环境工程概论第1章总论.ppt

环境工程概论IntroductiontoEnvironmentalEngineering 化学化工学院环境与安全工程系 主讲 闫来洪 Tel 8698467013806440872E mail yanlh918 Add 工科楼A座703房间 主要学习内容 32学时 章节安排 1 2 3 4 6 总论 3 环境伦理及生态学基础 3 水污染及其控制工程 8 物理性污染及其控制 3 大气污染过程及其控制工程 6 5 固体废物处理及其应用 3 7 环境质量评价及环境管理 4 8 清洁生产与审核 2 学习基本要求及成绩评定 学习目的了解环境类专业常用的基本概念基本概念 理论 实用技术 政策法规基本了解掌握环境工程各方面的基础知识水 气 声 渣基本控制措施 污染途径及危害形成具有环境工程特色的工程思维方式授课形式及学习方法以课堂讲授为主 辅以视频 学习基本要求及成绩评定 学习参考书以上课课件内容为准参考 汪大翚等编 化工环境工程概论 化学工业出版社2版2002年刘天齐编 环境保护概论 中国环境科学出版社成绩评定平常考勤作业占20 结业考试占80 纪律要求按时上课 按规定完成作业 学习简论 学生 学 乂 爻 手捧 学 生 生存 生活 活了 自然会长存 教师 教 孝之文化也 师 传到授业解惑 师 众 三人行必有我师 师的作用重在引导 大学 大人应该学的知识 大学之道 在明明德 在亲民 止于至善 自觉 觉他 觉行圆满 听课 信息传递过程提高保真度 听 耳根最利 六根并用失真度最小 书不尽言 言不尽意 圣人立象以尽意 设卦以尽情伪 听课很重要 读书 重在读 言 要出声 耳口并用 最后储存的知识信息自然流淌出来 知识 本课程传授知识 知识信息爆炸的时代 知识可以百度 我生也有涯 知也无涯 转知识成智慧 智慧可以创造知识 能力 品德 智慧不能百度 人生重在福慧双修 概论性课程特征简析 工科专业主干课程路线 原理 技术基础 专业课 立业的基本基础 概论性课程 对专业总体知识高度概括 通观全局 讲解力求深入浅出 能深入才能很好浅出 非环境专业概论课的深度与广度 广度超过环境专业 深度急于了解为主 同学们学习的重点 非环境专业重在了解相关知识 有广度 不强调深度 第一章总论 第一节环境的基本概念1 环境概念2 环境要素与环境质量3 环境分类4 环境的功能特性5 环境容量及自净能力第二节环境问题1 环境问题定义2 环境问题的表现和分布3 当今面临的主要环境问题第三节可持续发展第四节环境工程的内容和方法1 环境科学2 环境工程 兴趣是最好的老师 1 名词 环境 环境要素 环境质量 环境容量 环境自净能力 2 环境问题的分类 哪一类应更为重视 为什么 环境问题的表现形式 3 当今人类面临的主要环境问题有哪些 4 可持续发展的定义 原则 5 环境科学的概念及任务 环境工程学的概念及任务 6 环境工程学的主要内容有哪些 第一节环境的基本概念 1 什么是环境 语言学概念 环境总是相对于某一中心事物内含大而外延小哲学含义 主体以外的客观存在环境科学概念 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 圈层性特征环境的法律定义 保护对象的明确性环境概念的新含义 经济文化发展计划必须慎重考虑到地球的生命支持系统中各个组分和各种反应过程之间的相互关系 对一个部门的有利行动 可能会对其他部门引起意想不到的损害 全局的观念 每一行动不能只考虑 利己排它 第一节环境的基本概念 2 环境要素与环境质量环境要素概念 又称环境基质 研究途径是指构成人类环境整体的各个独立的 性质不同的而又服从整体演化规律的基本物质组分通常指 水 大气 生物 阳光 岩石 土壤等环境要素属性最差 小 限制律德国化学家J V 李比希于1804年首先提出 20世纪初英国科学家布来克曼所发展而趋于完善 该定律指出 整体环境的质量 不能由环境诸要素的平均状态决定 而是受环境诸要素中那个与最优状态差距最大的要素所控制 木桶原理等值性独立的要素 那么对于环境质量的限制作用并无质的差异整体性大于各个体之和说环境的整体性大于环境诸要素之和 即一处环境的性质 不等于组成该环境各个要素性质之和 而是比这种 和 丰富得多 复杂得多 第一节环境的基本概念 出现先后 互相联系 互相依赖岩石圈的形成为大气的出现提供了条件 岩石圈和大气圈的存在 又为水的产生提供了条件 岩石圈 大气圈和水圈又孕育了生物圈环境质量概念 一般是指在一个具体的环境内 环境的 总体或环境的某些要素 对人群的生存和繁衍以及社会经济发展的适宜程度 是反映人群的具体要求而形成的对环境评定的一种概念影响因素 自然原因 人为原因 对环境状况的一种描述 第一节环境的基本概念 3 环境的分类环境分类原则范围的大小 环境的主体 环境的要素 人类对环境的作用 以及环境的功能由近及远介绍聚落环境院落环境 室内 温度 湿度 采光 通风 内部结构合理 外部协调村落环境农业人口集居的地方 存在问题 农药污染 化肥使用 耕地退化解决方法 生物治虫 有机肥料 第一节环境的基本概念 城市环境对大气的影响改变下垫面的组成 砖石混凝土代替绿色植被改变热量分布 集中释放热量 城市热岛 伦敦城郊与市中心相差11 4 改变了空气组成 CO2 NOx TSP对水环境的影响水量 城市居民生活 工业企业用水集中 用量大 水资源分布不均 导致局部用水短缺 地表水 地下水水质 生产 生活排水污染现有水源 加重水资源的短缺对生物环境的影响 第一节环境的基本概念 地理环境法国地理学家E 列克留于1786年提出 其含义是围绕人类的自然现象的总体 地理环境位于地球的表层 即岩石圈 水圈 土圈 大气圈和生物圈相互制约 相互渗透 相互转化的交错带上 其厚度约10 30千米 图示说明 构成人类活动舞台和基地的三大条件 即常温常压的物理条件 适当的化学条件和繁茂的生物条件 地理环境是环境科学的重点研究对象 第一节环境的基本概念 地质环境自地表以下的坚硬地壳层既岩石圈为人类提供大量的生产资料 丰富的矿产资源 不可再生 对人类社会的影响与日俱增 宇宙环境 宇 即上下四方 宙 乃古往今来 1957年人造卫星上天 1961年发射载人卫星 1962年金星探测器进入轨道 1966年飞行器在月球软着陆 1969年大空人登月 1979年飞过土星 现已离开太阳 地球资源的短缺 使得人类把开发宇宙空间视为出路 必须从宇宙角度研究环境任何一个层次的环境系统 都是由低一级层次的各个子系统所组成 而它自身又是构成更高级环境系统的组成部分 第一节环境的基本概念 4 环境的功能特性环境系统是一个复杂的 有时 空 量 序变化的动态系统和开放系统 输入 输出 环境平衡系统的无序性 称为混乱度 也叫做熵 热寂说 熵增大 无序度增大 无效能量增多 有序性依靠外界输入 改革开放 搞活 系统结构越复杂 稳定性越大 环境的功能特性整体性人类的生存环境及其保护 从整体上看是没有地区界线 省界和国界的 有限性环境本底值 环境在未受到人类干扰的情况下 环境中化学先素及物质的和能量分布的正常值 第一节环境的基本概念 5 环境容量和环境自净能力环境容量在人类生存不致受害 自然环境结构保持稳定的前提下 环境可能容纳污染物的最大负荷量 环境自净能力在环境容量范围内 环境对进入其内部的物质和能量 具有一定的迁移 扩散 同化 异化能力 称之 第一章总论 第一节环境的基本概念1 环境概念2 环境要素与环境质量3 环境分类4 环境的功能特性5 环境容量及自净能力第二节环境问题1 环境问题定义2 环境问题的表现和分布3 当今面临的主要环境问题第三节可持续发展第四节环境工程的内容和方法1 环境科学2 环境工程 第二节环境问题 1 基本概念及分类 1 概念 指人类经济社会发展与环境的关系不协调所引起的问题 2 分类 第一类 原生 环境问题 自然力引起的原生环境问题 不可抗拒 不可准确预知 如飓风 水灾 地震海啸 山体滑坡 第二类 次生 环境问题 人类活动引起 环境污染 一般认为 由于人为的因素 环境的化学组成或物理状态发生了变化 与原来的情况相比 环境质量恶化 扰乱和破坏了生态系统和人们正常的生产和生活条件 就叫做 环境污染 环境干扰 干扰源停止排出能量以后 干扰立即或很快消失 如噪声 生态破坏 是人类活动直接作用于自然界引起的 乱砍滥伐引起的森林植被的破坏 过度放牧引起的草原退化 大面积开垦草原引起的沙漠化 滥采滥捕使珍稀物种灭绝 危及地球物种多样性 植被破坏引起的水土流失等等 原生环境问题 汶川 5 12 地震 直接经济损失达8451亿元人民币 遇难69 000多人 失踪18 000多人 伴随地震发生了约15 000个滑坡 崩塌和泥石流 原生环境问题 唐山大地震 1976年7月28日 那一个黑色的可怕瞬间 一场人类史上堪为最惨烈的地震灾难降临到中国人民的头上 转眼间唐山市区变成一片废墟 242419人丧生 包括天津等受灾区 数十万和平居民转眼变成失去家园的难民 唐山大地震后的铁路 原生环境问题 印度尼西亚海啸 印度尼西亚苏门答腊岛以北海域当地时间2004年12月 日上午 时发生里氏 级强烈地震 并引发海啸 东南亚和南亚数个国家受到波及 遇难者超过15万人 印度尼西亚班达亚齐灾区 次生环境问题 第二节环境问题 人类与环境关系密切 人类的生存和发展要占据一定空间人类活动的产物要排放到环境中环境将人类对其的作用反作用于人类 环境问题的表现 环境污染 环境干扰 生态破坏 2 环境问题的表现和分布 环境问题的分布特点 城市地区主要表现为环境污染乡村地区主要表现为生态破坏发展中国家比发达国家严重 3 当今人类面临的主要环境问题 1 环境污染水 气 噪声 固废 2 资源短缺或耗竭水资源 森林资源 土地资源 3 生态破坏水土流失 土地沙漠化 生物多样性 1 环境污染 环境污染 人类向环境排放废弃物的速度超过了环境本身的自净能力 大气污染 排入大气中的烟尘 被有害气体污染的枯树 水污染 饮用水的污染 对以此为生的居民造成极大的伤害 救救人们 战争污染的地中海 固废污染 物理性污染 噪声污染 钢铁冶炼厂的热辐射污染 造船厂的焊接眩光污染 其他污染 全球变暖 温室效应 臭氧层耗竭 酸雨危害 臭氧空洞 臭氧在大气平流层中聚集在一起形成 臭氧层 其平均厚度只有0 35 厚 它的作用是保护地球表面生命体免受紫外线辐射 臭氧层耗竭与氯氟烃等有害气体的大量排放有关 氯氟烃是人工合成物 具有多种用途 致冷剂 火箭发射剂 泡沫发生剂等ODS物质 2009年9月16日是第15个国际保护臭氧层日 臭氧层耗损与破坏 短波紫外线 简称UVC 臭氧阻挡 不能达到地面 中波紫外线 简称UVB 重点防御 长波紫外线 简称UVA 防止晒黑 酸雨破坏 2 资源短缺或耗竭 水资源问题联合国世界淡水资源综合评价报告指出 世界约1 3人口生活在面临中度和高度水紧张的地区 预计2025年世界人口的2 3或近55亿将有面临着这种局面的风险 联合国已将我国列为全球13个最缺水的国家之一 土壤质量恶化和土地沙漠化 森林资源问题 土壤和土地资源问题 3 生态破坏 生态破坏是环境问题的表现之一 滥伐森林 自然植被的破坏 不合理的灌溉 CO2 氟氯烃的排放 捕猎 环境破坏 对环境调节的功能下降 水土流失 土壤荒漠化 土壤盐碱化 温室效应 O3层的破坏 物种灭绝速度呈现加速的趋势 沉积在黄河入海口处的泥沙 水土流失的迅速扩展 土地沙漠化的严重威胁 由于草原严重沙化 骆驼无草可食 营养不良 骆驼产下后无法站立 无法吃奶 最后死亡 生物多样性遭受严重危机引起物种灭绝或濒危的最重要的人为影响有 栖息地的破坏和变化 过度狩猪和砍伐 捕食者 竞争者和疾病的引入所产生的效应 八大公害事件 20世纪70 80年代来突发性的严重公害事件 第一章总论 第一节环境的基本概念1 环境概念2 环境要素与环境质量3 环境分类4 环境的功能特性5 环境容量及自净能力第二节环境问题1 环境问题定义2 环境问题的表现和分布3 当今面临的主要环境问题第三节可持续发展第四节环境工程的内容和方法1 环境科学2 环境工程 第三节可持续性发展 1 可持续发展的由来2 可持续发展的定义3 可持续发展的基本原则4 可持续发展的措施 1 可持续发展的由来 第一次提出了20世纪人类生活中的一个重要问题 环境污染 2 可持续发展的定义 又不对后代人满足其需要的能力构成危害 既满足当代人的需要 可持续发展 其基本思想为 1 鼓励经济增长2 提倡资源的永续利用和保持良好的生态环境3 谋求社会的全面进步 3 可持续发展的基本原则公平性原则 国家 地区 代际间公平 协调性原则 人口 资源 环境间协调 持续性原则 经济 社会 环境的持续发展 4 可持续发展的措施控制人口 节约资源 保护环境 第一章总论 第一节环境的基本概念1 环境概念2 环境要素与环境质量3 环境分类4 环境的功能特性5 环境容量及自净能力第二节环境问题1 环境问题定义2 环境问题的表现和分布3 当今面临的主要环境问题第三节可持续发展第四节环境工程的内容和方法1 环境科学2 环境工程 第四节环境工程的内容和方法 1 环境科学 环境科学是研究人类活动与其环境系统关系的科学 广义上说 它是对人类生活的自然环境进行综合研究的科学 是研究人类周围空气 大气 土地 水 能源 矿物资源 从狭义上说 它只研究由人类活动所引起的环境质量的变化以及保护和改进环境质量的科学 它所研究的只限于次生环境问题 主要任务 抓住人类与环境这一对矛盾的实质 研究其间的对立统一关系 充分认识二者之间的作用和反作用 掌握其发展规律 以便能动地改造环境并积极调节其间物质和能量的交换过程 促使环境朝着有利于人类的方向演化 环境科学分科体系 环境科学 环境学 基础环境学 应用环境学 环境社会学环境数学 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 环境经济学环境医学环境法学环境工效学 环境声学辐射污染及其控制热污染及其控制 环境污染防治工程技术及原理环境污染综合防治技术和环境规划环境系统工程环境水利工程 大气污染防治工程水污染防治工程固体废物治理工程噪声及热污染控制工程 第四节环境工程的内容和方法 2 环境工程学 1 定义及任务 环境工程是环境科学的一个分支 又是工程学的一个重要组成部分 环境工程运用环境科学 工程学和其他有关学科的理论和方法 研究保护和合理利用自然资源 控制和防治环境污染 以改善环境质量 使人们得以健康和舒适的生存 任务 保护环境 使其免受和消除人类活动对它的有害影响 保护人类免受不利的环境因素对健康和安全的损害 第四节环境工程的内容和方法 2 环境工程学的形成和发展水污染控制方面 中国古代 持刀守卫水井 陶土管排水管道 明矾净水等古罗马时代 公元前6世纪修建地下水道19世纪 砂滤净化自来水 漂白粉杀毒 木炭过滤建立公共污水厂新技术20 21世纪 生物滤池 活性污泥以及更多新技术 第四节环境工程的内容和方法 2 环境工程学的形成和发展大气污染控制方面中国古代 沈括描述炭黑的烟尘污染 清朝煤烟污染严重的琉璃工厂迁往北京城外 罗马 哲学家seneca抨击的 烟囱劣行 19世纪后期 消烟除尘技术得到发展 第四节环境工程的内容和方法 2 环境工程学的形成和发展固废污染控制方面古希腊 垃圾填埋覆土的处置方法中国古代 利用粪便和垃圾堆肥施田1822年 德国利用矿渣制造水泥1874年 英国建立了垃圾焚烧炉20世纪以后 固废处理新技术得到发展 第四节环境工程的内容和方法 2 环境工程学的形成和发展噪声污染控制方面中国和欧洲的古建筑 门窗都考虑采用隔音要求 20世纪50年代 噪声控制技术得到了长足发展 公共卫生学方面1775年 英国医生波特发现扫烟囱工人患 阴囊癌1854年 英国医生斯诺发现霍乱疫情与水井有关目前 公共卫生学大大地促进了环境工程学的发展 第四节环境工程的内容和方法 3 环境工程学的主要内容水质净化与水污染控制工程主要任务 研究预防和治理水体污染 保护和改善水环境质量 合理利用水资源 提供不同用途和要求的用水的工艺技术和工程措施 主要研究领域 水体自净及其利用 城市污水处理与利用 工业废水处理与利用 给水净化处理 城市 区域和水系的水污染综合整治 水环境质量标准 废水排放标准 第四节环境工程的内容和方法 3