环境工程原理绪论

环境工程原理绪论本章主要内容一、人类与环境二、环境科学与环境工程学三、环境工程原理课程的性质、内容和任务四、环境工程原理的特点一、人类与环境环境：是与某个中心事物（人类或地球上所有生物)相关的周围事物的总称。环境自然环境：是指间接或者直接影响到人类和生物的所有自然组成的物质、能量和自然现像的总体，是人类赖以生存、生活、生产所需的自然条件和自然资源的总称。包括阳光、空气、水、土壤、岩石、温度等自然因素，也包括微生物、高等生物等。社会环境：是指人工创造的用于人类生活的各种客观条件。环境问题的产生：产业革命以后，生产力飞速发展、技术水平迅速提高、人口迅速增长，人类活动的范围和强度逐渐增强和扩展，人类与环境的矛盾以及由此带来的环境问题也日趋突出。一、人类与环境环境问题的发生有一个从轻到重、从局部到区域到全球的发展过程:(1)工业革命以前的阶段：人类早期的生产活动比较简单，人口少、活动规模小，对环境影响不大，而且自然界有一定的自我调节能力，所以并没有发生严重的环境问题。(2)环境的恶化阶段：工业革命至20世纪50年代以前，是环境问题发展恶化的阶段。这一阶段，生产力迅速发展、机器广泛使用，大幅度提高劳动生产率，同时也带来了新的环境问题，大量的废弃物污染环境。环境的恶化阶段：工业革命至20世纪50年代以前，是环境问题发展恶化的阶段。这一阶段，生产力迅速发展、机器广泛使用，大幅度提高劳动生产率，同时也带来了新的环境问题，大量的废弃物污染环环境的恶化阶段：工业革命至20世纪50年代以前，是环境问题发展恶化的阶段。这一阶段，生产力迅速发展、机器广泛使用，大幅度提高劳动生产率，同时也带来了新的环境问题，大量的废弃物污染环环境的恶化阶段：工业革命至20世纪50年代以前，是环境问题发展恶化的阶段。这一阶段，生产力迅速发展、机器广泛使用，大幅度提高劳动生产率，同时也带来了新的环境问题，大量的废弃物污染环环境的恶化阶段：工业革命至20世纪50年代以前，是环境问题发展恶化的阶段。这一阶段，生产力迅速发展、机器广泛使用，大幅度提高劳动生产率，同时也带来了新的环境问题，大量的废弃物污染环一、人类与环境（3）环境问题的第一次爆发：到20世纪50、60年代以来，工业发达国家环境污染达到了严重的程度，直接威胁到了人们的民生安全，激起了人民的强烈不满，也影响了经济的顺利发展。（4）环境问题的第二次高潮：20世纪80年代初，随着环境污染的加剧和大范围的生态破坏，出现了酸雨、臭氧层破坏和温室效应等全球性的环境问题，严重的威胁到了人类的生存和发展，全世界都对此表示不安。一、人类与环境环境问题的三种类型消耗型：环境中摄取某种资源而引起的所有问题，如矿物、生物、森林资源急剧减少污染型：向环境排放污染物引起的所有问题，如水、大气、土地等污染破坏型：所有引起环境结构变化的问题，如生态系统的破坏、景观的破坏等。一、人类与环境当前世界环境的主要问题：1.人口问题：人类为了供养如此大量的人口，需要消耗大量的自然资源。如耕地、能源、矿产等，同时在生产过程中废弃物排放量也增大了，加重了环境污染。资源的消耗、废弃物的排放都超过了地球环境的合理承载能力，必然造成环境破坏。2.资源问题3.生态环境的破坏4.大气环境污染：酸雨，臭氧层破坏，温室效应一、人类和环境1、比利时马斯河谷烟雾事件马斯河谷是比利时境内马斯河旁一段河谷地段，中部低洼，两侧百米高山对峙，河谷处于狭长的盆地之中。当时马斯河谷地区是比利时一个重要的工业区，许多重型工厂分布在这里，包括炼焦、炼钢、电力、玻璃、硫酸、化肥等工厂。虽然该工业区为比利时的经济发展做出了巨大贡献，但人们却不会想到，一场从未见识的灾难即将来临。1930年12月1日到15日，整个比利时被大雾笼罩。由于特殊的地理位置，马斯河谷上空出现了很强的逆温层。这种现象使大气中烟尘积存不散，造成大气污染。在其作用下，马斯河谷工业区内13个工厂排放的大量烟雾弥漫在河谷上空无法扩散，有害气体在大气层中越积越多。12月3日这一天雾最大，加上工业区内人烟稠密，整个河谷地区的居民有几千人生病。病人的症状表现为胸痛、咳嗽、呼吸困难等。一星期内就有60多人死亡，其中以原先患有心脏病和肺病的人死亡率最高。许多家畜也因类似病症大量死亡。一、人类和环境2、美国洛杉矶光化学烟雾事件第二次世界大战爆发后，洛杉矶的飞机制造和军事工业迅速发展，很快成为美国第三大城市。随着工业发展和人口剧增，20世纪40年代初，洛杉矶就已有汽车250万辆，每天消耗汽油1600万升。由于汽车漏油、汽油挥发、不完全燃烧和汽车尾气，每天大量废气向城市上空排放。而这些废气，在5月至10月的强烈阳光作用下，常会发生光化学反应，生成淡蓝色光化学烟雾。这种烟雾中含有臭氧、氧化氮、乙醛和其他氧化剂，滞留市区久久不散。在1952年12月的一次光化学烟雾事件中，洛杉矶市65岁以上的老人死亡400多人。1955年9月，由于大气污染和高温，短短两天之内，65岁以上的老人又死亡400余人，许多人出现眼睛痛、头痛、呼吸困难等症状。直到20世纪70年代，洛杉矶市还被称为“美国的烟雾城”。一、人类和环境3、日本“水俣病”事件在日本九州有个名为水俣的小镇，在小镇西面，有个较大的海湾名为“水俣湾”。1925年，日本氮肥公司在此建了一个分厂，生产氮肥等化学产品，而灾难也由此开始了。1950年，在水俣湾附近的渔村中，人们突然发现一些莫名其妙的疯猫。它们一开始走路摇摇晃晃，还不时出现抽筋麻痹等症状，最后跳入海中溺死。后来，水俣湾出现了一个生怪病的居民，开始时他只是口齿不清、步态不稳，后来发展到耳聋眼瞎，全身麻痹。他时而酣睡，时而兴奋无比，最后高叫着死去。1956年4月，又有50多名患者相继住进医院，这时，人们才关注起此事。原来，罪魁祸首就是日本氮肥公司水俣分厂排出的废水。这些废水中含有大量的甲基汞毒水废渣，排放到水俣湾的海水中，使鱼虾体内含有了这些毒素。当地居民常年吃这些带毒的鱼虾后，大脑和神经系统受到损伤，轻者眼神呆滞，常流口水；重者手脚不停颤抖，发作起来就狂蹦乱跳。由于这种怪病发生在水俣地区，因而被称为“水俣病”。据1972年日本环境厅统计，水俣地区的患者有180多人，其中有50多人死亡。而实际上，受害居民高达1万人。重点城市污染物浓度年际比较2010年全国降水pH年均值等值线图土法炼焦烟尘、粉尘污染全国水土流失面积356万km2全国沙化土地面积约100万km2森林覆盖率16.5%（世界平均29.6%）草地退化面积达62%一、人类和环境人类环境保护史上的三个路标1972年斯德哥尔摩的联合国人类环境会议1972年6月5日在瑞典召开。《只有一个地球》《人类环境宣言》1972年12月15日成立联合国环境规划署（UNEP），总部设在肯尼亚首都内罗毕。建议联合国大会将这次会议的开幕日定为“世界环境日”，同年10月，第二十七届联合国大会接受这一建议，每年发布该年主题，发表环境状况年度报告书。联合国环境规划署标志一、人类和环境1992年里约热内卢的联合国环境与发展大会1992年6月5日在巴西召开。提出“可持续发展”的概念——“里约精神”通过并签署了五个重要文件：《里约环境与发展宣言》《21世纪议程》《关于所有类型森林问题的不具法律约束的权威性原则声明》《气候变化框架公约》《生物多样性公约》一、人类和环境2002年的约翰内斯堡可持续发展首脑会议2002年8月26日在南非召开。(全球环境问题）环境退化速度放慢，但总体上全球环境恶化趋势仍没有得到扭转。二、环境科学与环境工程学挑战：环境是人类进行生产和生活的场所，是人类生存和发展的基础。当代社会的发展，人类活动对环境的影响空前强化，环境污染和生态环境的破坏已经达到危险的程度，环境和环境问题已向人们提出了挑战。环境科学是在现代社会经济和科学发展过程中逐步形成的一门新兴的综合性学科。主要任务是：研究在人类活动的影响下，环境质量变化规律和环境变化对人类生存的影响，以及保护和改善环境质量的理论、技术和方法。环境工程学：它主要研究运用工程技术和有关学科的原理和方法，保护和合理利用自然资源，防治环境污染，以改善环境质量的学科。环境工程的主要内容包括大气污染防治工程、水污染防治工程、固体废物的处理和利用，以及噪声控制等。环境工程学还研究环境污染综合防治的方法和措施，以及利用系统工程方法，从区域的整体上寻求解决环境问题的最佳方案。环境问题物理学环境物理学环境化学环境工程学生物学环境生物学二、环境科学与环境工程学环境学基础环境学环境数学环境物理学环境化学环境生态学环境毒理学环境地质学环境控制学环境工程学应用环境学环境医学环境法学环境工效学环境污染综合防治技术与环境规划环境污染防治工程技术与原理环境系统工程环境水利工程环境社会学大气污染防治工程水污染防治工程固体废物治理及利用工程核工业环境工程噪声及热污染防治工程环境科学环境声学辐射污染及其控制热污染及其控制《环境工程原理》与其它学科的关系环境工程原理化工原理传递过程原理原理流体力学工程学环境工程学化工原理传递过程原理反应工程流体力学生物工程工程学三、该课程的性质、内容和任务•建立在数学、物理、物理化学、制图和计算机技术等学科基础上的一门技术基础课。性质•以一些物理过程为研究对象，研究物理过程中的原理、基本概念、基本理论、典型设备等在环境工程中的应用。内容•主要任务是：使学生获得单元操作过程的基本原理、基本理论和应用能力。任务四、环境工程原理课程的特点1•过程影响多2•过程制约条件多3•安全因素要考虑4•效益是评价工程合理性的最终判据5•理论分析、工业性实验与实验数据并重课程要求1.按时完成老师布置的作业2.上课后对课程的意见积极的通过学习委员向老师反馈。3.本课程考查办法：平时40%:出勤率+作业+课堂表现考试成绩60%