工程化学第七章环境化学ppt

第七章环境工程中的化学7.1环境和环境问题7.2大气污染及其危害7.3水体污染及其危害7.4土壤污染及其危害本章重点【概念】环境；环境污染；环境污染物【其它】大气中的主要污染物；

水体中的主要污染物；

土壤中的主要污染物；7.1

环境和环境问题7.1.1

环境环境(environment)是指某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。环境科学中，主体就是人类，环境包括人类赖以生存和发展的自然环境和人类创造的社会环境,是两者的综合体。人类活动圈与其它圈层的关系人类活动圈生物圈岩石圈大气圈水圈营养元素CO2、O2H2S、CO2CO2、O27.1.2.环境问题由于人为因素使环境的构成或状态发生变化，环境素质下降，从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产，就叫做环境污染。造成环境污染的因素有物理的、化学的、生物的三方面，其中因化学物质引起的约占80%-90%。一.环境污染1.环境污染的概念二十世纪五六十年代的“八大公害事件”马斯河谷烟雾事件、多诺拉烟雾事件、洛杉矶光化学事件、伦敦烟雾事件、水俣病、痛痛病事件、四日市气喘病、米糠油事件等二十世纪七十年代以来的“六大公害事件”

塞维索化学污染、三哩岛核电站泄露、墨西哥液化气爆炸、博帕尔农药泄露、切尔诺贝利核电站泄露、莱茵河污染等事件二.二十世纪震惊世界的公害事件:环境问题三.当代环境问题1.臭氧层破坏2.全球变暖3.酸雨蔓延环境问题环境问题环境问题的认识过程20世纪60年代环境污染1972年包含生态破坏，与社会因素相联系20世纪80年代提出解决环境问题的根本途径—可持续发展战略20世纪90年代可持续发展战略得到国际认同环境问题可持续发展是指既满足现代人的需求以不损害后代人满足需求的能力。换句话说，就是指经济、社会、资源和环境保护协调发展，它们是一个密不可分的系统，既要达到发展经济的目的，又要保护好人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境，使子孙后代能够永续发展和安居乐业。四.可持续发展的定义7.2大气污染及其危害环境污染物是指进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质。环境污染物大部分由人类的生产和生活活动产生的。环境污染物是个相对的概念，“放错地点的原料”。它进入环境后可通过物理、化学、生物反应而变成危害更大或将降解成无害的物质。

1.环境污染物的概念7.2.1环境污染物按形态分：气体、液体、固体污染物按性质分：化学污染物、物理污染物和生物污染物按来源分：工业、农业、交通运输和生活污染物按环境要素分：大气、水体、土壤污染物等2.环境污染物的类别7.2.2大气中的污染物颗粒物质

气态物质大气污染物

含硫化合物、氮化合物、碳氢化合物、碳氧化合物、卤素化合物等气溶胶体固体液体降尘飘尘烟粒径大于10微米的固体颗粒粒径小于10微米的固体颗粒粒径小于1微米的固体颗粒粒径在0.1-100微米液体颗粒雾空气中的固体和液体颗粒物质与空气一起结合成的悬浮体（粒径在1微米以下）一.大气中典型的单一性污染物1.二氧化硫(SO2)

2.一氧化碳(CO)3.氮氧化物(NOx)

4.碳氢化合物(3，4苯并芘)

5.卤素化合物

(氟氯烃

)3，4-苯并芘

3，4苯并芘是由5个苯环构成多环芳烃，是1933年第一次由沥青中分离出来的一种致癌物。常温下为浅黄色晶状固体，熔点179~179.3℃，沸点312℃．难溶于水，微溶于乙醇、甲醇，易溶于苯、甲苯、二甲苯、氯仿、乙醚、丙酮等等有机溶剂。碱性情况下稳定，遇酸易起化学变化。3，4-苯并芘

环境中3，4苯并芘的主要来源于工业生产和生活中煤炭、石油和天然气燃烧产生的废气；机动车辆排出的废气；加工橡胶、熏制食品以及纸烟与烟草的烟气等。据报道，一包香烟内含有0．32微克的3，4苯并芘。由于3，4苯并芘较为稳定，在环境中广泛存在，且与其他多环芳烃化合物的含量有一定相关性，所以都把3．4苯并芘作为大气致病物质的代表。3，4苯并芘是一种强的环境致癌物，可诱发皮肤、肺和消化道癌症，是环境污染主要监测项目之一。1943年，美国洛杉矶第一次出现，所以光化学烟雾也称为洛杉矶烟雾，呈蓝色，具强氧化性，能使橡胶开裂，刺激人的眼睛，伤害植物的叶子，使大气能见度降低。大气中的一次污染物氮氧化物和碳氢化合物等，在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物，这种一次污染物和二次污染物（如臭氧，醛等）的混合物所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。二.大气中的综合性污染物1.光化学烟雾

自由基也称游离基，是指由于共价键均裂而生成的带有未成对电子的碎片。大气中常见的自由基如HO·，RO·等都是非常活拨的，存在时间很短，一般只有几分之一秒。光化学反应中生成的臭氧、醛、酮、醇、PAN等统称为光化学氧化剂，以臭氧为代表，所以光化学烟雾污染的标志是臭氧浓度的升高。

2.酸雨

当大气未受到SO2等污染时，降水由于溶入部分大气中的CO2而略呈酸性，pH值约为5.6。如果受到SO2和NOx污染后，酸度增大，形成“酸雨”。7.2.3大气污染的防治

1.减少污染物排放量2.控制排放和充分利用大气自净能力3.厂址选择、烟囱设计、城区与工业区规划等要合理4.绿化造林，使有更多植物吸收污染物，减轻大气污染程度。7.3

水体污染及其危害7.3.1天然水的概况地球上的水分布水资源和利用天然水的组成地球上水的分布地球表面约有70％以上被水所覆盖，所以地球素有“水的行星”之称。分布：地球上的水分布在海洋、湖泊、沼泽、河流、冰川、雪地、以及大气、生物体、土壤和地层。比较容易开发利用的，与人类生活和生产关系密切的淡水储量为400多万km3，仅占淡水的11％，总水量的0.3％。

水资源和利用地球上水的总量是固定的，约13.86亿km3，但可利用的淡水只占水总量的0.3％。当前主要的缺水类型有：资源型缺水、工程型缺水和水质型缺水。据21世纪城市水资源国际学术研讨会透露，我国已被联合国列为世界上13个最缺水的国家之一，目前我国人均用水量是世界人均用水量的30%左右。

天然水的组成水体的定义：在水污染化学中，水体指河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川、海洋等贮水体的总称。水体的组成不仅包括水，而且也包括其中的悬浮物质、胶体物质、溶解物质、底泥和水生生物，所以水体是个完整的生态系统，或是被水覆盖地段的自然综合体。天然水的组成重要离子组成Ca2+、Mg2+、Na+、K+Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-金属离子[M(H2O)x]n+溶解气体（O2

、CO2

等）水生生物（藻类）天然水的组成

水生生物—赤潮赤潮:是水体中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌，在一定的环境条件下突发性地增殖和聚集，引起一定范围内一段时间中水体变色现象。通常水体颜色因赤潮生物的数量、种类而呈红、黄、绿和褐色等。赤潮虽然自古就有，但随着工农业生产的迅速发展，水体污染日益加重，赤潮也日趋严重。我国自1933年首次报道以来，至1994年共有194次较大规模的赤潮，其中60年代以前只有4次，1990年后则有157起。7.3.2水体污染水体污染(waterbodypollution)：主要是由于人类活动排放的污染物进入河流、湖泊、海洋或地下水等水体，使水和水体底泥的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值，这种现象称为水体污染。水体自净(self-purificationofwaterbody)广义的是指受污染的水体由于物理、化学、生物等方面的作用，使污染物浓度逐渐降低，经一段时间后恢复到受污染前的状态；狭义的是指水体中微生物氧化分解有机污染物而使水质净化的作用。一.水体污染与自净天然污染源:包括大气沉降物、岩石风化、有机物自然降解以及水体由于自然灾害等原因产生的放射性物质和硫化物、氟化物等。人为污染源:工农业生产过程中产生的废水以及生活污水等。二.水体污染物的来源

三.水体污染物的种类未经处理的城市生活污水、造纸污水、农业污水、都市垃圾大量进入水体，会消耗水中溶解的氧气。由于水中缺氧，危及鱼类的生存、致使需要氧气的微生物死亡。河流、小溪的自我净化能力下降，导致河流和溪流发黑、变臭、毒素积累，伤害人畜。

1.死亡有机质氮、磷等植物营养物能刺激藻类及水草生长、干扰水质净化，使BOD5升高的物质。水体富养化严重时，湖泊可被某些繁生植物及其残骸淤塞，成为沼泽甚至干地。局部海区可变成"死海"，或出现"赤潮"现象。2.氮、磷等植物营养物3.有机和无机化学药品

4.石油化工洗涤剂

5.重金属水中重金属(汞,铅,镉,镍,硒,砷,铬,铊,铋,钒,金,铂,银等)含量是水质污染程度的重要指标。如重金属汞（Hg）排入水体，底泥中的厌氧菌会把汞转化为甲基汞（CH3Hg+），甲基汞易在生物体内聚集，使毒性增强,还可通过水生植物进入食物链,经鱼类等水产品进入人体。

6.酸类

酸类是重要污染物。水中酸主要来源于煤矿,一些金属(铜,铅,锌等)矿山的废弃物,以及向河流中排放酸的工厂。7.悬浮固体物

悬浮固体物是水污染的外观指标，主要来源于土壤流失,以及向河流倾倒的垃圾。8.油类物质油污染是目前海洋污染中最普遍、最严重的污染物。主要来自于水上机动交通运输工具、油船或海上采油设备等的意外事故。1.改进工艺，减少废水排放2.发展闭路循环3.进行废水的净化处理物理处理法：采用沉淀、过滤、离心分离、气浮、蒸发结晶、反渗透等方法，通过物理作用分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物(包括油膜和油珠)的废水处理法。化学处理法：通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理法。生物处理法：通过微生物的代谢作用，使废水溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机物、有毒物等污染物质，转化为稳定、无害的物质的废水处理方法。

7.3.2水体污染的防治7.4

土壤污染及其危害7.4.1土壤的组成土壤的组成固体物质液体物质气体物质土壤矿物质,有机质和微生物等

土壤水分土壤孔隙中的空气土壤中这三类物质构成矛盾的统一体。它们互相联系，互相制约，是土壤肥力的物质基础。通常土壤具有很强的自净能力，但自净能力是有限的。7.4.2土壤的主要污染物病原体，包括肠道致病菌、肠道寄生虫（蠕虫卵）、破伤风杆菌、霉菌和病毒等。它们主要来自肥料的人畜粪便和垃圾，或灌溉农田的生活污水。一.生物污染物—病原体二.化学污染物有毒化学物质，如镉、铅等重金属以及有机氯农药等。它们主要来自工业生产过程中排放的废水、废气、废渣以及农业上大量施用的农药和化肥。

如尾矿、废石、粉煤灰和工业垃圾等。它们主要来自工厂、矿山的固体废物。三.物理污染物四.放射性物质

由核裂变产生的两个重要的长半衰期放射性元素是90锶（半衰期为28年）和137铯（半衰期为30年）。放射性物质主要来自核爆炸的大气散落物，工业、科研和医疗机构产生的液体或固体放射性废弃物。土壤污染具有隐蔽性和滞后性土壤污染的累积性土壤污染具有不可逆性土壤污染治理难度大7.4.3土