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环境问题与材料、能源、信息并列为现代文明的四大支柱，又与人口、粮食、资源等问题并列为人类面临的四大挑战。据国家环保总局网站消息，国家环保总局和国家统计局2006年09月07日联合发布了《中国绿色国民经济核算研究报告2004》。这是中国第一份经环境污染调整的GDP核算研究报告。研究结果表明，2004年全国因环境污染造成的经济损失为5118亿元，占当年GDP的3.05%。8.1环境污染与化学一、环境概念1．自然环境包括大气、水、土壤、岩石以及存在于其交界处的生物圈和阳光，它们组成环境的结构单元进而构成环境整体。2．人类活动环境①大环境。与人类生存直接有关的大气层（高20公里）、水层和土层（深10公里）范围内人人共享的环境物质之总和。②小环境。任何个人活动的空间如工厂车间、办公室、农村田野、实验室、课堂、宿舍、居室等，亦称工作和生活环境。③外环境。大环境和小环境的总称。④区域环境。指地区、行业的特有环境问题的概括，如城市环境、旅游环境等。1环境问题环境问题指环境效应及某些特殊病态。（1）环境效应①生态效应这是一种环境生物效应，主要指保持生态平衡，即在一段时期内环境中物质循环和能量流动状态应保持相对稳定，特别要保护自然资源如土地、森林和水这些基础资源，在保证更新的前提下合理开发和利用。②温室效应这是一种全球性的环境物理和化学效应，认为大气中二氧化碳的积累，吸收了地面向太空的热辐射，保持了地面空气有较高的温度。温度如果继续升高，将使海洋水位增高，淹没部分大陆。③热岛效应这是一个区域环境物理和化学效应，主要指城市地区由于人口稠密、工业集中造成温度高于周围地区的现象。（2）环境疾病①城市病指现代化和城市化使人类疾病类型发生改变的现象。原因主要在于大气和水质污染。首先，大气污染集中在城市，使呼吸道疾病显著增加。如上海（国际性大都市）等大城市的高楼病、肺癌发病率高，饮水不洁或缺水是50多种水质病患（如氟骨症、传染性肝炎）流行和传播的主因。②职业病各行各业由于小环境的影响有不同的职业病，如粉尘引起硅肺。某些化工厂的一氧化碳、烟雾引发心纹痛，雷达、射频设备引起电磁辐射病（白内障、心律不齐、神经衰弱等）。③地方病指发生在某一特定地区，同当地自然环境有密切关系的疾病，由环境的化学和生物效应引起。如一个地区碘元素分布异常，可引起地方性甲状腺肿或地主性克汀病。氟元素过多会引起地方性氟中毒，还有原因尚待研究的克山病、大骨节病（估计与钼、硒含量失衡有关）等。8．2室内环境与化学一、环境舒适度所谓环境舒适度是指人在一定环境中主观感受到的快慰。主要因素有阳光、空气、微气候等，当然也与一些个体因素如肥胖程度、汗腺功能甚至脾气禀赋有关。1．阳光的化学（1）杀菌作用阳光中的紫外线与人体健康关系极为密切。如不正确利用阳光，也会有害健康，因为紫外线的过度作用可致皮肤癌。（2）维D合成阳光中具有促进人体合成维D的紫外线，从而抗佝偻病。孕妇和婴幼儿晒太阳十分重要，紫外线有“太阳维生素”的雅称。（3）红斑作用红斑作用的功能是能使皮肤血液流畅，并通过刺激皮肤末稍的神经感受器，全面增进人体生理功能，加强机体的免疫反应能力。成人每天接受日照紫外线辐射不应低于1/8红斑剂量，儿童应不少于1/4红斑剂量。（最低红斑剂量：皮肤在日晒后发红医学上称为“红斑症”，这是皮肤对日晒作出的最轻微的反应。最低红斑剂量，是皮肤出现红斑的最短日晒时间。）（4）晒焦作用即黑色素的沉积，可使大部分太阳辐射线特别是其短波部分被皮肤表面吸收，阻止其透入深部组织。受照射的表层皮肤则由于吸收射线而温度升高，通过表面血管舒张及出汗，增加体表散热，使机体和环境达到代谢平衡2．空气的化学我们的生命离开空气几分钟就会死亡，比挨饿忍渴的时间短得多。我们呼吸的空气量每天约为13－14公斤，比食物（1公斤）和饮水（2公斤）的量大得多，因此保证我们直接呼吸的即室内及居室周围的空气质量极其重要。（1）清洁空气的概念清洁空气除了要符合一定的污染物允许标准（包括能见度、颗粒物、臭氧和其它毒物、恶臭和刺激性等有关规定）外，通常还要符合：①二氧化碳的最高允许含量不超过0.1%（体积比。正常值为0.03%）。如果达到0.4%，就有昏迷、呕吐等病象；如达到3.6%，则会出现严重病态如窒息、休克；达10%，则会死亡。②适量负离子浓度。负离子浓度可作为空气新鲜程度的一个重要指标。如达到每立方厘米1000－1500个，则可显著提高健康水平和工作效率；如达到每立方厘米5000－10000个，则会感到呼吸舒畅，心旷神怡。通常室内负离子为每立方厘米30－500个，寿命为1分钟，但在人口密集且污染严重的地区，负离子已被各种污染物吸收殆尽，寿命仅数秒钟。负离子是由于组成空气的各种成分不断受到宇宙线、放射性元素的射线、雷电以及太阳紫外线的作用失去外层电子形成阳离子，而释出的电子则附在另一些中性分子上形成负离子。由于电子运动速度快，所以负离子的活动范围比正离子大、分布广，在局部区域内可以一定寿命独立存在。现场使用负离子发生器，证实它有降尘、灭菌和消除乙醚、汽油等难闻有机物气味的作用。（3）呼吸的化学空气是通过呼吸对人体发挥作用的，吸入人体需要的氧气，呼出产生的二氧化碳，其作用机制大致归纳如下：一是肺泡功能；二是肺泡气浓度变化；三是呼吸膜的作用；四是气体的运输。氧和血红蛋白结合，利用系数一般为25%。二氧化碳进入血液后立即被碳酸酐酶催化与水结合生成碳酸，以碳酸氢根形式在红细胞内扩散，起缓冲作用。另一部分与血红蛋白结合成氨基甲酸血红蛋白配合物，在肺泡内释放出二氧化碳呼出。3．微气候居室内外的小气候对环境舒适度影响甚大，其中室内温度和湿度是两个重要参数，通风换气是改善环境的必要措施。（1）温度指环境的热舒适。即人在心理上感到满意的热环境。一般认为18－20℃的温度为舒适温度，此时人的皮肤温度基本不变，热调节机能处于稳定状态，个体心理普遍感到满意。试验表明：人体耐受“冷”而不导致异常反应的下限温度为11℃左右，而耐受“热”的上限温度为29－32℃，因此在11－29℃范围（夏天21－32℃，冬天11－20℃）内，人们一般均有舒适感，可维持最佳工作效率。（2）湿度大量考察表明，24－70%的相对湿度可认为舒适湿度，此时机体体温易于维持，体感满意。夏季20－70%、冬季24－83%可认为适宜湿度。人体对热和冷的耐受性与湿度关系很大。实验表明，如空气完全干燥，人可耐93℃的气温而没有显著病理影响。但若空气100%润湿，只要环境温度高于34℃，体温即开始升高并导致中暑病变。在潮湿的冷空气中，对“冷”的敏感显著加剧。例如干燥时，机体在－40℃仍可生活，但若浸在冰水中或冷湿的空气中，则20－30分钟后体温将显著降低，甚至僵化和休克。（3）气流速度通风换气是改善室内微气候的重要办法。一般认为气流速度以保持在0.1－0.5米/秒为适宜。气流速度的波动使人很不舒服。实验表明：一套80立方米的住房在室内外温差为20℃时，开窗9分钟，就能把室内空气交换一遍。温差为15℃时，则需12分钟。交通要道换气时间应选在上午10时和下午3时左右，以避开污染高峰。2．卫生居室的建立在社会条件允许下可采取多种措施，使居室（包括办公室）更卫生。（1）改善居住条件①居室位置及大小。一般居宅区应位于工业污染源的上风侧，应与工厂有一定的卫生防护距离。在净高2.7米的条件下，每人应有6－9平方米居住面积，对于减少传染病和呼吸道感染是十分必要的。②合理利用居室。故宜小室分居。（2）采取合理措施①合理采光。充分利用阳光，不仅可增加室内照明度，更可净化空气。②湿式扫除。③勤清扫。④改善微气候。⑤劳动卫生。8.3室外环境与化学所谓室外环境指居室外的近域如阳台及庭院、城市楼群间、农村宅基地的环境，是室内环境的延伸，主要涉及庭院美化和职业环境的改善。一、庭院美化家庭美化、工厂花园化、城市公园化的设计中都着眼于绿化和良好的景观。1．绿化绿化的主要作用是改善小气候、杀菌、净化空气。（1）改善小气候①温度。盛暑时绿地和树荫下的气温比柏油和石子路面低10℃；树木却能吸收50%热量。冬天，由于树木、野草仍在进行生化放热反应，以及阻挡寒流和冷空气，故林密处气温比旷野高3～5℃。②湿度。绿化后相对湿度提高10%。（2）灭菌闹市区上空的细菌数目比绿地高10～15倍。（3）净化大气许多植物有滞尘和吸毒功能。①滞尘。②吸毒。2．景观（1）基本要求景观美是在模仿自然的基础上产生的，是指环境中给人感官以肯定感觉的因素如整洁、安宁、清香、和谐等，也就是在摆设、颜色、香感、音调诸方面都应体现美学要求，而以方便、实用为基调。（2）美的感受①摆设。指室外建筑、室内陈设、个人服饰的得体，通常应按对称性、黄金分割原则进行安排。②颜色。环境色调要尽可能加大对比度，防止互补色。③香感。环境中的赋香物通常是花卉或各种植物。现代料学研究证明，花草不仅是净化空气的“天然工厂”，还是大自然赋予人们的“保健医生”。④音调。物理学和心理学把节奏有调、和谐悦耳的声音称为乐声，而把杂乱无章、令人心烦的声音称为噪声。二、职业环境按环境科学的要求，将职业环境大致分为高温环境、低温环境两种。1．高温环境温度超过人体舒适程度的环境称为高温环境。一般取21±3℃为人体舒适温度范围，因此24℃以上的温度即可认为是高温。但对人的工作效率有明显不利影响的温度，通常在29℃以上。（1）高温环境的形成高温环境主要见于热带、沙漠地带，以及一些高温作业、某些军事活动和火车、轮船的锅炉及发动机操作间。主要热源有：①燃烧生热②机器生热③化学反应生热④人体生热⑤太阳辐射热（2）高温环境的影响高温使人体皮肤温度达41～44℃时就会产生灼痛感，若继续上升，皮肤基础组织即受到伤害。（3）对高温的防护使用隔热材料制成的防护手套、头盔和靴袜进行局部防护。最好穿冷却服，即在衣服的夹层内通气或水以达到全身冷却。2．低温环境通常对人的生活有不利影响的低温指10℃以下。除冬季低温外，低温环境主要指高山、极地及水下和边卡、野外作战等环境。（1）低温环境的影响①冻伤。②全身性生理效应。（2）对低温的防护①加衣。人在21℃气温环境中保持舒适所需的衣服为1隔热单位，12℃为2隔热单位，3.5℃为3隔热单位，－6.5℃需8隔热单位，－12℃需11隔热单位。②加温。③活动。④习服。⑤饱食。3．噪声环境纺织、机械和印刷行业，使用风动工具、马达、操纵振动台等设备、机场附近的工作点、机动车辆特别是司机室，都可能存在强烈的噪声。（1）噪声环境的影响①听力下降。②神经系统疾病。使脑血管受损，出现失眠、心慌、记忆力衰退、全身疲劳等症状。③心血管系统疾病。胆固醇升高，心跳加速、心律不齐、血管痉挛等。（2）对噪声的防护①控制噪声源②隔声屏障③安装消声器。4．其它职业环境①放射性矿物②烟道③建筑行业。④化工。8．4铅污染和塑料污染一、铅污染与无铅汽油铅(Pb)是一种蓝白色的重金属元素，是重要的工业原料，广泛运用于冶炼、印刷、焊接、陶瓷、橡胶和涂料、油漆、杀虫剂及机动车燃料中。铅是一种有用又有毒的元素，它既为人类服务又毒害、摧残着人类。目前，全世界每年约消耗400万吨铅。汽车尾气已经成为人类健康的一大公害。汽油无铅化，是人类生存、环境保护的必然趋势，也是提高效率、节约能源的一大重要举措。70年代以后，世界各国尤其是工业化国家越来越严格地限制使用含铅汽油，而提倡使用被誉为汽车“绿色食品”的无铅汽油。无铅汽油一般是加入了甲基叔丁基醚[CH3OC(CH3)3]作为高辛烷值组份。这种组份沸点较低，可以改善汽油的蒸发、汽车的启动、加速等性能以及减少发动机活塞磨损和耗油量。美国于1996年1月l日实现全面禁止含铅汽油。日本早在1985年就实现了普通汽油无铅化。整个欧州联盟无铅汽油市场占有率已达60％。新加坡、马来西亚等亚太国家和地区均已在2000年全部实现汽油无铅化。我国政府对无铅汽油的推广使用也很重视。从1993年起在部分机动车辆试用无铅汽油以来，至2000年底，