污染
源逐步由浓度控制向总量控制过度
●从实际出发确定总量控制目标
●选好发证对象
●控制污水总量
●强化发证后的环境监督管理
● 重视实践经验不断提高水平
4）乡镇企业的水污染防治对策
●按产业政策调整产业结构，使污染行业比
例降至15%以下；全部取缔坑式焦炉；
全部淘汰开放式炼磺炉；限制水泥立窑的
形式和规模；淘汰小造纸厂等
●乡镇企业要合理布局，与农业生态系统组
成两性循环的复合生态系统
●对小电镀、小化工、小印染等严加控制
The End
&
Thanks
第四章 土壤环境与污染
第一节第一节 土壤环境概述土壤环境概述
第二节第二节 土壤污染与净化土壤污染与净化
第三节第三节 土壤污染物质的迁移转化规律土壤污染物质的迁移转化规律
第四节第四节 土壤背景值与土壤环境容量土壤背景值与土壤环境容量
第五节第五节 土壤污染与防治土壤污染与防治
第一节 土壤环境概述
一一 、、土壤环境
二二 、、土壤环境特征与土壤环境问题
三三 、、土壤组成
四四 、、土壤的物理化学性质
（一）（一）土壤的物理性质
（二）（二）土壤胶体及土壤吸收交换性
（三）（三）土壤的酸碱性和氧化-还原性
五五 、、土壤环境中的化学条件与元素迁移
（一）（一） 土壤的酸碱度与元素迁移
（二）（二）土壤环境中的胶体与元素迁移
一 、土壤环境
土壤是一个重要的环境要素，也是复杂的多阶层的环土壤是一个重要的环境要素，也是复杂的多阶层的环
境系统的一个子系统。它具有独特的组成成分、结构境系统的一个子系统。它具有独特的组成成分、结构
和功能，不仅与其他圈层之间进行着物质和能量的交和功能，不仅与其他圈层之间进行着物质和能量的交
换，而且对环境的自净能力和容量有着重大贡献。土换，而且对环境的自净能力和容量有着重大贡献。土
壤系统是自然要素中物质和能量迁移转化最复杂而又壤系统是自然要素中物质和能量迁移转化最复杂而又
频繁的场所。频繁的场所。
土壤同样也是提供人类资源和人类排放各种废弃物的土壤同样也是提供人类资源和人类排放各种废弃物的
场所。土壤的特性控制着化学物质进入食物链的数量场所。土壤的特性控制着化学物质进入食物链的数量
和速率，当进入土壤系统的各种物质数量超过了它本和速率，当进入土壤系统的各种物质数量超过了它本
身所能承受的能力时，就会破坏土壤系统原有的平衡，身所能承受的能力时，就会破坏土壤系统原有的平衡，
从而引起土壤系统成分、结构和功能的变化，就会发从而引起土壤系统成分、结构和功能的变化，就会发
生土壤污染。而土壤系统污染物质向环境的输出，又生土壤污染。而土壤系统污染物质向环境的输出，又
使水体、大气和生物进一步受到污染。使水体、大气和生物进一步受到污染。
二、 土壤环境特征与土壤环境问题
土壤具有天然肥力和生长植物物质的能力，土壤具有天然肥力和生长植物物质的能力，
所以土壤是人类生存和农业生产的基础条件。所以土壤是人类生存和农业生产的基础条件。
在长期的生产过程中，人类利用和改造土壤的在长期的生产过程中，人类利用和改造土壤的
同时，也产生了新的环境问题。同时，也产生了新的环境问题。
.由于人类大规模的生产由于人类大规模的生产//生活等活动，改变了影生活等活动，改变了影
响土壤发育的生态环境，使土壤本身受到破坏。响土壤发育的生态环境，使土壤本身受到破坏。
.大规模现代化农业生产的实现、大量使用化肥、大规模现代化农业生产的实现、大量使用化肥、
农药杀虫剂等，使土壤遭受到不同程度的污染。农药杀虫剂等，使土壤遭受到不同程度的污染。
此外，由于现代工业及城市化排出的废气、废此外，由于现代工业及城市化排出的废气、废
水、废渣中的各种污染物，经不同途径使土壤水、废渣中的各种污染物，经不同途径使土壤
受到污染。受到污染。
三、 土壤组成
土壤组成
土 壤 溶 液
土 壤 空 气
土壤有机物
土壤矿物质
四 、土壤的物理化学性质
（一）（一）土壤的物理性质土壤的物理性质
1. 1.土壤结构土壤结构
2. 2.土壤孔隙土壤孔隙
（二）（二）土壤胶体及土壤吸收交换性土壤胶体及土壤吸收交换性
（三）（三）土壤的酸碱性和氧化土壤的酸碱性和氧化--还原性还原性
五 、土壤环境中的化学条件与元素迁移
土壤环境的化学条件概念土壤环境的化学条件概念
（一）（一） 土壤的酸碱度与元素迁移土壤的酸碱度与元素迁移
.土壤的酸碱度土壤的酸碱度
.土壤的缓冲性，土壤具有缓冲作用的原因：土壤的缓冲性，土壤具有缓冲作用的原因：
（（11））土壤含有多种弱酸及其弱酸强碱的盐类，它土壤含有多种弱酸及其弱酸强碱的盐类，它
们在土壤中构成一个良好的缓冲系统们在土壤中构成一个良好的缓冲系统..
（（22））土壤中存在两性物质土壤中存在两性物质 无论是溶液态还是胶体无论是溶液态还是胶体
态的两性物质都具有缓冲性态的两性物质都具有缓冲性. .
（（33））土壤吸收性复合体的缓冲作用土壤吸收性复合体的缓冲作用
（（44））酸性土壤中存在的酸性土壤中存在的Al+Al+离子有缓冲作用离子有缓冲作用
.土壤的氧化还原性质土壤的氧化还原性质
.土壤的吸收性能土壤的吸收性能
(二)土壤环境中的胶体与元素迁移
.土壤胶体性质土壤胶体性质
（（11））胶体的表面性质胶体的表面性质
①①胶体有极大的比表面胶体有极大的比表面
②②胶体具有巨大的表面能胶体具有巨大的表面能
③③土壤胶体带有电荷土壤胶体带有电荷
(A) (A)永久负电荷永久负电荷
(B) (B)可变电荷可变电荷
(C) (C)净电荷净电荷
④④土壤胶体的动电性质土壤胶体的动电性质
（（22））土壤中的离子吸附土壤中的离子吸附
（（33））土壤的凝聚和消散土壤的凝聚和消散
.土壤的离子交换土壤的离子交换
（（11））土壤的阳离子交换土壤的阳离子交换
（（22））土壤的阴离子交换土壤的阴离子交换
第二节 土壤污染与净化
一、一、土壤中污染物质的来源和种类土壤中污染物质的来源和种类
二、二、土壤污染的主要发生途径土壤污染的主要发生途径
三、三、土壤污染与土壤净化土壤污染与土壤净化
一、土壤中污染物质的来源和种类
1．土壤污染物质的来源土壤污染物质的来源
首先首先，土壤是农业生产的劳动对象，为了从，土壤是农业生产的劳动对象，为了从
土壤中索取更多的生物量并提高其质量，人土壤中索取更多的生物量并提高其质量，人
们向土壤施入农药、化肥并进行灌溉，与此们向土壤施入农药、化肥并进行灌溉，与此
同时也使污染物质进入了土壤；同时也使污染物质进入了土壤；
其次其次，土壤历来作为废弃物的处理场所，废，土壤历来作为废弃物的处理场所，废
弃物的倾倒使大量污染物质进入土壤；弃物的倾倒使大量污染物质进入土壤；
第三第三，大气或水体中的污染物质在迁移转化，大气或水体中的污染物质在迁移转化
中进入土壤，而使土壤受到污染。中进入土壤，而使土壤受到污染。
此外此外，造成土壤污染的还有自然污染源。，造成土壤污染的还有自然污染源。
2．土壤污染物质的种类
（1）无机污染物
包括对生物有危害作用的元素和化合
物，主要是重 金属、放射性物质/营养
物质和其他无机物质等。
（2）有机污染物
主要的有机污染物是化学农药
二、土壤污染的主要发生途径
其主要发生类型可归纳为以下四种：其主要发生类型可归纳为以下四种：
.大气污染型大气污染型
特征是：污染物质主要集中在土壤表层。特征是：污染物质主要集中在土壤表层。
.水污染型水污染型
特点是沿河流或干支渠呈枝形片状分布。特点是沿河流或干支渠呈枝形片状分布。
.固体废弃物污染型固体废弃物污染型
工厂的尾矿废渣、污泥和城市垃圾等影响工厂的尾矿废渣、污泥和城市垃圾等影响
土壤。土壤。
.农业污染型农业污染型
主要来自施入土壤的化肥和农药主要来自施入土壤的化肥和农药
三、土壤污染与土壤净化
.土壤污染土壤污染
. 概念概念::
. 引起人们对土壤污染的注意是近几十年的引起人们对土壤污染的注意是近几十年的
事。自产业革命以来，特别是事。自产业革命以来，特别是2020世纪世纪5050年代年代
以来，由于现代工农业生产的飞跃发展，农以来，由于现代工农业生产的飞跃发展，农
药药//化肥的大量施用，大气烟尘和污水对农田化肥的大量施用，大气烟尘和污水对农田
的不断侵袭的不断侵袭,,影响了土壤的生产性能和利用价影响了土壤的生产性能和利用价
值值,,以致造成公害。以致造成公害。
.土壤净化土壤净化
.概念：概念：
.土壤净化能力的强弱取决于土壤性质及组成的土壤净化能力的强弱取决于土壤性质及组成的
综合作用，也与化学物质本身的组成和特性有综合作用，也与化学物质本身的组成和特性有
关，同时还受气候及其他环境条件的影响。关，同时还受气候及其他环境条件的影响。
.对于不同的污染物，土壤对于不同的污染物，土壤--植物系统的净化机理植物系统的净化机理
//能力和过程是不同的能力和过程是不同的 。。
第三节 土壤污染物质的迁移转化规律
一、一、重金属元素在土壤环境中的迁移转化重金属元素在土壤环境中的迁移转化
11．．土壤的重金属污染土壤的重金属污染
22．．重金属元素在土壤中的迁移转化重金属元素在土壤中的迁移转化
（（11））重金属在土壤中的行为特征重金属在土壤中的行为特征
（（22））重金属在土壤中的一般迁移转化规律重金属在土壤中的一般迁移转化规律
①①土壤胶体对重金属的吸附土壤胶体对重金属的吸附
②②重金属的配位重金属的配位((合合))作用作用
③③土壤中重金属的沉淀和溶解土壤中重金属的沉淀和溶解
（（33））主要重金属在土壤中的迁移转化规律主要重金属在土壤中的迁移转化规律
①①镉的迁移转化镉的迁移转化
②②汞的迁移转化汞的迁移转化
③③砷的迁移转化砷的迁移转化
④④铬的迁移转化铬的迁移转化
1．土壤的重金属污染
只有当进入土壤的重金属元素积累的浓度超过了作物只有当进入土壤的重金属元素积累的浓度超过了作物
需要和可忍受程度，而表现出受毒害的症状或作物生需要和可忍受程度，而表现出受毒害的症状或作物生
长尚未受害，但产品中某种重金属含量超过标准，造长尚未受害，但产品中某种重金属含量超过标准，造
成对人畜的危害时，才能认为土壤被重金属污染成对人畜的危害时，才能认为土壤被重金属污染 . .
土壤污染物中的重金属元素主要包括汞、镉、铅、铬土壤污染物中的重金属元素主要包括汞、镉、铅、铬
和类金属砷等生物毒性显著元素及有一定毒性的锌、和类金属砷等生物毒性显著元素及有一定毒性的锌、
铜、镍等元素。它们主要来自农药废水铜、镍等元素。它们主要来自农药废水//污泥和大气降污泥和大气降
尘等尘等 . .
重金属是对人类潜在威胁较大的污染物，应特别注意重金属是对人类潜在威胁较大的污染物，应特别注意
防止重金属对土壤的污染防止重金属对土壤的污染..研究重金属在土壤中的迁移研究重金属在土壤中的迁移
转化，评价土壤质量，预测其在土壤中的归趋和控制转化，评价土壤质量，预测其在土壤中的归趋和控制
重金属污染具有重要意义。重金属污染具有重要意义。
（1）重金属在土壤中的行为特征
从土壤环境化学角度看，土壤种类、土壤利用方式和从土壤环境化学角度看，土壤种类、土壤利用方式和
土壤理化性状都能引起土壤中重金属动态的差异，从土壤理化性状都能引起土壤中重金属动态的差异，从
而影响重金属的迁移转化和作物对重金属的吸收。而影响重金属的迁移转化和作物对重金属的吸收。
从化学性质看从化学性质看,,重金属大多属于周期表中过渡性元素，重金属大多属于周期表中过渡性元素，
其原子具有特有的电子构型，在土壤中重金属的价态其原子具有特有的电子构型，在土壤中重金属的价态
变化和反应深受土壤氧化还原电位的影响。变化和反应深受土壤氧化还原电位的影响。
土壤具有吸附和解吸的特性，能吸附和固定重金属，土壤具有吸附和解吸的特性，能吸附和固定重金属，
其吸附率的高低由该种土壤吸附容量的大小所决定其吸附率的高低由该种土壤吸附容量的大小所决定 . .
土壤中存在着多种多样的无机和有机配位体，它们能土壤中存在着多种多样的无机和有机配位体，它们能
与重金属生成稳定络合物和螯合物，对重金属在土壤与重金属生成稳定络合物和螯合物，对重金属在土壤
中的迁移有很大的影响。中的迁移有很大的影响。
（2）重金属在土壤中的一般迁移转化规律
①①土壤胶体对重金属的吸附土壤胶体对重金属的吸附
土壤胶体对金属离子的吸附能力与金属离土壤胶体对金属离子的吸附能力与金属离
子的性质及胶体种类有关。同一类型的土壤胶子的性质及胶体种类有关。同一类型的土壤胶
体对阳离子的吸附与阳离子的价态有关体对阳离子的吸附与阳离子的价态有关..阳离阳离
子的价态愈高子的价态愈高,,电荷愈多电荷愈多,,土壤胶体与阳离子之土壤胶体与阳离子之
间的静电作用力也就愈强间的静电作用力也就愈强,,吸引力也愈大吸引力也愈大,,因此因此
结合强度也大。而具有相同价态的阳离子结合强度也大。而具有相同价态的阳离子,,则则
主要决定于离子的水合半径主要决定于离子的水合半径,,即离子半径较大即离子半径较大
者者,,其水合半径相对较小其水合半径相对较小,,在胶体表面引力作用在胶体表面引力作用
下下,,较易被土壤胶体表面所吸附较易被土壤胶体表面所吸附..此外土壤胶体此外土壤胶体
的结构及其电荷密度分布均对阳离子吸附作用的结构及其电荷密度分布均对阳离子吸附作用
产生影响。产生影响。
表4-1 土壤胶体物质的某些特性
粘土矿粘土矿
物物
及及
有有
机机
胶胶
体体
矿物矿物
类类
型型
阳离子交阳离子交
换量换量
(mmol(mmol--
11KgKg--
11))
表面表面
积积
*1*1
0033
mm22
KK
gg-1-1
PHPH依变依变
电荷电荷
胶体胶体
活活
性性
高岭石高岭石
蒙脱石蒙脱石
蛭蛭 石石
云云 母母
绿泥石绿泥石
水铝英水铝英
石石
腐殖质腐殖质
1:11:1
2:12:1
2:12:1
2:12:1
2:1:12:1:1
--
--
10~10010~100
800-1200800-1200
1200-1200-
15001500
200-400200-400
200-400200-400
100-150100-150
200-3000200-3000
10-2010-20
600-600-
8080
00
600-600-
8080
00
70-70-
1212
00
70-70-
1616
00
70-70-
3030
00
600-600-
9090
00
大范围大范围
小范围小范围
小范围小范围
中中 等等
大范围大范围
大范围大范围
小范围小范围
低低
极大极大
高高
中等中等
中等中等
中等中等
极大极大
各种无机胶体对阳离子吸附的吸附容量如下表各种无机胶体对阳离子吸附的吸附容量如下表::
②重金属的配位(合)作用
土壤中的重金属可与土壤中的各种无机配位土壤中的重金属可与土壤中的各种无机配位
体和有机配位体发生配位作用。例如在土壤表层体和有机配位体发生配位作用。例如在土壤表层
的土壤溶液中的土壤溶液中,,汞主要以汞主要以Hg(OH)02Hg(OH)02和和HgClHgCl2200的形的形
态存在态存在,,而在氯离子浓度高的盐碱土中则以而在氯离子浓度高的盐碱土中则以HgClHgCl4422
--形态为主。据对形态为主。据对Hg2+Hg2+及及Cd2+Cd2+、、Pb2+Pb2+、、Zn2+Zn2+的研的研
究表明究表明,,重金属的这种羟基配合及氯配合作用重金属的这种羟基配合及氯配合作用,,可可
大大提高难溶重金属化合物的溶解度大大提高难溶重金属化合物的溶解度,,同时减弱土同时减弱土
壤胶体对重金属的吸附壤胶体对重金属的吸附,,因而影响重金属在土壤中因而影响重金属在土壤中
的迁移转化。这种影响取决于所形成配位化合物的迁移转化。这种影响取决于所形成配位化合物
的可溶性的可溶性,,如在腐殖质组成中胡敏酸和金属形成的如在腐殖质组成中胡敏酸和金属形成的
胡敏酸盐胡敏酸盐,,除一价碱金属外一般是难溶的除一价碱金属外一般是难溶的,,而富里而富里
酸与金属形成的配合物一般是易溶的酸与金属形成的配合物一般是易溶的,,能够有效地能够有效地
阻止重金属难溶盐的沉淀。阻止重金属难溶盐的沉淀。
③土壤中重金属的沉淀和溶解
重金属的沉淀和溶解作用是土壤中重金属迁移的重要重金属的沉淀和溶解作用是土壤中重金属迁移的重要
形式形式,,可以根据溶度积的一般原理可以根据溶度积的一般原理,,结合环境条件结合环境条件((如如
PHPH、、EhEh等等))了解其变化规律。了解其变化规律。
PHPH值更是影响土壤中重金属迁移转化的重要因素。例值更是影响土壤中重金属迁移转化的重要因素。例
如如,,土壤中重金属铜、铅、锌、镉等重金属的氢氧化物土壤中重金属铜、铅、锌、镉等重金属的氢氧化物
沉淀直接受沉淀直接受PHPH所控制所控制,,若不考虑其他的反应若不考虑其他的反应,,其平衡反其平衡反
应式见教材应式见教材P129,P129,根据溶度积可分别求出它们的离子浓根据溶度积可分别求出它们的离子浓
度与度与PHPH的关系。从的关系。从P130P130页公式可知页公式可知,[Cd2+],[Cd2+]的浓度随的浓度随
PHPH值的升高而减少值的升高而减少,,反之反之,,则则PHPH值下降时值下降时,,土壤中的重土壤中的重
金属镉就可以溶解出来金属镉就可以溶解出来,,这也是土壤这也是土壤PHPH值低时作物易值低时作物易
受害的原因之一。受害的原因之一。
亦可用同法获得其他金属离子浓度与亦可用同法获得其他金属离子浓度与PHPH的类似关系式的类似关系式
并分析其溶解状况及可能造成的危害。并分析其溶解状况及可能造成的危害。
（3）主要重金属在土壤中的迁移转化规律
①①镉的迁移转化镉的迁移转化
镉进入土壤会长时间滞留在耕作层中镉进入土壤会长时间滞留在耕作层中,,一般在一般在0-15cm0-15cm的的
土壤层中。由于它移动缓慢土壤层中。由于它移动缓慢,,故一般不会对地下水产生故一般不会对地下水产生
污染。存在形态分为水溶性镉和非水溶性镉两大类。污染。存在形态分为水溶性镉和非水溶性镉两大类。
离子态及络合态的水溶性镉能为作物吸收离子态及络合态的水溶性镉能为作物吸收,,而难溶性镉而难溶性镉
的化合物则不易迁移和不被植物所吸收的化合物则不易迁移和不被植物所吸收, , 一定条件下可一定条件下可
互相转化。互相转化。
作物对镉的吸收作物对镉的吸收,,随土壤随土壤PHPH值的增高而降低值的增高而降低,,随随PHPH值的值的
降低而增加。土壤中的有机质能与镉螯合或络合降低而增加。土壤中的有机质能与镉螯合或络合,,从而从而
降低镉的有效性；其次氧化还原电位也影响作物对镉降低镉的有效性；其次氧化还原电位也影响作物对镉
的吸收的吸收,Eh,Eh低或低或EhEh降为零降为零,,则有利于形成难溶性的磷酸则有利于形成难溶性的磷酸
镉和硫化镉。镉和硫化镉。
据研究据研究,Cd,Cd和和ZnZn、、PbPb、、CuCu的含量存在一定的关系。的含量存在一定的关系。 Cd Cd
含量高的地方含量高的地方, Zn, Zn、、PbPb、、CuCu也相应较高也相应较高,,所以所以CdCd还受还受
Zn2+Zn2+、、Pb2+Pb2+、、Cu2+Cu2+、、Fe2+Fe2+、、Mn2+Mn2+、、Ca2+Ca2+、、PO43-PO43-等等
相伴离子的影响。相伴离子的影响。
②汞的迁移转化
土壤中有金属汞土壤中有金属汞//无机汞和有机汞无机汞和有机汞;;按其存在形按其存在形
态有离子吸附和共价吸附的汞态有离子吸附和共价吸附的汞//可溶性汞、难可溶性汞、难
溶性汞。影响汞迁移转化的原因主要有溶性汞。影响汞迁移转化的原因主要有::
.吸附剂的种类吸附剂的种类
.氧化还原状况氧化还原状况
.植物对汞的吸收和积累与土壤汞的含量有关：植物对汞的吸收和积累与土壤汞的含量有关：
” ”米汞米汞””和和””土汞土汞””之间生物富集系数为之间生物富集系数为, ,
土壤中汞及其化合物可以通过离子交换与植物土壤中汞及其化合物可以通过离子交换与植物
的根蛋白进行结合的根蛋白进行结合,,发生凝固反应。汞在作物发生凝固反应。汞在作物
不同部位的累积顺序为不同部位的累积顺序为::根＞叶＞茎＞种子。根＞叶＞茎＞种子。
这种趋势是由于汞被植物吸收后这种趋势是由于汞被植物吸收后,,常与根中的常与根中的
蛋白质反应沉积于根部蛋白质反应沉积于根部,,阻碍了向地上部分的阻碍了向地上部分的
运输。不同作物对汞的吸收和积累能力是不同运输。不同作物对汞的吸收和积累能力是不同
的。的。
③砷的迁移转化
土壤中砷的形态可分为三种交换态、难溶性和土壤中砷的形态可分为三种交换态、难溶性和
水溶性水溶性 ，前两种为主。，前两种为主。
影响土壤砷含量的原因是母岩、气候条件和土影响土壤砷含量的原因是母岩、气候条件和土
壤的理化性质。不同岩石中含砷量不同。壤的理化性质。不同岩石中含砷量不同。
土壤中的砷大部分为胶体所吸附土壤中的砷大部分为胶体所吸附,,或与有机物或与有机物
络合、螯合络合、螯合,,或与土壤中的铁、铝、钙等结合或与土壤中的铁、铝、钙等结合
形成难溶性化合物形成难溶性化合物,,或与铁、铝等氢氧化物形或与铁、铝等氢氧化物形
成共沉淀成共沉淀 。。
土壤中各种形态的砷并不是固定不变的，它们土壤中各种形态的砷并不是固定不变的，它们
在一定的条件下可以互相转化在一定的条件下可以互相转化 。。
土壤中的砷土壤中的砷,,特别是排污进入土壤的砷特别是排污进入土壤的砷,,主要累主要累
积于表层积于表层,,难于向下移动。砷为动植物所不需难于向下移动。砷为动植物所不需
要的元素，但砷属于生物累积元素要的元素，但砷属于生物累积元素,,在作物体在作物体
中砷的累积系数在中砷的累积系数在n•10-1-nn•10-1-n范围之内范围之内,,显然高于显然高于
汞的累积系数。汞的累积系数。
④ 铬的迁移转化
铬是人类和动物的必需元素铬是人类和动物的必需元素,,但高浓度时对生但高浓度时对生
物有害。铬在土壤中主要以不溶性的三价铬氧物有害。铬在土壤中主要以不溶性的三价铬氧
化物形态存在化物形态存在,,其次为六价铬其次为六价铬,,它们之间互相转它们之间互相转
化。这两种价态的铬在土壤中的行为很不相同。化。这两种价态的铬在土壤中的行为很不相同。
土壤中的铬迁移转化受土壤中的铬迁移转化受PHPH及及EhEh的影响较大。的影响较大。
土壤中铬的可给性较低土壤中铬的可给性较低,,其原因一方面是因为其原因一方面是因为
铬多属不溶性的氧化物铬多属不溶性的氧化物,,另一方面是因为土壤另一方面是因为土壤
胶体对铬的强烈吸附作用胶体对铬的强烈吸附作用((见窦见窦P103)P103)。铬对作。铬对作
物的危害不像镉、汞等重金属那样严重物的危害不像镉、汞等重金属那样严重,,这和这和
它的移动性小有关。它的移动性小有关。
二、农药、化肥在土壤环境中的迁移转
(一)农药的主要类型
(二)农药在土壤环境中的吸附和降解
(三)化学肥料在土壤中的转化
(一)农药的主要类型
农 药 有机磷农药
有机砷农药
有机汞农药
有机氯农药
氨基甲酸酯
粉 状
可溶性液体
挥发性液体
胃 毒
触 杀
熏 蒸
按化学组成分按化学组成分
按物理状态分按物理状态分
按作用方式按作用方式 分分
(二)农药在土壤环境中的吸附和降解
.影响农药在土壤中行为的因素影响农药在土壤中行为的因素
现将影响农药在土壤中行为的因素和土壤中现将影响农药在土壤中行为的因素和土壤中
农药的变化类型列于表农药的变化类型列于表8-38-3和表和表8-48-4。。
.农药的水、气迁移作用农药的水、气迁移作用
可以通过挥发、移动、扩散等途径在土壤中可以通过挥发、移动、扩散等途径在土壤中
运行，或排出土体，同时也可被作物吸收。运行，或排出土体，同时也可被作物吸收。
.土壤对农药的吸附作用土壤对农药的吸附作用..
.农药在土壤中的降解作用农药在土壤中的降解作用
（（11））光化学降解光化学降解
（（22））化学降解化学降解
（（33））微生物降解微生物降解
表表4-2 4-2 农药在土壤中行为的影响因素农药在土壤中行为的影响因素
表表4-3 4-3 农药在土壤中的物理化学变化农药在土壤中的物理化学变化
((三三))化学肥料在土壤中的转化化学肥料在土壤中的转化
11．．土壤中氮肥的转化土壤中氮肥的转化
22．．土壤中磷、钾的形态和转化土壤中磷、钾的形态和转化
第四节 土壤背景值与土壤环境容量
一、土壤背景值一、土壤背景值
.土壤背景值土壤背景值
.影响土壤背景值条件分析影响土壤背景值条件分析
二、土壤环境容量二、土壤环境容量
1.土壤背景值
（（11））定义：定义：
（（22））自然土壤形成的基本土规律，是地球物质的地质大自然土壤形成的基本土规律，是地球物质的地质大
循环过程和生物小循环过程矛盾的统一。土壤性状是循环过程和生物小循环过程矛盾的统一。土壤性状是
气候、生物、地形、母质和时间的函数。实际上土壤气候、生物、地形、母质和时间的函数。实际上土壤
背景值一般取决于成土母质背景值一般取决于成土母质((岩石岩石))和土壤类型，但由和土壤类型，但由
于成土母质的多样性和土壤类型受到复杂的成土过程于成土母质的多样性和土壤类型受到复杂的成土过程
影响，使得不同地区、不同自然环境条件下发育的不影响，使得不同地区、不同自然环境条件下发育的不
同土壤类型、化学成分也不尽相同，因此，土壤背景同土壤类型、化学成分也不尽相同，因此，土壤背景
值有明显的地区性值有明显的地区性..然而成土母质和土壤类型，在相对然而成土母质和土壤类型，在相对
平衡的自然条件下，其化学成分具有相对稳定性平衡的自然条件下，其化学成分具有相对稳定性,,所以，所以，
区域土壤背景值，应该是取具有代表性、典型性、广区域土壤背景值，应该是取具有代表性、典型性、广
泛性的土壤样品进行准确化验，然后经过数学统计而泛性的土壤样品进行准确化验，然后经过数学统计而
获得。获得。
2.影响土壤背景值条件分析
影响条件首先是岩性、成土母质和土壤类型。影响条件首先是岩性、成土母质和土壤类型。
土壤的化学成分及含量与岩石的化学成分及含量有着土壤的化学成分及含量与岩石的化学成分及含量有着
密切的联系，一般岩石元素含量高，则土壤中含量相密切的联系，一般岩石元素含量高，则土壤中含量相
应也高。风化和成土过程，元素的相对含量在土壤、应也高。风化和成土过程，元素的相对含量在土壤、
岩石中是有差异的。岩石中是有差异的。
岩性、成土母质的不同，土壤元素背景值也不同。见岩性、成土母质的不同，土壤元素背景值也不同。见
表表4-44-4，表，表4-5 4-5 。（下页）。（下页）
岩石风化及土壤的形成过程中，气候条件对岩石岩石风化及土壤的形成过程中，气候条件对岩石//矿物矿物
的风化和土壤的迁移、转化、分散及富集都有很大影的风化和土壤的迁移、转化、分散及富集都有很大影
响。响。
生物因素在土壤的形成和演变中起着极其重要的作用。生物因素在土壤的形成和演变中起着极其重要的作用。
总之，土壤背景值的取得需要详细了解自然环境条件，总之，土壤背景值的取得需要详细了解自然环境条件，
并且对社会经济状况进行充分的调查研究。并且对社会经济状况进行充分的调查研究。
土土
类类
母母
质质
元素含量元素含量(ppm)(ppm)
Co Ni Mn Cu Zn Cd Cr Pb Hg As Sc La MoCo Ni Mn Cu Zn Cd Cr Pb Hg As Sc La Mo
褐褐
红红
壤壤
（渡口）（渡口）
辉辉
长长
岩岩
181 1240 141 188 506 181 1240 141 188 506
花花
岗岗
岩岩
584 123 584 123
黄黄
棕棕
壤壤
（南京）（南京）
玄玄
武武
岩岩
44 919 114 112 44 919 114 112
花花
岗岗
岩岩
表表4-4 4-4 不同母质的土壤元素含量比较不同母质的土壤元素含量比较
土土
类类
母母
质质
土深土深 质质地地 元素含量元素含量(ppm)(ppm)
Co Ni Mn Cu Zn Cd Cr Pb Hg As Co Ni Mn Cu Zn Cd Cr Pb Hg As
Sc La MoSc La Mo
褐褐
红红
壤壤
╭╭渡渡
口口
╯╯
闪长闪长岩岩 32-6932-69 粘粘质质 772 108 175 772 108 175
- -
35-6035-60 壤壤质质 519 145 519 145
黄黄
棕棕
壤壤
╭╭南南
京京
╯╯
冲冲积积土土 30-5030-50 壤壤质质 20 493 80 20 493 80
35-5035-50 砂砂质质 279 90 279 90
表表4-5 4-5 不同质地的土壤元素含量比较不同质地的土壤元素含量比较
二、土壤环境容量
.土壤环境容量概念土壤环境容量概念
.土壤环境容量的确定土壤环境容量的确定
（（11））土壤绝对容量土壤绝对容量((静容量静容量))
（（22））土壤年容量土壤年容量((动容量动容量))
以浓度单位表示的土壤环境年容量的计算公式为以浓度单位表示的土壤环境年容量的计算公式为
WA=K(WS—B) WA=K(WS—B)
年容量与绝对容量的关系为年容量与绝对容量的关系为
WA=K•WQ WA=K•WQ
A A：某污染物对土壤环境的输入量：某污染物对土壤环境的输入量((单位负荷量单位负荷量))
A´ A´：经过一年后：经过一年后,,被净化的量被净化的量((年输出量年输出量))
(A´/A)*100%=K: (A´/A)*100%=K:称为某污染物在某一土壤环境中称为某污染物在某一土壤环境中
的年净化率。的年净化率。
第五节 土壤污染与防治
一、一、控制和消除土壤污染源控制和消除土壤污染源
.控制和消除工业三废的排放控制和消除工业三废的排放
.控制化学农药的使用控制化学农药的使用
.合理施用化学肥料合理施用化学肥料
二、二、增加土壤容量和提高土壤净化能力增加土壤容量和提高土壤净化能力
三、三、防止土壤污染的措施防止土壤污染的措施
.利用植物吸收去除重金属利用植物吸收去除重金属
.施加抑制剂施加抑制剂
.控制氧化还原条件控制氧化还原条件
.改变耕作制度改变耕作制度
.客土、深翻客土、深翻
The End
&
Thanks
第五章 固体废弃物与环境
第一节第一节 固体废弃物概述固体废弃物概述
第二节第二节 固体废弃物的综合利用和资源化固体废弃物的综合利用和资源化
第一节 固体废弃物概述
一、一、固体废弃物概念固体废弃物概念
二、二、固体废弃物的来源和分类固体废弃物的来源和分类
三、三、固体废物的特点固体废物的特点
.资源性资源性
.污染的污染的““特殊性特殊性 ” ”
.严重的危害性严重的危害性
四、四、固体废物处理、处置和利用的原则固体废物处理、处置和利用的原则
一、固体废弃物概念
固体废弃物系指生产和生活活动中丢弃的固体、固体废弃物系指生产和生活活动中丢弃的固体、
半固体物质，包括从废水、废气中分离出来的半固体物质，包括从废水、废气中分离出来的
固体颗粒物。固体颗粒物。
在固体废物中凡具有易燃性、腐蚀性、毒性、在固体废物中凡具有易燃性、腐蚀性、毒性、
反应性、感染性的废物反应性、感染性的废物,,称为危险废物。称为危险废物。
废物是一个相对概念，在某种条件下它为废物，废物是一个相对概念，在某种条件下它为废物，
在另一种条件下却可能成为宝贵原材料。故固在另一种条件下却可能成为宝贵原材料。故固
体废物有体废物有””放在错地点的原料放在错地点的原料””之称。之称。
二、固体废弃物的来源和分类
来源：固体废弃物主要来源于人类的生产和消费活动。来源：固体废弃物主要来源于人类的生产和消费活动。
分类：按其分类：按其形状形状可分为块状、粒状、粉状和半固体可分为块状、粒状、粉状和半固体~~泥状、泥状、
浆状、糊状等废物；按其浆状、糊状等废物；按其来源来源可分为矿业废物、工业废物、可分为矿业废物、工业废物、
农业废物、城市生活垃圾等废物；按其农业废物、城市生活垃圾等废物；按其性质和危害程度性质和危害程度可可
分为有机和无机废物，一般性和危险性废物（分为有机和无机废物，一般性和危险性废物（见图见图5-15-1）。）。
对于有放射性的固体废物，在国际上单列一类，另行管理对于有放射性的固体废物，在国际上单列一类，另行管理
。
三、三、固体废物的特点固体废物的特点
●资源和废物的相对性
●富集终态和污染源头的双重性
●危害具有潜在性、长期性和灾难性
1.资源性
固体废物品种繁多、成分复杂，特别是工业废渣，固体废物品种繁多、成分复杂，特别是工业废渣，
不仅数量大，具备某些天然原料、能源所具有的物理、不仅数量大，具备某些天然原料、能源所具有的物理、
化学特性，而且比废水、废气易于收集、运输、加工化学特性，而且比废水、废气易于收集、运输、加工
和再利用；城市垃圾也含有多种可再利用的物质和一和再利用；城市垃圾也含有多种可再利用的物质和一
定热值的可燃物质。因此，近代许多国家已把固体废定热值的可燃物质。因此，近代许多国家已把固体废
物视为物视为””二次资源二次资源””或或””再生资源再生资源””。把利用废物替。把利用废物替
代天然资源作为可持续发展战略中的一个重要组成部代天然资源作为可持续发展战略中的一个重要组成部
分。分。
三、三、固体废物的特点固体废物的特点
2.污染的“特殊性 ”
固体废物除直接占用土地和空间外，其对环境固体废物除直接占用土地和空间外，其对环境
的影响通常是通过水、气和土壤进行的，是水、的影响通常是通过水、气和土壤进行的，是水、
气、土壤环境污染的气、土壤环境污染的””源头源头””，其污染途径见，其污染途径见
图图5-25-2所示。所示。
被固体废物污染的水、气、土经治理后，生成被固体废物污染的水、气、土经治理后，生成
含有污染物的污泥、粉尘、脏土等含有污染物的污泥、粉尘、脏土等””新固体废新固体废
物物””。这些。这些””新固体废物新固体废物””如不再进行彻底治如不再进行彻底治
理，则又会成为水、气、土壤环境的理，则又会成为水、气、土壤环境的””新污染新污染
源源””。如此循环污染，形成固体废物污染的。如此循环污染，形成固体废物污染的””
特殊性特殊性””。。
3.严重的危害性
工业、矿业固体废物堆积，占用了大片土地造成环境工业、矿业固体废物堆积，占用了大片土地造成环境
污染，严重影响着生态环境；生活垃圾、粪便是细菌污染，严重影响着生态环境；生活垃圾、粪便是细菌
和蠕虫等的孳生地和繁殖场，能传播多种疾病、危害和蠕虫等的孳生地和繁殖场，能传播多种疾病、危害
人畜健康；危险废物对环境污染和人体健康的危害更人畜健康；危险废物对环境污染和人体健康的危害更
加严重。这与危险废物的特性密切相关，主要表现为加严重。这与危险废物的特性密切相关，主要表现为
易燃性、腐蚀性、反应性、毒性和感染性。易燃性、腐蚀性、反应性、毒性和感染性。
1. 侵占土地，造成资源浪费:
2. 污染土壤 ：
3. 污染水体
4. 污染大气
5. 影响环境卫生
四、固体废物处理、处置和利用的原则
处理、处置和利用固体废物对维护国家的处理、处置和利用固体废物对维护国家的
持续发展有重要意义。其原则为：持续发展有重要意义。其原则为：
.减量化：减量化：
.资源化：表资源化：表5-1 5-1 美国利用几种废物再生产的环境美国利用几种废物再生产的环境
效益分析效益分析
.无害化无害化
表5-1 美国利用几种废物再生产的环境效益分析
废钢铁废钢铁 废废 铝铝 废废 纸纸 废废玻璃玻璃
节节省能源省能源
减少大气减少大气污污染染
减少水减少水污污染染
减少固体减少固体废废物物
量量
节节省用水量省用水量
47~7447~74
8686
7676
9797
4040
70~9770~97
9595
9797
100100
__
23~7423~74
7474
3535
100100
5858
4~324~32
2020
--
8080
5050
第二节 固体废弃物的综合利用和资源化
一、一、主要工矿业固体废物的利用和处理、处置主要工矿业固体废物的利用和处理、处置
二、二、危险废物的利用和处理、处置危险废物的利用和处理、处置
三、三、城市垃圾的处理、处置和利用城市垃圾的处理、处置和利用
一、主要工矿业固体废物的利用和处理、处置
.工矿业固体废物的综合利用技术工矿业固体废物的综合利用技术
（（11））用作建筑材料（表用作建筑材料（表5-25-2））
（（22））用作冶炼金属的原料（表用作冶炼金属的原料（表5-35-3））
（（33））回收能源回收能源
（（44））用作农肥、改良土壤用作农肥、改良土壤
.工矿业固体废物的处理技术工矿业固体废物的处理技术
建材品建材品种种 主要可利用的固体主要可利用的固体废废物物类类型型
水泥：用于生料配料、混水泥：用于生料配料、混
合材料、外合材料、外掺剂掺剂等等
相当于石灰成分的相当于石灰成分的废废石、石、铁铁或或铜铜的尾的尾矿矿粉粉,,，粉煤灰、，粉煤灰、锅锅炉渣、高炉渣、炉渣、高炉渣、
煤矸石，煤矸石，钢钢渣、渣、铜铜渣、渣、铅铅渣、渣、镍镍渣、赤泥、硫酸渣、渣、赤泥、硫酸渣、铬铬渣，油母渣，油母
页页岩渣、碎岩渣、碎砖砖瓦、水泥窑灰、瓦、水泥窑灰、废废石膏、石膏、电电石渣、石渣、铁铁合金渣等合金渣等
砖砖瓦：瓦：烧烧制、蒸制或高制、蒸制或高压压
蒸制蒸制砖砖瓦瓦
铁铁和和铜铜尾尾矿矿粉、煤矸石、粉煤灰、粉、煤矸石、粉煤灰、锅锅炉渣、高炉渣、炉渣、高炉渣、钢钢渣、渣、铜铜渣、渣、镍镍
渣、赤泥、硫酸渣、渣、赤泥、硫酸渣、电电石渣等；石渣等；铬铬渣、油母渣、油母页页岩渣等只能供岩渣等只能供烧烧制制
砖砖瓦瓦
砌砌块块，，墙墙板及混凝土制品板及混凝土制品 废废石膏、石膏、锅锅炉渣、高炉渣、炉渣、高炉渣、电电石渣、石渣、废废石膏、石膏、铁铁合金水渣等合金水渣等
混凝土骨料：普通混凝土混凝土骨料：普通混凝土
及及轻质轻质混凝土骨料混凝土骨料
化学成分及体化学成分及体积积固定的各固定的各种废种废石、自然或焙石、自然或焙烧烧膨膨胀胀的煤矸石、粉煤灰的煤矸石、粉煤灰
陶粒，高炉重陶粒，高炉重矿矿渣、膨渣、膨胀矿胀矿渣、膨珠、水渣、渣、膨珠、水渣、铜铜渣、膨渣、膨胀镍胀镍渣、渣、
赤泥陶粒、赤泥陶粒、烧胀页烧胀页岩、岩、锅锅炉渣、碎炉渣、碎砖砖、、铁铁合金水渣等合金水渣等
道路材料：用于道路材料：用于垫层垫层、路、路
基、基、结结构构层层、面、面层层
化学成分及体化学成分及体积积固定的固定的废废石、石、铁铁和和铜铜尾尾矿矿粉、自燃后的煤矸石、粉煤粉、自燃后的煤矸石、粉煤
灰、灰、锅锅炉渣、高炉渣、炉渣、高炉渣、钢钢、、铜铜、、铅铅、、镍镍、、锌锌渣，赤泥、渣，赤泥、废废石膏、石膏、
电电石渣等石渣等
铸铸石及微晶玻璃石及微晶玻璃 类类似玄武岩、似玄武岩、辉绿辉绿岩的岩的废废石、煤矸石、粉煤灰、高炉渣、石、煤矸石、粉煤灰、高炉渣、铜铜渣、渣、镍镍渣、渣、
铬铬渣、渣、铁铁合金渣等合金渣等
保温材料保温材料 高炉渣棉及其制品，高炉水渣、粉煤灰及其微珠等高炉渣棉及其制品，高炉水渣、粉煤灰及其微珠等
其他材料其他材料 高炉渣可作耐高炉渣可作耐热热混凝土骨料、陶瓷及搪瓷原料，粉煤灰作塑料填料，混凝土骨料、陶瓷及搪瓷原料，粉煤灰作塑料填料，
铬铬渣作玻璃着色渣作玻璃着色剂剂等等
表表5-2 5-2 可用于生产建筑材料的固体废物可用于生产建筑材料的固体废物
冶冶炼炼和回收金属和回收金属 固体固体废废物物类类型型
作作炼铁炼铁原料原料
作作炼铁炼铁熔熔剂剂
磁磁选选回收回收铁铁
回收有色金属回收有色金属
回收金回收金//锗锗//银银//铟铟
回收汞回收汞
废钢铁废钢铁、、钢钢渣、渣、钢铁尘钢铁尘泥、含泥、含铁铁量高的硫酸渣、量高的硫酸渣、
铅锌铅锌渣、渣、铜镍铜镍渣等渣等
转转炉炉钢钢渣、平炉和渣、平炉和电电炉炉还还原渣等原渣等
煤矸石、粉煤灰、煤矸石、粉煤灰、钢铁钢铁渣等渣等
铜铜、、铅铅、、锌锌、、镍镍渣和粉煤灰等渣和粉煤灰等
煤矸石、粉煤灰、煤矸石、粉煤灰、铅锌铅锌渣等渣等
盐盐泥、含汞泥、含汞废废水水污污泥等泥等
表表5-3 5-3 可用于冶炼和回收金属的固体废物可用于冶炼和回收金属的固体废物
二、危险废物的利用和处理、处置
.危险废物的管理要点危险废物的管理要点
.危险废物的主要处理技术危险废物的主要处理技术
.危险废物的主要处置技术危险废物的主要处置技术
.几种危险废物的利用几种危险废物的利用
1.危险废物的管理要点
(1)(1)定义和鉴别定义和鉴别
(2)(2)列名目表和建档列名目表和建档
(3)(3)法规和标准法规和标准
(4)(4)收集、贮存和运输收集、贮存和运输
(5)(5)危险废物的管理部门及其职责危险废物的管理部门及其职责
(2)列名目表和建档
判定危险废物，本应经过鉴别试验，但这项工判定危险废物，本应经过鉴别试验，但这项工
作十分复杂而在不少厂、点难于实现。因而不作十分复杂而在不少厂、点难于实现。因而不
少国家根据积累经验，将危险废物列成名目表，少国家根据积累经验，将危险废物列成名目表，
并以立法形式公布，使产生单位、操作人员、并以立法形式公布，使产生单位、操作人员、
环境管理者以及各有关部门便于掌握。对有条环境管理者以及各有关部门便于掌握。对有条
件进行实际监测鉴别或必需的判定，均应按技件进行实际监测鉴别或必需的判定，均应按技
术标准规定的方法作适当处理。术标准规定的方法作适当处理。
凡已判定属危险废物者，应将其数量、性质、凡已判定属危险废物者，应将其数量、性质、
去向等登记入档，分别留存在产生点、处置单去向等登记入档，分别留存在产生点、处置单
位和有关的环保部门，保存的年限位和有关的环保部门，保存的年限20~3020~30年各年各
国不等。国不等。
(4)收集、贮存和运输
已判定的危险废物，应按有关规定进行包装、已判定的危险废物，应按有关规定进行包装、
标记、登记；交运时带上注明数量、性质、有标记、登记；交运时带上注明数量、性质、有
害成分及含量、去向以及其他应注意事项等的害成分及含量、去向以及其他应注意事项等的
卡片，使废物安全地自产生点运达处置处所进卡片，使废物安全地自产生点运达处置处所进
行处置。行处置。
对危险废物确定明显标志，是使之得到专门管对危险废物确定明显标志，是使之得到专门管
理的一环。我国在化学危险品运输国标理的一环。我国在化学危险品运输国标GB190-GB190-
7373中对毒性、腐蚀性、易燃性物品规定了专门中对毒性、腐蚀性、易燃性物品规定了专门
标志标志
①①收集和包装收集和包装②②贮存贮存③③运输运输
(5)危险废物的管理部门及其职责
在制定实际可行的危险废物管理对策中，应包在制定实际可行的危险废物管理对策中，应包
括各有关方面的职责，全过程中各组成部分的括各有关方面的职责，全过程中各组成部分的
活动范围，承担的法律责任和行政措施。活动范围，承担的法律责任和行政措施。
①①管理部门管理部门
②②职责范围职责范围
3.危险废物的主要处置技术
(1)(1)焚烧法焚烧法
(2)(2)填埋法填埋法
4.几种危险废物的利用
(1)(1)含铬废物含铬废物
(2)(2)可燃性危险废物可燃性危险废物
三、城市垃圾的处理、处置和利用
.概况概况
.城镇垃圾的组成、分类和性质城镇垃圾的组成、分类和性质
.城镇垃圾的收集和运输城镇垃圾的收集和运输
.城镇垃圾的破碎和分选城镇垃圾的破碎和分选
.利用城镇垃圾进行堆肥利用城镇垃圾进行堆肥
.利用城镇垃圾制取沼气利用城镇垃圾制取沼气
.城镇垃圾的焚烧处置和热能回收城镇垃圾的焚烧处置和热能回收
.城镇垃圾的卫生填城镇垃圾的卫生填
.废旧物资的回收利用废旧物资的回收利用
1.概况
城镇垃圾的处理、处置和利用方法主要有卫生填埋、城镇垃圾的处理、处置和利用方法主要有卫生填埋、
焚烧和堆肥等，每个国家选用的方法与其垃圾的组成焚烧和堆肥等，每个国家选用的方法与其垃圾的组成
成分、技术经济水平等因素有关。从垃圾成分来看，成分、技术经济水平等因素有关。从垃圾成分来看，
有机物含量高的垃圾，宜采用焚烧法；无机物含量高有机物含量高的垃圾，宜采用焚烧法；无机物含量高
的垃圾的垃圾,,宜采用填埋法；垃圾中的可降解有机物多宜采宜采用填埋法；垃圾中的可降解有机物多宜采
用堆肥法。用堆肥法。
城镇垃圾包括城镇居民的生活垃圾、企事业单位和机城镇垃圾包括城镇居民的生活垃圾、企事业单位和机
关团体的办公垃圾、商业网点经营活动的垃圾、医疗关团体的办公垃圾、商业网点经营活动的垃圾、医疗
垃圾和市政维护管理的垃圾等。垃圾和市政维护管理的垃圾等。
我国城镇垃圾的产生量大，无害化处置率低，为防止我国城镇垃圾的产生量大，无害化处置率低，为防止
城镇垃圾污染，保护环境和人体健康，处理、处置和城镇垃圾污染，保护环境和人体健康，处理、处置和
利用城镇垃圾，具有重要意义。利用城镇垃圾，具有重要意义。
2.城镇垃圾的组成、分类和性质
(1)(1)城镇垃圾的组成和分类城镇垃圾的组成和分类
(2)(2)城镇垃圾的性质城镇垃圾的性质
.含水率含水率
.容重容重
.垃圾的热值垃圾的热值
(1)城镇垃圾的组成和分类
城镇垃圾大体可分为无机物类和有机物类，垃圾中各组分的含量与居民所城镇垃圾大体可分为无机物类和有机物类，垃圾中各组分的含量与居民所
处阶层、生活水平和习惯等因素有关，表处阶层、生活水平和习惯等因素有关，表5-55-5为同一个城市不同功能地区为同一个城市不同功能地区
的垃圾组成。的垃圾组成。
取取样样点点 金属金属 玻璃玻璃 塑料塑料 纸类纸类 织织物物 草木草木 厨余厨余 灰渣灰渣 砖砖瓦瓦 含水率含水率
普通住宅区普通住宅区
高高级级住宅区住宅区
学学 院院 区区
商商 业业 区区
大大 饭饭 店店
医医 院院
公公 园园
a.含水率
垃圾中的含水率不仅取决于垃圾的种类垃圾中的含水率不仅取决于垃圾的种类,,而且而且
还随季节的不同有所变化。垃圾的含水率用单还随季节的不同有所变化。垃圾的含水率用单
位体积垃圾的含水量占垃圾位体积垃圾的含水量占垃圾((含水含水))总重量的分总重量的分
数表示数表示,,其计算式为其计算式为: :
含水率含水率= *100%= *100%= *100%= *100%
式中式中: g-: g-单位体积垃圾的总重量单位体积垃圾的总重量,kg/m3,kg/m3；；
g′- g′-单位体积垃圾样品烘干后的重量单位体积垃圾样品烘干后的重量, ,
kg/m3kg/m3；；
W- W-单位体积垃圾的含水量单位体积垃圾的含水量, kg/m3, kg/m3。。
(2)(2)城镇垃圾的性质城镇垃圾的性质
b.容重
垃圾容重系指单位体积垃圾的重量。垃圾容重是设垃圾容重系指单位体积垃圾的重量。垃圾容重是设
计收集、清运和贮存垃圾容器以及处理垃圾构筑物计收集、清运和贮存垃圾容器以及处理垃圾构筑物
的重要参数。其值与垃圾压缩方法及压缩程度有关。的重要参数。其值与垃圾压缩方法及压缩程度有关。
表表5-65-6列出城镇垃圾不同压缩情况的容重列出城镇垃圾不同压缩情况的容重
垃垃 圾圾
容重容重(kg/m(kg/m33))
备备 注注
范范 围围 标标 准准 值值
未未压缩压缩的原始的原始态态垃圾垃圾
未未压缩压缩的园林的园林废废物物
未未压缩压缩的炉灰的炉灰 灰土灰土
运运输车压缩输车压缩后后
填埋物正常填埋物正常压缩压缩
填埋物良好填埋物良好压缩压缩
加工后加工后压缩压缩成型成型
粉碎后未粉碎后未经压缩经压缩
粉碎后粉碎后压缩压缩
90-18090-180
60-15060-150
650-830650-830
180-440180-440
360-500360-500
600-700600-700
600-1070600-1070
120-270120-270
650-1070650-1070
130130
100100
740740
300300
440440
600600
710710
200200
770770
不包括炉灰不包括炉灰
压压力力值值＜＜660t/m660t/m22
压压力力值值＜＜660t/m660t/m22
c.垃圾的热值
成成 分分
烧烧后残渣后残渣
(%)(%) 热值热值/kJ•kg/kJ•kg -1 -1 元元 素素 重重 量量/%/%
范范围围 典型典型值值 范范 围围 典型典型值值 碳碳 氢氢 氧氧 氮氮 硫硫
食品垃圾食品垃圾
废纸废纸
废纸废纸板板
废废塑料塑料
纤维纤维品品
废废橡胶橡胶
废废皮革皮革
园林园林废废物物
废废木料木料
碎玻璃碎玻璃
罐罐头头盒盒
非非铁铁金属金属
铁铁金属金属
炉灰炉灰砖砖等等
城市固体城市固体废废物物
2~82~8
4~84~8
3~63~6
6~206~20
2~42~4
8~208~20
8~208~20
2~62~6
-2
96-9996-99
90-9990-99
90-9990-99
94-9994-99
60-8060-80
55
66
55
1010
1010
1010
. 55
9898
9898
9696
9898
7070
3500-70003500-7000
11630-1800011630-18000
14000-1740014000-17400
28000-3720028000-37200
15000-1800015000-18000
20900-2800020900-28000
15000-1977015000-19770
2320-180002320-18000
17400-1970017400-19700
120-230120-230
230-1200230-1200
__
230-1200230-1200
2300-120002300-12000
9300-128009300-12800
45604560
1675016750
1630016300
3257032570
1745017450
2326023260
1745017450
65106510
1800018000
140140
700700
--
700700
70007000
1050010500
. 99
. 66
--
--
--
--
表5-7 城市垃圾热值及元素分析典型值
3.城镇垃圾的收集和运输
(1)(1)垃圾的收集和运输工具垃圾的收集和运输工具
目前各国用于收集城镇垃圾的容器多数目前各国用于收集城镇垃圾的容器多数
是用金属或塑料制成的垃圾筒、垃圾箱和塑是用金属或塑料制成的垃圾筒、垃圾箱和塑
料袋、纸袋等。运输垃圾的主要工具是汽车。料袋、纸袋等。运输垃圾的主要工具是汽车。
(2)(2)垃圾收集、运输原则垃圾收集、运输原则
第一第一，收集、输运过程应密闭，以控制污染环境。，收集、输运过程应密闭，以控制污染环境。
第二第二，最大限度地方便居民。，最大限度地方便居民。
第三第三，尽量改善清洁工人的工作条件。，尽量改善清洁工人的工作条件。
第四第四，造价及维护费用便宜，以利推广。，造价及维护费用便宜，以利推广。
(3)(3)垃圾的分类收集垃圾的分类收集
4.城镇垃圾的破碎和分选
经过破碎后的垃圾具有如下一些优点：
①可增大容重,减少容积。②有利于填埋
处置时压实垃圾土层,加快复土还原工程
的速度。③对垃圾分类分拣有利, 易通过
磁选等方法回收高品位金属。④有利于
用焚烧法处置垃圾,提高垃圾焚烧热效率。
垃圾破碎通常是采用颚式、锤式、滚压
式、撕裂式和剪切式破碎机等进行破碎。
垃圾的分选方法有手工分选、风力和重
力分选、筛分分选、浮选、光分选、静
电分选和磁力分选等。下表列出各种分
选方法的适用范围。
分分选选方法方法 预处预处理要求理要求 分出的品分出的品种种 功功 能能
手工分手工分选选
风风力力//重力重力
筛筛分分
浮浮选选
光光选选
静静电电
磁力磁力
无无
破碎破碎
破碎破碎
破碎破碎//风风力力
破碎破碎//风风力力
破碎破碎,,湿洗湿洗
纸纸//木材木材//金属金属
可燃物可燃物//金属金属
玻璃碎片玻璃碎片
玻璃碎片玻璃碎片
玻璃碎片玻璃碎片
玻璃碎片玻璃碎片
铁铁 类类
使使轻轻((纸纸等可燃物等可燃物))
重重((玻璃玻璃,,金属等金属等))分分开开
从重物中分离从重物中分离开开
表表 5-8 5-8 各种分选方法的适用范围各种分选方法的适用范围
5.利用城镇垃圾进行堆肥
(1)(1)垃圾堆肥分类和堆肥过程垃圾堆肥分类和堆肥过程
(2)(2)堆肥要素堆肥要素
影响堆肥品质的要素较多影响堆肥品质的要素较多,,主要的有以下几点主要的有以下几点
::
.有机物含量有机物含量
.空气含量空气含量
.碳分碳分
.水分水分
. PH PH
.好氧堆肥工艺过程好氧堆肥工艺过程
6.利用城镇垃圾制取沼气
沼气是有机物中的碳化物、蛋白质、脂肪等在一定的沼气是有机物中的碳化物、蛋白质、脂肪等在一定的
温度、湿度、温度、湿度、PHPH的厌氧环境中，经过沼气细菌的发酵的厌氧环境中，经过沼气细菌的发酵
作用，而生成的一种可燃气体。沼气发酵过程可分为作用，而生成的一种可燃气体。沼气发酵过程可分为
液化、产酸和生成甲烷三个阶段。控制沼气发酵的主液化、产酸和生成甲烷三个阶段。控制沼气发酵的主
要因素有：要因素有：
(1)(1)需要丰富的沼气菌种需要丰富的沼气菌种
(2)(2)保持严格的厌氧环境保持严格的厌氧环境
(3)(3)选用适宜的发酵原料配比选用适宜的发酵原料配比
(4)(4)选定适宜的干物浓度选定适宜的干物浓度
(5)(5)选定适宜的发酵温度选定适宜的发酵温度
(6)(6)选择适宜的选择适宜的PHPH
7.城镇垃圾的焚烧处置和热能回收
采用焚烧法处置城镇垃圾，可以使垃圾减重、减容，采用焚烧法处置城镇垃圾，可以使垃圾减重、减容，
并可以使某些有害组分分解和去除，因此，焚烧是比并可以使某些有害组分分解和去除，因此，焚烧是比
较理想的处置方法。较理想的处置方法。
(1)(1)垃圾的焚烧垃圾的焚烧
(2)(2)垃圾的焚烧垃圾焚烧热能的回收垃圾的焚烧垃圾焚烧热能的回收
8.城镇垃圾的卫生填埋
(1)(1)垃圾填埋后的产物垃圾填埋后的产物
(2)(2)抗渗层构造抗渗层构造
(3)(3)卫生填埋作业方法卫生填埋作业方法
(4)(4)垃圾卫生填埋场关闭后的管理垃圾卫生填埋场关闭后的管理
(1)垃圾填埋后的产物
.气体气体
垃圾在填埋开始阶段垃圾在填埋开始阶段,,将进行好氧分解将进行好氧分解,,产生以产生以CO2CO2为为
主的气体；随着垃圾被压实后空气量减少主的气体；随着垃圾被压实后空气量减少,,氧气被耗氧气被耗
尽尽,,垃圾的厌氧分解开始垃圾的厌氧分解开始,,并产生并产生CH4CH4、、N2N2、、H2H2、、
CO2CO2及硫化物等。这个过程约延续及硫化物等。这个过程约延续2020年。年。
.浸出液浸出液
垃圾中可降解的有机物分解时产生的液体和施工过垃圾中可降解的有机物分解时产生的液体和施工过
程中流进填埋场的地表水、雨雪水等共同组成填埋程中流进填埋场的地表水、雨雪水等共同组成填埋
浸出液。浸出液的成分随垃圾组成的不同有很大变浸出液。浸出液的成分随垃圾组成的不同有很大变
化。化。下表下表为一般填埋场浸出液中典型化学成分。为一般填埋场浸出液中典型化学成分。
成成 分分 变变化范化范围围 典型典型
值值
成成 分分 变变化范化范围围 典型典型值值
BODBOD55
TOCTOC
CODCOD
总悬总悬浮物浮物
氨氨态态氮氮
有机氮有机氮
硝酸硝酸盐盐
总总 磷磷
正正 磷磷
碱度碱度((以以
CaCOCaCO33
表示表示))
2000~30002000~3000
15000~200015000~2000
00
3000~450003000~45000
200~1000200~1000
10~80010~800
10~60010~600
5~405~40
1~701~70
1~501~50
1000~100001000~10000
1000010000
60006000
1800018000
500500
200200
200200
2525
3030
2020
30003000
PHPH
总总硬度硬度((以以CaCOCaCO33
表示表示))
CaCa
MgMg
KK
NaNa
ClCl
NN
总总FeFe
~~
3000~10003000~1000
00
200~30000200~30000
50~150050~1500
200~2000200~2000
200~2000200~2000
100~3000100~3000
100~1500100~1500
50~60050~600
66
35003500
10001000
250250
300300
500500
300300
600600
--
表表5-95-9填埋场中浸出液典型化学成分填埋场中浸出液典型化学成分 单位单位:mg/L:mg/L
(2)卫生填埋作业方法
根据场地条件的不同根据场地条件的不同,,可采用下列作业方法：可采用下列作业方法：
①①平面作业法平面作业法
平地填埋场可采用此作业法。平地填埋场可采用此作业法。
②②坑填作业法坑填作业法
利用天然洼地、峡谷、沟壑、矿坑等进行垃圾填埋。利用天然洼地、峡谷、沟壑、矿坑等进行垃圾填埋。
③③沟填作业法沟填作业法
在地下水位低并有厚土层的场地在地下水位低并有厚土层的场地,,可采用此法作业。可采用此法作业。
④④斜坡作业法斜坡作业法
该法利用山坡地带填埋该法利用山坡地带填埋//占地少占地少//填埋量大，较经济。填埋量大，较经济。
(3)垃圾卫生填埋场关闭后的管理
垃圾卫生填埋场关闭后的管理要求与危险废物垃圾卫生填埋场关闭后的管理要求与危险废物
安全填埋场相同，只是待其稳定安全填埋场相同，只是待其稳定((一般约一般约20a20a时时
间间))之后，可以将其作为运动场、公园等的场之后，可以将其作为运动场、公园等的场
地使用，但不应成为人长期活动的建筑用地。地使用，但不应成为人长期活动的建筑用地。
9.废旧物资的回收利用
废旧物资是城市垃圾中一个特殊的大类，所谓废废旧物资是城市垃圾中一个特殊的大类，所谓废
旧物资系指从城市居民、工厂企业、机关团体收购的旧物资系指从城市居民、工厂企业、机关团体收购的
物主不再使用，但有利用价值的弃物。回收利用废旧物主不再使用，但有利用价值的弃物。回收利用废旧
物资不仅可以减少其对环境的污染，也提高了资源的物资不仅可以减少其对环境的污染，也提高了资源的
利用率，是一个很好的办法。利用率，是一个很好的办法。
The End
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第六章 全球环境问题
第一节第一节 全球气候变暖问题全球气候变暖问题
第二节第二节 酸雨问题酸雨问题
第三节第三节 臭氧层破坏问题臭氧层破坏问题
第四节第四节 生物多样性损害生物多样性损害
第一节 全球气候变化
一、一、温室效应温室效应（（Greenhouse EffectGreenhouse Effect ）） ：：
大大气气层层本本身身具具有有的的属属性性。。它它是是确确保保地地球球气气温温总总能能维维
持持在在相相对对稳稳定定范范围围的的保保障障，，而而不不会会出出现现其其它它星星球球的的剧剧烈烈
冷热变化。冷热变化。
二、全球气候变暖的特征：
近百年来，全球气温呈上升趋势，平
均升温为℃
全球气温的变化不呈直进式，而是呈
现冷暖交替的波动
三、全球气候变暖的原因三、全球气候变暖的原因：：（（温室气体的排放）温室气体的排放）
主主要要指指：：二二氧氧化化碳碳、、臭臭氧氧、、甲甲烷烷、、氟氟里里昂昂、、
一氧化碳等一氧化碳等
对地球辐射热量的收支平衡起重要作用对地球辐射热量的收支平衡起重要作用
1）CO2:主要来源于以下：：
燃燃料料的的使使用用：： 石石油油、、天天然然气气、、煤煤等等化化石石燃燃
料的使用料的使用
水泥的生产水泥的生产
不不合合理理的的土土地地利利用用，，改改变变并并破破坏坏植植被被的的自自然然
排放排放
2)CH4
主要来源：沼气、稻田以及工业生产
CH4 的温室效应为CO2的20倍
3)N2O
主要来源：化肥的使用、燃料的使用
年增长率：%
4)O3: 在大气中的浓度仅次于CO2
四、全球变暖的危害
第第一一，，它它会会使使全全球球降降水水量量重重新新分分配配，，冰冰川川和和冻冻土土融融
化，海平面上升。化，海平面上升。
第二，森林、湿地和极地冻土等生态环境的破坏。第二，森林、湿地和极地冻土等生态环境的破坏。
第三，第三，气候带移动气候带移动: :
干旱干旱 森林面积锐减森林面积锐减
五、控制的综合对策
1）调整能源战略：
提高能源利用率，向清洁生产转化：
2) 绿化对策
3) 控制人口，提高粮食产量，限制毁林
4) 加强环境意识教育，促进全球合作
能源战略的调整
采用高效能转化设备采用高效能转化设备
采用低耗能工艺采用低耗能工艺
改进运输，降低油耗改进运输，降低油耗
推出新型高效家电推出新型高效家电
改进建筑保温改进建筑保温
利用废热、余热集中供暖，可节能利用废热、余热集中供暖，可节能3030％％
加强废旧物质回收利用加强废旧物质回收利用
采用新能源：太阳能、核能、风能、地热能等采用新能源：太阳能、核能、风能、地热能等
第二节 酸雨（acid rain）
.定义：酸雨是大气污染后产生的酸性沉降物。定义：酸雨是大气污染后产生的酸性沉降物。
指指PHPH值〈值〈 的降水、包括雨、雪、霜、的降水、包括雨、雪、霜、
雹、雾和露等各种降水形式。雹、雾和露等各种降水形式。
2.形成原因:酸雨的成因是一种复杂的大
气化学和大气物理现象。由于燃料燃烧
和天然排放的SO2和NOx所造成的。
3.酸雨的形成
的氧化途径：
2SO22 + 2H22O + O2
催化剂
2H2SO4
2. NOx 氧化途径
4.主要的酸雨区
1) 北美、欧洲大陆、中国西南与华南地区
2)潜在的酸雨发展区域：
非洲东部、东南亚
5.酸雨的危害
1) 长距离输送的影响
2)引起水生态系统结构上的改变，导致水生
生物群落结构趋于单一化。
3) 导致土壤酸化，使土壤贫瘠。
4)腐蚀建筑物、金属材料、桥梁水坝、
工业装备、供水管网、电缆等及名胜古迹。
5)对森林的影响
6.酸雨的控制对策
1)1)使用低硫燃料和改进燃烧装置使用低硫燃料和改进燃烧装置
2)2)脱硫脱氮技术的研究和使用脱硫脱氮技术的研究和使用 ：：
烟道气脱硫脱氮烟道气脱硫脱氮
3)3)控制汽车尾气排放控制汽车尾气排放
4)4)能源的转化及燃料的代换：能源的转化及燃料的代换：
清清洁洁能能源源的的使使用用，，能能源源结结构构的的改改变变，，降降低低含含硫硫燃燃
料的使用比例等料的使用比例等。。
第三节 臭氧层破坏（OZONE HOLE）
1.臭氧层的作用—地球的“保护伞”
平流层中的臭氧：吸收紫外线
对流层中的臭氧：为温室气体
臭氧洞：臭氧洞：
- - 出现时间－每年出现时间－每年99月－月－1111月月
表现：：
臭臭氧氧层层出出现现浓浓度度减减少少区区域域，，对对紫紫外外线线的的抵抵挡挡
功能削弱；功能削弱；
发生地区：：
1984 南极上空首次
1989 北极上空 首次
其它地区也有类似情况出现
2.臭氧层破坏的原因
人类过多使用氟氯烃（CFCS）
影响臭氧浓度的物理化学过程：
E:%5CVIDEO2%5C%E4%BA%A7%E7%94%9F%E8%87%AD%E6%B0%A7%E7%A9%BA%E6%B4%9E%E6%9C%BA%E7%90%
E:%5CVIDEO2%5C%E9%85%B8%E9%9B%A8%E7%9A%84%E5%8D%B1%E5%AE%
影响臭氧层物质的来源影响臭氧层物质的来源
3.臭氧层的变化对人类的影响
1)1)对人体健康的影响（对人体健康的影响（UV-BUV-B的影响）：的影响）：
.损坏人体的免疫系统，使呼吸道疾病增加损坏人体的免疫系统，使呼吸道疾病增加
.可破坏蛋白质与可破坏蛋白质与DNADNA结构，引发皮肤癌结构，引发皮肤癌
.可使眼睛受损，白内障发病率增高可使眼睛受损，白内障发病率增高
2)2)对植物的影响对植物的影响
3)3)对对水水生生生生态态的的影影响响：：破破坏坏生生态态系系统统、、影影响响植植物物
光合作用，导致农作物减产，引发粮食危机。光合作用，导致农作物减产，引发粮食危机。
4)4)对对其其它它方方面面的的影影响响：：过过量量紫紫外外线线照照射射，，将将使使塑塑
料料、、高高分分子子材材料料容容易易老老化化和和分分解解，，导导致致全全球球气气
候变暖。候变暖。
4.控制对策
提高利用效率，降低操作损失
回收和再循环
改进CFCS产品
非CFCS产品的替代品
“蒙特利尔条约”：
限制CFCS的生产和使用
The End
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第七章 环境问题原由剖析
第一节第一节 人口与环境人口与环境
第二节第二节 能源与环境能源与环境
第一节 人口与环境
一、人口增长的特点及世界人口的现状
1.世界人口数量大，增长速度快
2.世界人口分布极不平衡，发展中国家人口增长速
度快
3.发达国家人口增长缓慢，出现人口的老龄化。
1750—2050年世界人口增长趋势和预测示意图
世界人口增长特点
随经济的发展而有所不同
年龄结构两级分化
城市人口急剧膨胀
中国人口发展特点
人口增长速度快
农村人口比重大
人口城市化加快
人口老龄化
男女性别比偏高
人口分布不均
人口素质亟待提高
中国历史上的人口增长
人口增长对环境造成的压力
环境对人口的承载能力有限
人口增长对自然资源的压力
二.人口剧增的后果
1.粮食供应不足
2.环境严重损害
3.使社会生态环境急剧恶化
第二节：能源与环境
一、 能源资源概述
二、 能源资源的消费
三、 能源资源的可持续利用
一 、能源资源的概述
（一）、能源的概念：指提供可用能量的资源
（二）、分类：
1、根据来源划分为：太阳能、地球能、天体之间
的能量
2、根据利用方式：一次能源、二次能源
3、根据利用的历史状况：常规能源、新能源
4、根据再生性：可再生能源、不可再生能源
二、 能源资源的消费
（一）、世界能源的消费特点
（二）、中国能源发展和面临的问题
（一）、世界能源的消费特点
11、能源主要来自一次不可再生能源、能源主要来自一次不可再生能源
世界能源消费：煤世界能源消费：煤34%34%、石油、石油42%42%、天然气、天然气24%24%
22、能源消耗水平差异甚大、能源消耗水平差异甚大
占世界占世界1/41/4的工业化国家消耗能源的的工业化国家消耗能源的3/43/4。。
其中占世界人口其中占世界人口5%5%的美国，能源消耗却占的美国，能源消耗却占
世界的世界的25%25%。占世界人口。占世界人口15%15%的印度，能的印度，能
源消耗只占世界的源消耗只占世界的%%。中国的人均能源。中国的人均能源
消耗不到世界人均能耗的消耗不到世界人均能耗的1/31/3。。
33、世界能源在继续增长、世界能源在继续增长
（二）、中国能源发展和面临的问题
1、中国能源的发展
建国以来，中国的经济总量和能源消费都出现了较大幅度
的增长。中国实际GDP(以1990年人民币不变价格计算)由
1953年的1 613亿元增加到1978年的6 580亿元，改革开放后
中国经济增长迅猛，2005年实际GDP达到74 510亿元。1953
～1978年和1979～2005年两个不同历史阶段中国实际GDP
的增长率分别为%、%。中国能源消费量从1953年
的5 411万吨标准煤增加到1978年的57144万吨标准煤，再增
长到2005年的222000万吨标准煤，年均增长速度分别为
%、%。
中国的人均能源消费量也在不断上升，中国的人均能源消费量也在不断上升，19531953年，中国人年，中国人
均能源消费量为均能源消费量为标准煤，标准煤，19781978年人均能源消费量为年人均能源消费量为
标准煤，到标准煤，到20052005年中国人均能源消费量为年中国人均能源消费量为标准煤。标准煤。
2、中国能源问题
（1）、人均能源资源和人均消费量不足
（2）、能源资源分布不均
（（33）、能源构成以煤为主）、能源构成以煤为主
煤71%、
石油27%、
天然气%
（4）、工业部门消耗能源占有很大比例
中国与其他国家2004年单位GDP能源消耗比较表
国国
家家
中中
国国
日日
本本
法法
国国
德德
国国
英英
国国
美美
国国
能能
耗耗
比比
11 1/11/1
1/
77
1/
77
1/
33
1/
33
（三）、能源利用对环境的影响
1、城市大气污染
近些年来随着工业的发展，污染物排放和城市悬浮物大量增加，直接导致了能见度
降低，使得整个城市看起来灰蒙蒙一片。目前，在我国的部分区域存在着4个明显的大
气棕色云区，即灰霾严重地区：北部的黄、淮、海地区；东部的长江三角洲；四川盆地
；珠江三角洲。灰霾的日趋严重导致这四个区域空气浑浊，能见度恶化，对城市和都市
人的危害越来越大。
2、增加了大气中CO2的积累
大气中CO2 按体积是每100万大气单
位有280个单位的CO2 。由于矿物燃
料的燃烧，1980年已达到了340个单
位，预计到21世纪中期至末期，其数
量将达到360个单位。如果大气中CO2
浓度增加1倍，由于其温室效应，全球
平均表面温度将上升-3℃，极地温
度可能上升6-8℃，这样的温度可能导致
海平面上升20-140cm，将对全球许多国
家的经济、社会产生严重影响。
3、酸雨
世界三大酸雨区分布图
如同温室效应一样，酸雨也
是一个全球性的重大区域性
问题。SO2、NOx 等污染
物通过大气传输，在一定条
件下形成大面积酸雨，改变
酸雨覆盖的土壤性质，危害
农作物和森林生态系统，改
变湖泊水库的酸度，破坏了
水生生态系统，腐蚀材料，
造成重大经济损失。酸雨还
导致地区气候改变，造成难
以估量的后果。
2007年1月全国酸雨强度等级分布
4、核废料问题
世
界
上
有
核
国
家
的
核
武
器
发展核能技术，尽管
在反应堆方面已经有
了安全保障但在世界
范围内的民用核能计
划的实施，以产生了
上千吨的核废料。这
些核废料的最终处理
问题并没有完全解决，
在数百万年里仍将保
持有强放射性。
三、能源资源的可持续利用能源资源的可持续利用
1、综合能源规划与管理
2、提高能源效率与节能
3、推广少污染的煤炭开采技术和清洁煤技术
4、开发利用新能源和可再生能源
The End
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第八章 解决环境问题的环境科学技术
第一节第一节 环境影响评价环境影响评价
第二节第二节 环境规划环境规划
第三节第三节 其它科学技术其它科学技术
第一节 环境影响评价
一、 环境影响评价的概念
二、 环境影响评价在环境保护中的作用
1. 保证建设项目街和布局的合理性
2. 指导环境保护设计,强化环境管理
3. 为区域的社会经济发展提供导向
4. 促进相关环境科学技术的发展.
第二节环境规划
一、环境规划概述
二、环境规划作用
环境规划正是为了有计划的合理安
排和调整人类的社会经济活动，协调经
济发展与环境保护的关系，确保国民经
济和社会的持续、稳定的发展同时，又
能防止环境污染和生态破坏。
第三节 环境管理
一、一、概述：概述：
二、二、环境管理的含义环境管理的含义
三、三、环境管理的作用环境管理的作用
第一，对损害环境质量的人类活动施加影响；第一，对损害环境质量的人类活动施加影响；
第二，协调发展与环境的关系；第二，协调发展与环境的关系；
第三，环境制约生产。第三，环境制约生产。
第四节 其它环境科学技术
环境监测、环境工程、环境信息系统
环境法学、环境经济学、环境生物学等
