第一节环境

主编：杨永杰化学工业出版社化工环境保护概论主编：杨永杰Chapter1总论化学工业出版社目录环境污染及生态平衡大气污染防治及化工废气治理水体污染防治与化工废水处理固体废物与化工废渣处置环境保护措施与化工可持续发展目录噪声控制及其他化工污染防治化工清洁生产技术与循环经济总论第一节环境认识环境《中华人民共和国环境保护法》对环境的内涵有如下规定：“本法所称环境，是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等”。一、环境的概念自然环境人工环境自然环境：直接或间接影响到人类的一切自然形成的物质、能量和自然现象的总体。人工环境：由于人类的活动而形成的环境要素，它包括人工形成的物质、能量和精神产品以及人类活动中所形成的人与人之间的关系或称上层建筑。世界的聚落村庄城镇集镇地理环境高原地质环境宇宙环境二、环境问题定义：环境问题主要是由于人类活动作用于周围环境所产生的环境质量变化以及这种变化反过来对人类的生产、生活和健康产生影响的问题环境问题的发展：工业革命以前阶段环境的恶化阶段环境问题的第一次爆发环境问题的第二次高潮公害事件名称地点时间危害情况1.马斯河谷烟雾事件比利时1930.12几千人发病，63人死亡2.多诺拉烟雾事件美国1948.105911人患病，17人死亡3.伦敦烟雾事件英国1952.124天内4000人死亡,共12000人丧生4.洛杉矶光化学烟雾美国40年代使人眼睛发红，咽喉疼痛，呼吸憋闷、头昏、头痛5.水俣事件日本1953始痴呆，神经失常，死亡;猫舞蹈症6.富山事件/骨痛病事件日本1931始关节痛,骨骼软化萎缩,痛死7.四日事件(因大气污染)日本1970年哮喘，肺气肿，10多人死亡8.米糠油事件(因多氯联苯)日本1968年患者5千多人，死亡16人；几十万只鸡死亡20世纪著名的八大公害事件八大公害事件1、马斯河谷事件1930年12月1～5日比利时马斯河谷工业区工业区处于狭窄的盆地中，12月1～5日发生气温逆转，工厂排出的有害气体在近地层积累，三天后有人发病，症状表现为胸痛、咳嗽、呼吸困难等。一周内有60多人死亡。心脏病、肺病患者死亡率最高。公害事件（publienuisanceevents）：因环境污染造成的在短期内人群大量发病和死亡事件。1.马斯河谷烟雾事件•比利时马斯河谷烟雾事件是世界有名的公害事件之一.1930年12月1～5日发生在比利时马斯河谷工作区。是20世纪最早记录下的大气污染惨案。•事件发生的地区是比利时境内沿马斯河24公里长的一段河谷地带，即马斯峡谷的列日镇和于伊镇之间，两侧山高约90米。许多重型工厂分布在河谷上，包括炼焦、炼钢、电力、玻璃、炼锌、硫酸、化肥等工厂，还有石灰窑炉。•1930年12月1-5日，整个比利时大雾笼罩，气候反常。由于特殊的地理位置，马斯河谷上空出现了很强的逆温层，雾层尤其浓厚。•在这种逆温层和大雾的作用下，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厚，其积存量接近危害健康的极限。第三天开始，在二氧化硫和其他几种有害气体以及粉尘污染的综合作用下，河谷工业区有上千人发生呼吸道疾病，发病者包括不同年龄的男女，症状是：流泪、喉痛、声嘶、咳嗽、呼吸短促、胸口窒闷、恶心、呕吐。咳嗽与呼吸短促是主要发病症状。一个星期内就有63人死亡，是同期正常死亡人数的十多倍。死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者。许多家畜也未能幸免于难，纷纷死去。尸体解剖结果证实：刺激性化学物质损害呼吸道内壁是致死的原因。其他组织与器官没有毒物效应。•事件发生以后，虽然有关部门立即进行了调查，但一时不能确证致害物质。有人认为是氟化物，有人认为是硫的氧化物，其说不一。以后，又对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析，排除了氟化物致毒的可能性，认为硫的氧化物——二氧化硫气体和三氧化硫烟雾的混合物是主要致害的物质。据推测，事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累。据费克特博士在1931年对这一事件所写的报告，推测大气中二氧化硫的浓度约为25～100毫克/立方米（9～37微克）。空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向三氧化硫转化，加剧对人体的刺激作用。而且一般认为是具有生理惰性的烟雾，通过把刺激性气体带进肺部深处，也起了一定的致病作用。•在马斯河谷烟雾事件中，地形和气候扮演了重要角色。从地形上看，该地区是一狭窄的盆地；气候反常出现的持续逆温和大雾，使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度。该地区过去有过类似的气候反常变化，但为时都很短，后果不严重。如1911年的发病情况下这次相似，但没有造成死亡。•值得注意的是，马斯河谷事件发生后的第二年即有人指出：“如果这一现象在伦敦发生，伦敦公务局可能要对3200人的突然死亡负责”。这话不幸言中。22年后，伦敦果然发生了4000人死亡的严重烟雾事件。这也说明造成以后各次烟雾事件的某些因素是具有共同性的。•这次事件曾轰动一时，虽然日后类似这样的烟雾污染事件在世界很多地方都发生过，但马斯河谷烟雾事件却是20世纪最早记录下的大气污染惨案。2、水俣病事件1953～1956年日本熊本县水俣市含甲基汞的工业废水污染水体，使水俣湾和不知火海的鱼中毒，人食用毒鱼后受害。1972年日本环境厅公布：水俣湾和新县阿贺野川下游有汞中毒者283，其中60人死亡。水俣事件•日本熊本县水俣湾外围的“不知火海”是被九州本土和天草诸岛围起来的内海，那里海产丰富，是渔民们赖以生存的主要渔场。水俣镇是水俣湾东部的一个小镇，有4万多人居住，周围的村庄还（居）住着1万多农民和渔民。“不知火海”丰富的渔产使小镇格外兴旺。•1925年，日本氮肥公司在这里建厂，后又开设了合成醋酸厂。1949年后，这个公司开始生产氯乙烯（C2H5Cl），年产量不断提高，1956年超过6000吨。与此同时，工厂把没有经过任何处理的废水排放到水俣湾中。•1956年，水俣湾附近发现了一种奇怪的病。这种病症最初出现在猫身上，被称为“猫舞蹈症”。病猫步态不稳，抽搐、麻痹，甚至跳海死去，被称为“自杀猫”。•随后不久，此地也发现了患这种病症的人。患者由于脑中枢神经和末梢神经被侵害，轻者口齿不清、步履蹒跚、面部痴呆、手足麻痹、感觉障碍、视觉丧失、震颤、手足变形，重者神经失常，或酣睡，或兴奋，身体弯弓高叫，直至死亡。当时这种病由于病因不明而被叫做“怪病”。•这种“怪病”就是日后轰动世界的“水俣病”，是最早出现的由于工业废水排放污染造成的公害病。•“水俣病”的罪魁祸首是当时处于世界化工业尖端技术的氮（N）生产企业。氮用于肥皂、化学调味料等日用品以及醋酸、硫酸等工业用品的制造上。日本的氮产业始创于1906年，其后由于化学肥料的大量使用而使化肥制造业飞速发展，甚至有人说“氮的历史就是日本化学工业的历史”，日本的经济成长是“在以氮为首的化学工业的支撑下完成的”。然而，这个“先驱产业”肆意的发展，却给当地居民及其生存环境带来了无尽的灾难。•氯乙烯和醋酸乙烯在制造过程中要使用含汞（Hg）的催化剂，这使排放的废水含有大量的汞。当汞在水中被水生物食用后，会转化成甲基汞（CH3HgCl）。这种剧毒物质只要有挖耳勺的一半大小就可以致人于死命，而当时由于氮的持续生产已使水俣湾的甲基汞含量达到了足以毒死日本全国人口2次都有余的程度。水俣湾由于常年的工业废水排放而被严重污染了，水俣湾里的鱼虾类也由此被污染了。这些被污染的鱼虾通过食物链又进入了动物和人类的体内。甲基汞通过鱼虾进入人体，被肠胃吸收，侵害脑部和身体其他部分。进入脑部的甲基汞会使脑萎缩，侵害神经细胞，破坏掌握身体平衡的小脑和知觉系统。据统计，有数十万人食用了水俣湾中被甲基汞污染的鱼虾。•“水俣病”危害了当地人的健康和家庭幸福，使很多人身心受到摧残，经济上受到沉重的打击，甚至家破人亡。更可悲的是，由于甲基汞污染，水俣湾的鱼虾不能再捕捞食用，当地渔民的生活失去了依赖，很多家庭陷于贫困之中。“不知火海”失去了生命力，伴随它的是无期的萧索。•日本在二次世界大战后经济复苏，工业飞速发展，但由于当时没有相应的环境保护和公害治理措施，致使工业污染和各种公害病随之泛滥成灾。除了“水俣病”外，四日市哮喘病、富山“痛痛病”等都是在这一时期出现的。日本的工业发展虽然使经济获利不菲，但难以挽回的生态环境的破坏和贻害无穷的公害病使日本政府和企业日后为此付出了极其昂贵的治理、治疗和赔偿的代价。至今为止，因水俣病而提起的旷日持久的法庭诉讼仍然没有完结。3、多诺拉事件1948年10月26～31日美国宾夕法尼亚洲多诺拉镇该镇处于河谷，10月最后一个星期大部分地区受反报旋和逆温控制，加上26～30日持续有雾，使大气污染物在近地层积累。二氧化硫及其氧化作用的产物与大气中尘粒结合是致害因素，发病者5911人，占全镇人口43％。症状是眼痛、喉痛、流鼻涕、干咳、头痛、肢体酸乏、呕吐、腹泻，死亡17人。多诺拉烟雾事件•多诺拉是美国宾夕法尼亚州的一个小镇，位于匹兹堡市南边30公里处，有居民1.4万多人。多诺拉镇坐落在一个马蹄形河湾内侧，两边高约120米的山丘把小镇夹在山谷中。多诺拉镇是硫酸厂、钢铁厂、炼锌厂的集中地，多年来，这些工厂的烟囱不断地向空中喷烟吐雾，以致多诺拉镇的居民们对空气中的怪味都习以为常了。•1948年10月26-31日，持续的雾天使多诺拉镇看上去格外昏暗。气候潮湿寒冷，天空阴云密布，一丝风都没有，空气失去了上下的垂直移动，出现逆温现象。在这种死风状态下，工厂的烟囱却没有停止排放，就像要冲破凝住了的大气层一样，不停地喷吐着烟雾。•两天过去了，天气没有变化，只是大气中的烟雾越来越厚重，工厂排出的大量烟雾被封闭在山谷中。空气中散发着刺鼻的SO2气味，令人作呕。空气能见度极低，除了烟囱之外，工厂都消失在烟雾中。•5天之内，空气污染积累到了极为严重的程度。事件发生期间，多诺拉发病人数共5911人，初期症状是呼吸道、眼、鼻、喉感到不适。轻患者占居民总数的15.5%，症状是眼痛、喉痛、流鼻涕、干咳、头痛、肢体酸乏；中度患者占16.8%,症状是痰咳、胸闷、呕吐、腹泻；重患者占10.4%，症状是综合的，各种症状中咳嗽是最普遍的，占33.1%；其次是喉痛，占23.1%；胸闷占21.5%。调查证明，发病率和严重程度同性别、职业无关而同年龄有关。患者年龄在65岁以上的超过60%。死亡17人，年龄介于52岁和84岁之间，平均65岁。患者大都是在发病的第三天死亡的。死者有一个共同点，即原来都患有心脏或呼吸系统疾患。尸体解剖记录证明死者肺部都有急剧刺激引起的变化，如血管扩张出血、水肿、支气管炎含脓。慢性心血管病是一个突出的迹象，证明对促成心脏病患者死亡有重要影响。•这次的烟雾事件发生的主要原因，是由于小镇上的工厂排放的含有二氧化硫等有毒有害物质的气体及金属微粒在气候反常的情况下聚集在山谷中积存不散，这些毒害物质附着在悬浮颗粒物上，严重污染了大气。人们在短时间内大量吸入这些有毒害的气体，引起各种症状，以致暴病成灾。4、洛杉矶光化学烟雾事件40年代初期美国洛杉矶市全市250多万辆汽车每天消耗汽油约1600万升，向大气排放大量碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳。该市临海依山，处于50公里长的盆地中，汽车排出的废气在日光作用下，形成以臭氧为主的光化学烟雾。洛杉矶光化学烟雾•洛杉矶光化学烟雾事件是20世纪40年代初期发生在美国洛杉矶市的一次烟雾事件。当时洛杉矶市是美国的第三大城市，拥有飞机制造、军工等工业。各种汽车多达400多万辆，市内高速公路纵横交错，占全市面积的30％，每条公路每天通过的汽车达16.8万辆次.•然而好景不长，从20世纪40年代初开始，人们就发现这座城市一改以往的温柔，变得疯狂起来。每年从夏季至早秋，只要是晴朗的日子，城市上空就会出现一种弥漫天空的浅蓝色烟雾，使整座城市上空变得浑浊不清。这种烟雾使人眼睛发红，咽喉疼痛，呼吸憋闷、头昏、头痛。1943年以后，烟雾更加肆虐，以