第五章 环境污染

第五章环境污染

第一节水污染

第二节大气污染

第三节土壤污染第四节固体废物及化学品危害第五节噪声与其他物理性污染水污染是指天然洁净水由于人类活动而被玷污的现象。《中华人民共和国水污染防治法》中说明，水污染即指“水体因某种物质的介入而导致其物理、化学、生物或者放射性等方面特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或破坏生态环境，造成水质恶化的现象”。

第一节

水污染一、主要的水环境污染物（一）悬浮物（二）耗氧有机物（三）植物性营养物（四）重金属（五）酸碱污染（六）石油类（七）难降解有机物（八）放射性物质（九）热污染（十）病原体二、水污染的主要来源人类活动所排放的各类污水是将上述污染物带入水体的一大类污染源，由于这些污水、废水多由管道收集后集中排除，因此常被称为点污染源。大面积的农田地面径流或雨水径流也会对水体产生污染，由于其进入水体的方式是无组织的，通常被称为非点污染源，或面污染源。（一）点污染源主要的点污染源有生活污水和工业废水。由于产生废水的过程不同，这些污水、废水的成分和性质有很大的差别。1．生活污水2．工业废水工业废水有以下几个特点：①废水中污染物浓度大，某些工业废水含有的悬浮固体或有机物浓度是生活污水的几十甚至几百倍；②废水成分复杂且不易净化，如工业废水常呈酸性或碱性，废水中常含不同种类的有机物和无机物，有的还含重金属、氰化物、多氯联苯、放射性物质等有毒污染物；③带有颜色或异味，如刺激性的气味，或呈现出令人生厌的外观，易产生泡沫，含有油类污染物等；④废水水量和水质变化大，因为工业生产一般有着分班进行的特点，废水水量和水质常随时间有变化，工业产品的调整或工业原料的变化，也会造成废水水量和水质的变化；⑤某些工业废水的水温高，甚至有高达40℃以上。（二）面污染源面污染源主要指农村灌溉水形成的径流，农村中无组织排放的废水，地表径流及其他废水污水。分散排放的小量污水，也可列入面污染源。对面污染源的控制，要比对点污染源难得多。值得注意的是，对于某些地区和某些污染物来说，面污染源所占的比重往往不小。例如，对于湖泊的富营养化，面污染源所作的贡献常会超过50％。（一）我国地面水水质标准Ⅰ类水体：为源头水及其自然保护区；Ⅱ类水体：为集中生活饮用水水源地一级保护区，珍贵鱼类保护区，鱼虾产卵场等；Ⅲ类水体：为集中饮用水水源地二级保护区，一级鱼类保护区，游泳区等；Ⅳ类水体：为工业用水区，人体不直接接触的娱乐用水区；Ⅴ类水体：为农业用水区，一般景观要求水域。（二）地面水污染特征我国地面水最常见的水污染是有机污染、重金属污染、富营养污染以及这些污染共存的复合性污染。1．有机污染2．重金属污染3．富营养化（渤海赤潮）（三）地下水污染特征中国地下水水质下降主要表现为硬度和硝酸盐含量的增加，局部地区发现了较严重的油污染，也存在痕量有机物的污染。四、水污染的危害（一）危害人体健康（二）降低农作物的产量和质量（三）影响渔业生产的产量和质量（四）制约工业的发展（五）加速生态环境的退化和破坏（六）造成经济损失

第二节

大气污染大气污染的定义起源于对有害影响的观察，也就是说，如果大气污染物达到一定浓度，并持续足够的时间，达到对公众健康、动物、植物、材料、大气特性或环境美学因素产生可以测量的影响，这就是大气污染。这种定义方法在很大程度上是基于习惯的公害概念，现在已有很大延伸。例如，大量能量（如热能）释放进入大气引起不良影响，人类活动导致大气中某些组分变化产生的危害等也归入了大气污染的范畴。（二）大气污染物的分类1.大气污染物的概念

大气污染物系指由于人类活动或自然过程排入大气，并对人和环境产生有害影响的物质。2.大气污染物的分类1）按来源分：（1）一次污染物：直接由污染源排放的污染物。（2）二次污染物：在大气中一次污染物之间或一次污染物与大气的正常成分之间发生化学作用生成的污染物。2）按存在状态分：（1）气溶胶状态污染物（亦称颗粒物）（2）气体状态污染物（简称气态污染物）。二、几种典型的大气污染（一）煤烟型污染（二）酸沉降1．世界酸雨发展状况2．中国酸雨现状（三）光化学烟雾污染三、大气污染的危害（一）大气污染对人体健康的危害1．大气颗粒物大气颗粒物对人体健康的影响取决于：①沉积于呼吸道中的位置②在沉积位置上对组织的影响因此，人体长期暴露在飘尘浓度高的环境中，呼吸系统发病率增高，特别是慢性阻塞性呼吸道疾病，如气管炎、支气管炎、支气管哮喘、肺气肿等发病率显著增高，且又可促进这些患者的病情恶化，提早死亡。世界卫生组织公布的2003-2010全球1081个城市空气污染状况调查报告显示，污染最严重的100个城市中，有中国21个城市，它们是兰州、西宁、乌鲁木齐、济南、北京、西安、合肥、成都、沈阳、太原、武汉、重庆、石家庄、天津、哈尔滨、南京、长沙、银川、长春。

2．二氧化硫SO2进入呼吸道后，大部分被阻滞在上呼吸道。在潮湿的粘膜上生成具有刺激性的亚硫酸、硫酸和硫酸盐，增强了刺激作用。上呼吸道对SO2的这种阻滞作用，在一定程度上可以减轻SO2对肺部的侵袭，但进入血液的SO2仍可随血液循环抵达肺部产生刺激作用。进入血液循环的SO2也会对全身产生不良反应，它能破坏酶的活力，影响碳水化合物及蛋白质的代谢，对肝脏有一定损害，在人和动物体内均使血中蛋白与球蛋白比例降低。动物试验证明，SO2慢性中毒后，机体的免疫机能受到明显抑制。3．一氧化碳CO和血中血红蛋白的亲和力是氧的约210倍，它们结合后生成碳氧血红蛋白，将严重阻碍血液输氧，引起缺氧，发生中毒。当人体暴露在600～700mL/m3的CO环境中，1小时后出现头痛、耳鸣和呕吐等症状；当人体暴露在1500mL/m3的CO环境中，1小时便有生命危险。长期吸入低浓度CO可发生头痛、头晕、记忆力减退、注意力不集中，对声、光等微小改变的识别力降低，心悸等现象。4．铅目前大气的铅污染已遍及全球。铅是生物体酶的抑制剂，进入人体中的铅随血液分布到软组织和骨骼中。急性铅中毒较少见；慢性铅中毒可分为轻度、中度和重度。轻度铅中毒的症状有神经衰弱综合症、消化不良；中度中毒出现腹绞痛、贫血及多发性神经病；重度中毒出现肢体麻痹和中毒性脑病例。儿童铅中毒可推迟大脑发育或感染急性脑症。（二）大气污染对植物的危害1.损害植物酶的功能组织2.影响植物新陈代谢的功能3.破坏原生质的完整性和细胞膜4.损害根系生长及其功能5.减弱输送作用，导致生物产量减少。（三）大气污染对材料的危害大气污染可使建筑物、桥梁、文物古迹和暴露在空气中的金属制品及皮革、纺织等物品发生性质的变化，造成直接和间接的经济损失。SO2与其他酸性气体可腐蚀金属、建筑石料及玻璃表面。SO2还可使纸张变脆、褪色，使胶卷表面出现污点、皮革脆裂并使纺织品抗张力降低。O3及NOx会使染料与绘画褪色，从而对宝贵的艺术作品造成威胁。（四）大气污染对大气环境的影响长期以来人们一直把对能见度的影响作为城市大气污染严重性的定性指标。随着研究的深入，人们更多地认识到污染物的远距离迁移和由此引起的区域性危害。大气污染还会导致降水规律的改变。大气污染影响凝聚作用与降水形成，有可能导致降水的增加或减少。大气污染对降水化学的影响表现在酸性化合物的输入，即出现酸雨。酸雨会导致土壤变化，继而引起水体的PH值变化和化学变化。大气污染还会产生全球性的影响。温室气体浓度增加导致的全球变暖、人们大量生产氟氯烃化合物等导致的臭氧层耗竭等。

第三节

土壤污染

土壤污染对环境和人类造成的影响与危害在于它可导致土壤的组成、结构和功能发生变化，进而影响植物的正常生长发育，造成有害物质在植物体内累积，并可通过食物链进入人体，以致危害人体健康。土壤污染的最大特点是，一旦土壤受到污染，特别是受到重金属或有机农药的污染后，其污染物是很难消除的。一、土壤污染源及污染物土壤污染是指人类活动所产生的污染物质通过各种途径进入土壤，其数量超过了土壤的容纳和同化能力，而使土壤的性质、组成及性状等发生变化，并导致土壤的自然功能失调，土壤质量恶化的现象。土壤污染的明显标志是土壤生产力的下降。（一）土壤污染源1．工业（城市）废水和固体废物2．农药和化肥3．牲畜排泄物和生物残体4．大气沉降物5．自然污染源例如，在含有重金属或放射性元素的矿床附近，由于这些矿床的风化分解作用，也会使周围土壤受到污染。（二）土壤污染物1．有机污染物2．重金属3．放射性元素4．病原微生物土壤中的病原微生物，可以直接或间接地影响人体健康。它主要包括病原菌和病毒等。来源于人畜的粪便及用于灌溉的污水（未经处理的生活污水，特别是医院污水）。人类若直接接触含有病原微生物的土壤，可能会对健康带来影响；若食用被土壤污染的蔬菜、水果等则间接受到污染。（一）土壤污染对植物的影响当土壤中的污染物含量超过植物的忍耐限度时，会引起植物的吸收和代谢失调；一些污染物在植物体内残留，会影响植物的生长发育，甚至导致遗传变异。1．无机污染物的影响

1）酸性肥料或碱性物质

2）金属元素土壤受Cu、Ni、Co、Mn、Zn、As等元素的污染，能引起植物的生长和发育障碍；而受Cd、Hg、Pb等元素的污染，一般不引起植物生长发育障碍，但它们能在植物可食部位蓄积。用含Zn污水灌溉农田，会对农作物特别是小麦的生长产生较大影响，造成小麦出苗不齐、分蘗少、植株矮小、叶片发生萎黄。过量的Zn还会使土壤酶失去活性，细菌数目减少，土壤中的微生物作用减弱。当土壤中含As量较高时，会阻碍树木的生长，使树木提早落叶、果实萎缩、减产。土壤中存在过量的Cu，也能严重地抑制植物的生长和发育。当小麦和大豆遭受Cd的毒害时，其生长发育均受到严重影响。实验证明，随着施Cd量的增加，作物体内Cd含量增高，产量降低。2．有机毒物的影响利用未经处理的含油、酚等有机毒物的污水灌溉农田，会使植物生长发育受到障碍。农田在灌溉或施肥过程中，极易受三氯乙醛（植物生长紊乱剂）及其在土壤中转化产物三氯乙酸的污染。三氯乙醛能破坏植物细胞原生质的极性结构和分化功能，使细胞和核的分裂产生紊乱，形成病态组织，阻碍正常生长发育，甚至导致植物死亡。小麦最容易遭受危害，其次是水稻。据研究，每公斤栽培小麦的土壤中三氯乙醛含量不得超过0.3mg。3．土壤生物污染的影响土壤生物污染是指一个或几个有害的生物种群，从外界环境侵入土壤，大量繁衍，破坏原来的动态平衡，对人体或生态系统产生不良的影响。造成土壤生物污染的污染物主要是未经处理的粪便、垃圾、城市生活污水、饲养场和屠宰场的污物等。其中危险性最大的是传染病医院未经处理的污水和污物。一些在土壤中长期存活的植物病原体能严重地危害植物，造成农业减产。（二）土壤污染物在植物体内的残留1．重金属在植物体内的残留2．农药在植物体内的残留3．放射性物质在植物体内的残留（三）土壤污染对人体健康的影响和危害1．病原体对人体健康的影响1）病原体的概念病原体是由土壤生物污染带来的污染物，其中包括肠道致病菌、肠道寄生虫、破伤风杆菌、肉毒杆菌、霉菌和病毒等。病原体能在土壤中生存较长时间，如痢疾杆菌能在土壤中生存22～142d，结核杆菌能生存1a左右，蛔虫卵能生存315～420d，沙门氏菌能生存35～70d。2）土壤中肠道致病性原虫和蠕虫进入人体的主要途径：①通过食物链经消化道进入人体例如，人蛔虫、毛首鞭虫等一些线虫的虫卵，在土壤中经几周时间发育后，变成感染性的虫卵通过食物进入人体。②穿透皮肤侵入人体。例如，十二指肠钩虫、美洲钩虫和粪类圆线虫等虫卵在温暖潮湿土壤中经过几天孵育变为感染性幼虫，再通过皮肤穿入人体。（血吸虫病）3）传染性细菌和病毒一般来自粪便和城市生活污水的致病细菌有：沙门氏菌属、芽孢杆菌属、梭菌属、假单胞杆菌属、链球菌属、分枝菌属等。另外，随患病动物的排泄物、分泌物或其尸体进入土壤而传染至人体的还有破伤风、恶性水肿、丹毒等疾病的病原菌。目前，在土壤中已发现有100多种可能引起人类致病的病毒，例如，脊髓灰质炎病毒、人肠细胞病变孤儿病毒、柯萨奇病毒等，其中最危险的是传染性肝炎病毒。2．重金属对人体健康的影响土壤重金属被植物吸收以后，可通过食物链危害人体健康。例如，1955年日本富山县发生的“镉米”事件，即“痛痛病”事件。其原因是农民长期使用神通川上游铅锌冶炼厂的含镉废水灌溉农田，导致土壤和稻米中的镉含量增加。当人们长期食用这种稻米，使得镉在人体内蓄积，从而引起全身性神经痛、关节痛、骨折，以致死亡。据测定，日本因镉慢性蓄积中毒而致死者体内镉的残毒量：肋骨为11472ug/g，肝为7051ug/g，肾为4903ug/g。3．放射性物质对人体健康的影响放射性物质主要是通过食物链经消化道进入人体，其次是经呼吸道进入人体。通过皮肤吸收的可能性很小。该过程受到许多因素的影响，包括放射性核素的理化性质、环境因素（气象、土壤条件）、动植物体内的代谢情况及人们的饮食习惯等。90锶和137铯是对人体危害较大的长寿命放射性核素。放射性锶的化学性质同元素钙类似，均参与骨组织的生长代谢，并在体内同一部位蓄积。放射性物质进入人体后，可造成内照射损伤，使受害者头昏、疲乏无力、脱发、白细胞减少或增多，发生癌变等。此外，长寿命的放射性核素因衰变周期长，一旦进入人体，其通过放射性裂变，而产生的α、β、γ射线。将对机体产生持续的照射使机体的一些组织细胞遭受破坏或变异。此过程将持续至放射性核素蜕变成稳定性核素或全部被排出体外为止。

第四节

固体废物及化学品危害一、固体废物来源、分类及特点固体废物是指在社会的生产、流通、消费等一系列活动中产生的，在一定时间和地点无法利用而被丢弃的污染环境的固体、半固体废弃物质。不能排入水体的液态废物和不能排入大气的置于容器中的气态废物，由于多具有较大的危害性，一般也归入固体废物管理体系。（一）固体废物来源固体废物来自人类活动的许多环节，主要包括生产过程和生活过程的一些环节。（二）固体废物种类固体废物种类繁多，按其组成可分为有机废物和无机废物；按其形态可分为固态的废物、半固态废物和液态（气态）废物；按其污染特性可分为有害废物和一般废物等。在《固体废物污染环境防治法》中将其分为城市固体废物、工业固体废物和有害废物。

1．城市固体废物1）生活垃圾2）城建渣土：城建渣土包括废砖瓦、碎石、渣土、混凝土碎块（板）等。3）商业固体废物：商业固体废物包括废纸、各种废旧的包装材料、丢弃的主（副）食品等。4）粪便：工业先进国家城市居民产生的粪便，大都通过下水道输入污水处理场处理。而我国的城市下水处理设施少，粪便需要收集、清运，是城市固体废物的重要组成部分。2．工业固体废物工业固体废物主要包括冶金工业固体废物、能源工业固体废物、石油化学工业固体废物、矿业固体废物、轻工业固体废物、其他工业固体废物。3．有害废物有害废物又称危险废物，泛指除放射性废物以外，具有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、爆炸性、传染性因而可能对人类的生活环境产生危害的废物。固体废物的类别，除以上三者之外，还有来自农业生产、畜禽饲养、农副产品加工以及农村居民生活所产生的废物，如农作物秸秆、人畜禽排泄物等。（三）固体废物特点1．资源和废物的相对性固体废物具有鲜明的时间和空间特征，是在错误时间放在错误地点的资源。从时间方面讲，它仅仅是在目前的科学技术和经济条件下无法加以利用，但随着时间的推移，科学技术的发展，以及人们的要求变化，今天的废物可能成为明天的资源。从空间角度看，废物仅仅相对于某一过程或某一方面没有使用价值，而并非在一切过程或一切方面都没有使用价值。一种过程的废物，往往可以成为另一种过程的原料。2．富集终态和污染源头的双重作用固体废物往往是许多污染成分的终极状态。例如，一些有害气体或飘尘，通过治理最终富集成为固体废物；一些有害溶质和悬浮物，通过治理最终被分离出来成为污泥或残渣；一些含重金属的可燃固体废物，通过焚烧处理，有害金属浓集于灰烬中。但是，这些“终态”物质中的有害成分，在长期的自然因素作用下，又会转入大气、水体和土壤，故又成为大气、水体和土壤环境的污染“源头”。3．危害具有潜在性、长期性和灾难性固体废物对环境的污染不同于废水、废气和噪声。固体废物呆滞性大、扩散性小，它对环境的影响主要是通过水、气和土壤进行的。其中污染成分的迁移转化，如浸出液在土壤中的迁移，是一个比较缓慢的过程，其危害可能在数年以致数十年后才能发现。从某种意义上讲，固体废物，特别是有害废物对环境造成的危害可能要比水、气造成的危害严重得多。二、固体废物的环境问题（一）产生量与日剧增以我国为例。1．工业固体废物20世纪80年代以来，我国工业固体废物产生量增长速度相当迅速。1981年全国工业固体废物产生量为3.77亿吨，到1995年增至6.45亿吨。据2010年2月9日，环境保护部、国家统计局、农业部联合发布的《第一次全国污染源普查公报》，全国工业固体废物产生总量38.52亿吨，综合利用量18.04亿吨，处置量4.41亿吨，本年贮存量15.99亿吨，倾倒丢弃量4914.87万吨。

我国工业固体废物的构成比例相对稳定。其中属于具有易燃性、易爆性、化学反应性、腐蚀性、急性毒性、慢性毒性、生态毒性、传染性等的有害废物约占工业固体废物产生量的5％～10％，主要类别为冶炼渣（50％）、化学及化工废物（38％）、原液及母液（10％），还有少量的废油漆、涂料、废油和废溶剂等。2．城市生活垃圾自1979年以来，我国的城市垃圾平均以每年8.98％的速度增长，由1980年的3132×104t猛增至1995年的10748×104t，增加了243.2％。1989年我国生活垃圾的年总清运量为6291×104t，到1996年已达10825×104t，增长了72.1％。现在后我国城市生活垃圾年产量约为1.3亿吨，城市垃圾总量将以8%—10%的速度持续增加。

我国大城市人均日产垃圾达1.4kg，中小城市每人每天产垃圾量也达到1kg。随着生活水平的提高和观念意识的变化，以及包装工业的发展，一次性商品广泛应用于宾馆和餐饮行业，商品的过度包装问题日趋严重。垃圾中的金属、玻璃、纸类，特别是塑料等物质大部分是包装材料。这不仅增加了垃圾产生量，同时也是资源的极大浪费。大量的和快速增长的城市垃圾，需要加以及时清运和妥善处理处置，给管理和处理带来了巨大的压力，也加重了城市环境污染。如何妥善解决城市垃圾，已是我国面临的一个重要城市管理问题和环境问题。3．有害废物有害废物名录中的47类废物在我国均有产生，其中碱溶液或固态碱等5种废物的产生量已占到有害废物总产生量的57.75％。我国有害废物堆存量在1995年达2691万吨，一般占固体废物产生量的0.24％～6.33％。1999年，我国危险废物产生量1015万吨，其中近200万吨危险废物直接向环境倾倒。2007年我国危险废物产生量1079万吨、排放量736吨。（二）占用大量土地资源固体废物的露天堆放和填埋处置，需占用大量宝贵土地。固体废物产生越多，累积的堆积量越大，填埋处置的比例越高，所需的面积也越大，如此一来，势必使可耕地面积短缺的矛盾加剧。

据2006年资料，我国固体废物堆存量累积已近80亿吨，占用和损毁土地200万亩以上，有研究认为我国工业固体废物总堆存量现在已超过一百亿吨。（三）固体废物对环境的危害1．固体废物污染途径固体废物不是环境介质，但往往以多种污染成分存在的终态而长期存在于环境中。在一定条件下，固体废物会发生化学的、物理的或生物的转化，对周围环境造成一定的影响。如果处理、处置不当，污染成分就会通过水、气、土壤、食物链等途径污染环境，危害人体健康。通常，工业、矿业等废物所含的化学成分会形成化学物质型污染，一2．对大气环境的影响固体废物中的细微颗粒等可随风飞扬，从而对大气环境造成污染。一些有机固体废物，在适宜的湿度和温度下被微生物分解，还能释放出有害气体、产生毒气或恶臭，造成地区性空气污染。另一种对地区环境的影响是废物填埋场中逸出的沼气，它在一定的程度上会消耗其上层空间的氧，从而使种植物衰败。采用焚烧法处理固体废物，已成为有些国家大气污染的主要污染源之一。据报导，美国固体废物焚烧炉，约有2/3由于缺乏空气净化装置而污染大气，有的露天焚烧炉排出的粉尘在接近地面处的浓度达到0.56g/m3。3．对水环境的影响直接将固体废物倾倒于河流、湖泊或海洋，将后者当成处置固体废物的场所之一，是有违国际公约的。固体废物弃置于水体，将使水质直接受到污染，严重危害水生生物的生存条件，并影响水资源的充分利用。此外，向水体的倾倒固体废物还将缩减江河湖面有效面积，使其排洪和灌溉能力有所降低。目前，海洋正面临着固体废物潜在污染。此外，在陆地堆积的或简单填埋的固体废物，经过雨水的浸渍和废物本身的分解，将会产生含有害化学物质的渗滤液，对附近地区的地表及地下水系造成污染。4．对土壤环境的影响固体废物及其淋洗和渗滤液中所含的有害物质会改变土壤的性质和土壤结构，并对土壤微生物的活动产生影响。土壤是许多细菌、真菌等微生物聚居的场所，这些微生物与其周围环境构成一个生态系统，在大自然的物质循环中，担负着碳循环和氮循环的一部分重要任务。工业固体废物特别是有害固体废物，经过风化、雨雪淋溶、地表径流的侵