环境与环境污染

环境与环境污染第一节水污染1．水体污染水体是指地面水（河流、湖泊、沼泽、水库）、地下水和海洋的总称。在环境科学领域，水体不仅仅就是水，它还包括水中的溶解物、悬浮物、水生生物和底泥，被当作一个完整的生态系统看待。所谓水体污染就是指进入水体的污染物造成该水体中某些物质（特别是对生物有毒性的或造成水体水质恶化的物质）超过了水体的本底值或水体的自净能力，从而使得该水体部分或全部失去它的功能或用途。在环境污染的研究中，区分水和水体两个概念十分重要。例如，重金属污染物易于从水中转移到底泥里，水中的重金属含量一般都不高，若着眼于水，似乎水污染并不严重，但是从整个水体看，污染就可能很严重。可见，水体污染不仅仅是水污染，还包括底泥污染和水生生物污染。1．1赤潮赤潮是湖泊或者海洋等水体富营养化的结果。富营养化指的是当湖泊、海洋等水中的N、P等植物营养物（如氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、尿素、磷酸盐）的浓度超过一定数值时引起的湖泊、海洋等生态系统的一种恶性循环。“赤潮”发生后，会引起鱼、虾、贝的大量死亡。我国近年发生海洋“赤潮”的次数越来越多，给我国的海洋养殖业造成几十亿元的经济损失。美国和日本曾是世界上两个赤潮严重的国家。50年代到60年代中期，美国佛罗里达州沿岸几乎每年都有赤潮发生，造成了鱼、虾、贝类的大量死亡，就连以这些生物为食的海龟、海豚也不能幸免。据日本1979年的统计，在全部的海洋污染事件中，赤潮占8%，从1970年以来，赤潮已成为日本一种不可避免的海洋灾害。以濑户内海为例，1955年前的几十年间共发生过5次赤潮，而1959—1965年10年间就发生了39次;1996—1980年15年间竟先后发生了2589次，平均每年170余次，其中造成严重危害的305次。1975年和1976年两年，每年都在300次以上。据统计，1965—1973年5年间，日本全国因赤潮造成的渔业经济损失达2417亿日元，每年平均几百亿日元。1．2水污染与健康新世纪伊始，位于多瑙河流域的几个巴尔干国家却面临了一场劫难。1月30日，罗马尼亚境内一处金矿污水沉淀池，因积水暴涨发生漫坝，10多万升含有大量氰化物、铜和铅等重金属的污水冲泄到多瑙河支流蒂萨河，并顺流南下，迅速汇入多瑙河向下游扩散。造成河鱼大量死亡，河水不能饮用。匈牙利、南斯拉夫等国深受其害，国民经济和人民生活都遭受到一定的影响，严重破坏了多瑙河流域的生态环境。这起水污染事件引发国际诉讼，据悉，各项法律诉讼以及救护工作目前正在紧张地进行着。在中国也曾发生这样的事件：1994年7月中旬，淮河上游的河南境内突降暴雨，颍上水库水位急骤上涨超过防洪警戒线，因此开闸泄洪将积蓄于上游一个冬春的2亿立方米水放了下来。水经之处河水泛浊，河面上泡沫密布，顿时鱼虾丧失。下游一些地方居民饮用了虽经自来水厂处理，但未能达到饮用标准的河水后，出现恶心、腹泻、呕吐等症状。经取样检验证实上游来水水质恶化，沿河各地自来水厂被迫停止供水达54天之久。由于水域严重污染，百万淮河民众饮水告急，不少地方花高代价远途取水饮用，有些地方出现居民抢购矿泉水的场面，这就是震惊中外的“淮河水污染事件”。全球性重大课题。随着工业进步和社会发展，水污染亦日趋严重，成了世界性头号环境治理课题。2臭氧层破坏大气臭氧层的损耗是当前世界上又一个普遍关注的全球性大气环境问题，它直接关系到生物圈的安危和人类的生存。1984年，英国科学家首次发现南极上空出现臭氧洞。1985年，美国的雨云-7号气象卫星测到了这个臭氧洞。以后经过数年的连续观测，进一步得到证实。据NASA报道，NASA的Nimbus-7卫星上的总臭氧测定记录数据表明，近年来，南极上空的臭氧洞有恶化的趋势。目前不仅在南极，在北极上空也出现了臭氧减少现象。NASA和欧洲臭氧层联合调查组分别进行的测定都表明了这一点。对于大气臭氧层破坏的原因，科学家中间有多种见解。但是大多数人认为，人类过多地使用氯氟烃类化学物质（用CFCl表示）是破坏臭氧层的主要原因。由于臭氧层中臭氧的减少，照射到地面的太阳光紫外线增强，其中波长为240－－329纳米的紫外线对生物细胞具有很强的杀伤作用，对生物圈中的生态系统和各种生物，包括人类，都会产生不利的影响。臭氧层破坏以后，人体直接暴露于紫外辐射的机会大大增加，这将给人体健康带来不少麻烦。首先，紫外辐射增强使患呼吸系统传染病的人增加；受到过多的紫外线照射还会增加皮肤癌和白内障的发病率。此外，强烈的紫外辐射促使皮肤老化。臭氧层破坏对植物产生难以确定的影响。近十几年来，人们对200多个品种的植物进行了增加紫外照射的实验，其中三分之二的植物显示出敏感性。一般说来，紫外辐射增加使植物的叶片变小，因而减少俘获阳光的有效面积，对光合作用产生影响。对大豆的研究初步结果表明，紫外辐射会使其更易受杂草和病虫害的损害。臭氧层厚度减少25%，可使大豆减产20~25%。紫外辐射的增加对水生生态系统也有潜在的危险。紫外线的增强还会使城市内的烟雾加剧，使橡胶、塑料等有机材料加速老化，使油漆褪色等。3空气污染许多大城市的天空都是棕色的。这些令人不愉快的景象是由空气污染造成的。当有害气体和悬浮颗粒物排放到大气层。我们碧蓝的天空就被污染了。正是人类自己制造了这些有害气体和悬浮颗粒物。汽车尾气、工厂废气等等做出了“贡献”。汽车尾气含有多种有毒气体，比如氮氧化物。由于有些型号的汽油含有铅，所以它也同时被排到空气里，科学家在南极的冰盖中就发现了有汽车排出的铅。有毒气体的混合物溶解在大气层中的水气中，这样便产生了酸雨——变成世界水循环的一部分。3．1空气污染指数（API）以下是API图表:空气污染指数API空气质量状况对健康的影响建议采取的措施0-50优可正常活动51-100良100-200轻度污染易感人群症状有轻度加剧，健康人群出现刺激症状心脏病和呼吸系统疾病患者应减少体力消耗和户外活动200-300中度污染心脏病和肺病患者症状显著加剧，运动耐受力降低，健康人群中普遍出现症状老年人和心脏病、肺病患者应停留在室内，并减少体力活动300重污染健康人运动耐受力降低，有明显强烈症状，提前出现某些疾病老年人和病人应当留在室内，避免体力消耗，一般人群应避免户外活动空气污染的主要污染物有烟尘、总悬浮颗粒物、可吸入悬浮颗粒物（浮尘）、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、臭氧、挥发性有机化合物等等二氧化硫是一种无色的中等刺激性气体，主要影响呼吸道。二氧化硫主要来自燃烧含硫燃料。空气中的二氧化硫很大部分来自发电过程及工业生产。吸入二氧化硫可使呼吸系统功能受损，加重已有的呼吸系统疾病（尤其是支气管炎及心血管病）。对于容易受影响的人，除肺部功能改变处，还伴有一些明显症状如喘气、气促、咳嗽等。二氧化硫亦会导致死亡率上升，尤其是在悬浮粒子协同作用下。最易受二氧化硫影响的人士包括患有哮喘病、心血管或慢性肺病（例如支气管炎或肺气肿）者，儿童及老年人。二氧化氮是一种棕红色有刺激性臭味的气体。主要来自于车辆废气、火力发电站和其他工业的燃料燃烧及硝酸、氮肥、炸药的工业生产过程，具有腐蚀性和生理刺激作用，呼吸系统有问题的人士如哮喘患者，较易受二氧化氮的影响。对儿童来说，可能会造成肺部发育受损。研究指出长期吸入能会导致肺部构造改变。二氧化氮是形成光化学烟雾的主要因素之一，也是酸雨的来源之一。总悬浮颗粒物能长时间悬浮于空气中，大小由0.05至100微米不等的颗粒物组成，小于10微米以下的又称为可吸入颗粒物（漂尘）总悬浮颗粒物由天然及人为来源产生，包括海洋、泥土、车辆废气、工业活动、建筑工程以及气相化学反应。空气中总悬浮颗粒物对人体健康的影响决定于粒子吸入而积聚于呼吸系统的数量。直径10微米或以下的可吸入颗粒物能直达并沉积于肺部，而引发不良的健康反应。可吸入颗粒物对人体健康的影响包括导致呼吸不适及呼吸系统症状（例如气促、咳嗽、喘气等）、加重已有的呼吸系统疾病及损害肺部组织。因此，可吸入悬浮颗粒物（漂尘）更引起人们的重视。最易受总悬浮颗粒物影响的人士包括慢性肺部及心脏病、感冒或哮喘病患者，老年人及儿童。3．2酸雨3．2．1酸雨的定义一般认为,酸雨是由于燃烧高硫煤排放的二氧化硫等酸性气体进入大气后,造成局部地区大气中的二氧化硫富集,在水凝结过程中,溶解于水形成亚硫酸,然后经某些污染物的催化作用及氧化剂的的氧化作用生成硫酸,随雨水降下形成酸雨.酸雨的pH值一般少于5.6.3．2．2酸雨的危害1.对人体健康的直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部组织,引起肺水肿等疾病而使人致死.2.引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植物的生长.3.破坏土壤、植被、森林.4.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料.5.渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍.3．2．3酸雨的治理二氧化硫污染大气的罪魁——煤，平均含硫量约为2.5%-3%。为治理煤燃烧时造成的二氧化硫污染。一种办法是事先从煤中除去硫。但是只有一部分煤中的硫主要以黄铁矿（FeS2）的形态存在；这样的煤以脱硫工艺处理后其含硫量可降低到约为1%。大部分的煤中还含有较多的有机硫化合物，这样的煤以脱硫平均只能除去原含硫量的约40%。另一类治理二氧化硫污染的办法是处理生成的二氧化硫。高浓度的SO2（如某些有色金属治炼厂排放的）可直接用于生产硫酸。低浓度的SO2多用碱吸收法处理，已采用过的及还在采用的碱性吸收剂有石灰浆液、石灰石浆液、氢氧化镁浆液、氨水、氢氧化钠等。例如有石灰浆液吸收SO2，生成难溶于水的亚硫酸钙：SO2+Ca（OH）2=CaSO3+H2O还可进一步利用空气中的氧气将CaSO3氧化为石膏(CaSO4·2H2O）应用，反应方程式为：2CaSO3+O2+4H2O=2[CaSO4·2H2O]但是，至今还没有找到令人完全满意的治理SO2污染大气的办法。4温室效应众所周知，全球变暖是由于“温室效应”。“温室效应”是怎样形成的呢？在凉爽、清凉的日子，都知道温室里的温度大大高于室外温度。这是因为温室的保温塑料薄膜使太阳能转化的热能进的多、出的少，所以温度逐渐升高。地球大气层里的二氧化碳、甲烷等气体就象这个薄膜，使太阳辐射进的多而出的少，因而使地球表面的温度逐渐升高。根据测定，大气中的二氧化碳浓度每增加1倍，地球表面的大气温度就会升高1.5～4.5度。由于全世界工业和交通耗费大量的石油、煤炭、天然气等能源，因此大气中的二氧化碳正以每年1.5ppm的速度增加。全球变暖使大气、海洋环流规律变化，加剧“厄而尔尼诺”、“玛尼娜”现象的危害，导致大面积旱、涝灾害频繁发生。长期干旱使非洲几百万人饿死，上亿人营养不良。东南亚连年洪水使上千万人流漓失所。全球变暖还使极地冰川溶化，海平面上升。每升高1米，将使直接受影响的人口达10亿，土地500万平方米公里（占世界的三分之一）。同时还引发风暴潮、盐水倒灌。可见其危害多么严重！5土地荒漠化5．1严峻形势根据联合国的统计资料，目前荒漠化已影响到全世界1／5的人口和全球1／3的陆地，成为导致贫困和阻碍发展中国家经济与社会持续发展的重要原因。中国是世界上受荒漠化危害最为严重的国家之一。现已实际发生荒漠化的土地面积为262．2万平方公里，占国土面积的27．3％。在我国西北、华北北部和东北西部分布着大面积的干旱、半干旱和亚湿润干旱区，这里生态环境极其脆弱，在日益增长的人口压力下，土地荒漠化的形势日趋严重。1994年，经国务院批准，在全国开展了沙漠、戈壁及沙化土地普查工作。普查结果显示，我国沙漠、戈壁及沙化土地面积为168．9万平方公里，占国土面积的17，6％，且每年以2460平方公里的速度在扩展。首都北京受到越来越多的沙尘暴的侵袭，仅2000年就达13次。5．2危害众所周知，荒漠化严重制约着我国经济发展，荒漠化地区人民生活困苦。有些地方因荒漠化严重，一些人不得不成为“生态难民”。每年，我国因荒漠化造成的直接经济损失已高达540亿元。50年前，我国在防治荒漠化方面基本属于空白。沉重的生态包袱使得母亲河愈发地苍老，水土流失后的贫瘠土地已经失去了耕种能力，农民们往往一坡只能收一钵；