环境学概论课件

第一章緒論

1

環境

2環境問題

3環境科學

4國內外環境科學專業及課程設置概況1環境(Environment)1.1什麼是環境？VIRON主體環境的科學定義

指圍繞著人的全部空間以及其中一切可以影響人的生活與發展的各種天然的與人工改造過的自然要素的總稱。環境的法律定義

需要保護的環境要素或對象作為環境

《中國人民共和國環境保護法》1.2環境的類型社會環境

聚居環境生產環境交通環境文化環境自然環境自然環境

自然環境是人類賴以生存和發展的各種自然因素的總和，可以把自然環境理解為一個由近及遠和由小及大的有層次的系統，包括：生存環境：由人類賴以生存的空氣、水、土壤、陽光和食物等基本環境要素所組成。地理環境：由地球表層的大氣圈（Atmosphere）、水圈(Hydrosphere)、土壤圈(Pedosphere)、岩石圈(Lithosphere)和生物圈(Biosphere)組成。地質環境：包括地表以下直至地核的各地質圈層，與地理環境有著物質和能量的交流。它主要是地質學和地球物理學研究的對象。宇宙環境：是指地球以外的宇宙空間，與地理環境之間也存在著物質、能量和資訊的交流。它主要是天文學研究的對象。1.3環境的作用

提供資源消納廢物美學與精神享受美國的黃石公園；張家界；武陵園；錫林郭勒草原；九寨溝；洛陽龍門石窟；敦煌；峨眉山；黃果樹瀑布等（視頻資料）生命支持系統“生物圈2號”的試驗失敗..\環境學文檔\ByebyeBiosphere2.pdf1.4環境的價值財富WEALTH衡量國家財富的4種資本

A．產品資本或人造資本

B．自然資本

C．人力資本或人力資源

D．社會資本

表1世界銀行1995年公佈的世界財富的基本結果

專案人力資本產品資本自然資本全世界平均641620高收入國家671617印度與中國73189亞洲其他國家7513122環境問題所謂環境問題是指由於人類活動作用於人們周圍的環境所引起的環境品質變化，以及這種變化反過來對人類的生產、生活和健康的影響問題。

“我們不要過分陶醉於我們對自然界的勝利。對於每一次這樣的勝利，自然界都報復了我們。——恩格斯”

環境問題自然災害生態破壞資源耗竭環境污染人口劇增

環境問題的兩次浪潮環境問題的第一次浪潮（1950~80年）局部的環境問題（非全球性）能源、資源的掠奪性開發工業生產規模的不斷擴大八大公害事件20世紀中葉國外八大公害事件名稱污染物時間地點情況致病原因公害成因馬斯河谷煙霧事件煙塵、SO21930-12比利時馬斯河谷（長24公里，兩側山高90米）幾千人發病，60人死亡SO2氧化為SO3進入肺的深部山谷中工廠多、逆溫天氣、污染物聚集、有霧多諾拉煙霧事件煙塵、SO21948-10美國多諾拉（馬蹄形河灣，兩邊山高120米）4天內42%的居民患病，17人死亡SO2與煙塵作用生成H2SO4，吸入肺部工廠多、霧天、逆溫天氣倫敦煙霧事件煙塵、SO21952-12英國倫敦5天內4000人死亡煙塵中Fe2O3使SO2變成H2SO4，附在煙塵上吸入肺部居民煙煤取暖，煤中S含量高，排出的煙塵量大，逆溫天氣洛杉磯光化學煙霧事件光化學煙霧1943-5~10美國洛杉磯大多數居民患病，65歲以上老人死亡400人石油工業和汽車尾氣在紫外線作用下生成光化學煙霧汽車多，每天有1000多噸碳氫化合物進入大氣，市區空氣水準流動緩慢水俁事件甲基汞1953日本九州南部熊本縣水俁鎮水俁鎮的患者180多人，死亡50多人魚吃甲基汞，後人或貓吃魚而中毒氮肥生產中，採用氯化汞和硫酸汞作為催化劑，含甲基汞的廢水及廢渣排入水體富山事件（骨痛病）鎘1931~1972日本富山縣（蔓延到其他縣等7條河流域）患者超過280人，死亡34人吃含鎘的米、飲用含鎘的水煉鋅廠的未經處理的含鎘廢水排入河流四日事件（哮喘病）重金屬粉塵、煙塵、SO21955年以來日本四日市（蔓延到幾十個城市）患者500多人，有36人死亡重金屬微粒和SO2吸入肺部工廠向大氣中排放SO2和煤粉塵數量多，並含有鈷、錳、鈦等米糠油事件多氯聯苯1968年日本九州愛知縣等23個府縣患者5000多人，死亡16人食用含多氯聯苯的米糠油米糠油生產中，用多氯聯苯作熱載體，多氯聯苯進入米糠油中環境問題的第二次浪潮

（80年代中期~）從局部環境問題→全球性環境問題①全球性大氣環境污染問題：溫室氣體與全球變化、臭氧層耗損、酸沉降②非環境污染問題→生態環境問題：森林面積銳減（Flash)、水土流失、生物多樣性減少、土地荒漠化問題(視頻）等③突發性、災難性的環境污染事件

1984年12月印度博帕爾農藥洩露事件（視頻）

1986年4月26日切爾諾貝利核電站洩露（視頻）④化學品的污染及越境轉移（國家安全---環境入侵）⑤生物入侵比較兩次環境浪潮其一，影響範圍不同。其二，危害後果不同。其三，污染源不同。其四，兩次高潮中污染事件的性質不同。第二次高潮的污染事件不僅帶有突發性，而且污染範圍大、危害嚴重，經濟損失巨大。環境問題的實質一是人類經濟活動索取資源的速度超過了資源本身及其替代品的再生速度（自然資源的補給和再生、增殖都是需要時間的，一旦超過了極限，要想恢復是困難的，有時甚至是不可逆轉的）二是向環境排放廢棄物的數量超過了環境的自淨能力（環境容量是有限的）。

環境問題的發展趨勢科學內容上：由常規物質和中觀尺度向微量物質、更微觀和更宏觀尺度發展；管理內容上：由末端治理向清潔生產、全過程控制方向發展；技術內容上：由傳統技術向高科技術發展；工程內容上：由點源污染工程向面源污染治理、環境修復、生態與景觀建設等綜合工程發展。環境與戰爭炸彈和炮彈對地表自然環境的各種破壞越戰：枯葉劑和除草劑海灣戰爭：（沙漠風暴）阿富汗戰爭和伊拉克戰爭：貧鈾彈（Flash）核冬天（視頻：比基尼島的警告）

環境難民：（Environmentalrefugees）

鄂溫克生態移民3環境科學(EnvironmentalScience)

環境科學的形成和發展環境科學的研究對象環境科學的任務環境科學的內容和分支學科3.1環境科學的形成和發展三個階段1)各學科分別探索階段2）環境科學誕生與發展階段3)整體解決環境與發展的階段3)整體解決環境與發展的階段這一階段可以認為從21世紀80年代末至今，主要體現在兩個方面：一環境科學得到主流學科的認可重要事件是1995年的Nobel化學獎授予3位環境科學科學家。TheEnvironmentalNobelPrize二正在開展綜合研究，試圖整體解決人類面臨的環境與可持續發展問題“我們生活在同一星球上，由一個決定我們生活的生態、社會、經濟和文化關係的微妙而錯綜複雜的網路，把我們聯繫在一起。要實現可持續發展，就必須對所有生命依存的生態系統、對彼此作為整個人類大家庭的一分子、以及對我們的子孫後代承擔更大的責任。2002年約翰尼斯堡首腦會議提供了一個機會，讓我們重新努力，建立更可持續的未來。”——聯合國秘書長科菲·安南，2001年10月當前，開展特別重要領域有：

1）全球變化研究GlobalChangeResearch2）產業生態學IndustrialEcology特點：從全球系統的視角、採用綜合的研究方法開展究，以便深入認識我們的生存的基礎，深入認識人類社會的活動與生存基礎之間的關係。環境科學發展中三個里程碑式的事件Carson“SilentSpring”《寂靜的春天》1972年6月5日~16日瑞典斯德哥爾摩舉行了第一次人類環境會議

1992年6月3日至4日，在巴西里約熱內盧舉行"聯合國環境與發展大會"Carson“SilentSpring”《寂靜的春天》1958年曆時4年於1962年出版論述了大規模殺蟲劑的污染所帶來的危害和後果。引起了人們對環境問題的關注環境運動現代環境保護運動的發起人第一次人類環境會議1972年6月5日~16日瑞典斯德哥爾摩世界各國政府代表第一次坐在一起討論環境問題，討論人類對於環境的權利與義務的大會。呼籲各國政府和人民保護環境。《人類環境宣言》（DeclarationofUnitedNationsConferenceonHumanEnvironment）6月5日作為"世界環境日"的建議。成立了聯合國環境規劃署UNEP，總部設在肯雅首都內羅畢各國相繼成立了環境部和環境保護局等聯合國環境與發展大會1992年6月3日至4日，巴西里約熱內盧♂把環境問題與經濟、社會發展結合起來——“可持續發展戰略”

♂《裏約環境與發展宣言》（又名《地球憲章》）

♂《二十一世紀議程》

♂《氣候變化框架公約》和《生物多樣性公約》

♂非政府環保組織通過了《消費和生活方式公約》（非政府組織、UNESCO、綠色和平組織）3.2環境科學的研究對象以人類-環境系統為其特定的研究對象環境科學主要研究環境在人類活動強烈干預下所發生的變化和為了保持這個系統的穩定性所應採取的對策與措施。宏觀上，研究人類與環境之間的相互作用、相互促進和相互制約的對立統一關係，揭示社會經濟發展和環境保護協調發展的基本規律；微觀上，研究環境中的物質，尤其是人類排放的污染物在環境中的遷移、轉化和富集的過程與運動規律，探索其對生命的影響及作用機理等。3.3環境科學的任務環境科學的任務在於揭示人類與環境相互作用的基本規律。其主要任務是：瞭解人類與環境的發展規律研究人類與環境的關係探討人類活動強烈影響下環境的全球性變化開發環境污染防治技術與制定環境管理法規。3．4環境科學的內容和分支學科

環境科學是介於社會科學、技術科學、經濟學和自然科學之間的邊際科學。2+4+X“2”指環境學、生態學；“4”指環境自然科學、環境社會科學、環境經濟科學和環境技術科學；“X”指建立在“1+4”基礎上的環境規劃學以及正在發展中的環境科學分支學科。環境地學（EnvironmentalGeoscience）環境生物學（EnvironmentalBiology）環境化學（EnvironmentalChemistry）4．國內外環境科學專業及課程設置概況

4．1國內環境科學與生態學屬於二級專業學科，同歸一級學科“環境科學類”

A．原地理系→環境科學系

B．原化學系→環境科學系

C．原工程類→環境科學與工程學院專業方向：環境規劃與管理、環境化學、環境評價、環境生物學、大氣物理學、環境工程等

表3中國設置環境工程本科專業的高校明細

序號地區名稱設置學校1北京市清華大學、北方交通大學、北京工業大學、北京理工大學、北京航空航太大學、北京科技大學、北京化工大學、北京建築工程學院、北京石油化工學院、中國農業大學、北京林業大學、北京師範大學、北京工商大學、石油大學、首都經濟貿易大學、2天津市南開大學、天津大學、天津工業大學、天津理工學院、天津城市建設學院、3河北省河北科技大學、河北建築科技學院、石家莊經濟學院、華北電力大學、河北工業大學、河北理工學院、河北大學、燕山大學、河北建築工程學院4山西省山西大學、太原重型機械學院、華北工學院、太原理工大學5內蒙古包頭鋼鐵學院、內蒙古工業大學、內蒙古農業大學6遼寧省大連理工大學、瀋陽工業大學、瀋陽航空工業學院、瀋陽工業學院、東北大學、鞍山科技大學、遼寧工程技術大學、遼寧石油化工大學、瀋陽化工學院、大連鐵道學院、大連海事大學、大連民族大學、大連輕工業學院、瀋陽建築工程學院、遼寧工學院、瀋陽農業大學、大連水產學院、瀋陽大學7吉林省吉林大學、吉林化工學院、吉林師範大學、東北電力學院、吉林建築工程學院、長春工程學院8黑龍江哈爾濱工業大學、黑龍江科技學院、大慶石油學院、齊齊哈爾大學、哈爾濱商業大學9上海市同濟大學、上海交通大學、華東理工大學、上海理工大學、東華大學、上海電力學院、上海師範大學、上海大學、上海水產大學10江蘇省南京大學、蘇州大學、東南大學、南京理工大學、華東船舶工業學院、中國礦業大學、南京工業大學、江蘇石油化工學院、河海大學、江南大學、南京林業大學、江蘇大學、南通工學院、鹽城工學院、南京農業大學、蘇州科技學院、揚州大學、南京工程學院、南京師範大學、淮陰工學院11浙江省浙江大學、杭州電子工業學院、浙江工業大學、浙江林學院、杭州商學院、寧波大學12安徽省合肥工業大學、安徽理工大學、安徽工程科技學院、安徽農業大學、安徽建築工業學院13福建省福州大學、福建農林大學、華僑大學、集美大學14江西省華東地質學院、南昌航空工業學院、南方冶金學院、景德鎮陶瓷學院、江西農業大學、南昌大學15山東省山東大學、青島海洋大學、山東科技大學、濟南大學、青島建築工程學院、山東建築工程學院、山東輕工業學院、山東理工大學、泰山醫學院、煙臺大學、青島大學16河南省華北水力水電學院、鄭州大學、焦作工學院、鄭州工程學院、河南農業大學、河南師範大學17湖北省武漢大學、華中科技大學、江漢石油學院、武漢化工學院、中國地質大學、武漢科技學院、武漢工業學院、武漢理工大學、湖北工學院、華中農業大學、湖北大學、湖北師範學院、中南民族學院、湖北農學院、三峽大學、武漢科技大學18湖南省湘潭大學、湖南大學、中南大學、湘潭工學院、湖南農業大學、南華大學、長沙電力學院、湘潭師範學院19廣東省中山大學、華南理工大學、廣州大學、廣東工業大學、仲凱農業技術學院、茂名學院20廣西省廣西大學、桂林電子工業學院、桂林工學院21重慶市重慶大學、西南農業大學、渝州大學22四川省西南交通大學、西南石油學院、成都理工大學、西南科技大學、成都資訊工程學院、四川農業大學、四川師範大學、四川大學、電子科技大學、四川輕化工學院四川工業學院23貴州省貴州工業大學24雲南省昆明理工大學、西南林學院25陝西省西北大學、西安交通大學、西北工業大學、西安工業學院、西安建築科技大學、西安科技學院、西安石油學院、長安大學、西安工程科技學院、寶雞文理學院、陝西科技大學26甘肅省蘭州大學、甘肅工業大學、蘭州鐵道學院、西北民族學院27青海省青海大學4．2國外A．MIT市政與環境工程系

B．日本東京大學城市工程系

C．紐約州立大學環境科學與森林資源學院D香港中文大學（TheChineseUniversityOfHongKong）第一篇環境污染問題

第二章大氣環境第三章水體環境第四章土壤環境第五章固體廢物與環境第六章雜訊及其他物理性污染

第二章大氣環境大氣的結構和組成大氣污染主要的大氣污染物大氣環境中污染物的化學轉化煙霧酸雨大氣中污染物擴散的高斯模式1大氣的結構和組成1.1大氣的垂直結構1.1.1根據大氣化學成分垂直分佈：

均質層（地表~90km，大氣中主要成分的組成比例幾乎不變）

非均質層（90km以上）1.1.2按大氣電離狀態的垂直分層：

非電離層（60km以下）

電離層

1.1.3根據大氣在垂直方向上溫度的變化可分五層：對流層、平流層、中間層、熱層和逃逸層對流層最低層，其厚度隨緯度和季節而變化在赤道低緯度地區為17~18km；在中緯度地區為10~12km；兩極附近高緯度地區為8~9km。夏季較厚，冬季較薄。該層的特點：溫度隨高度升高而遞減，大約每上升100米，溫度降低0.6度。由於近地面熱空氣上升，上層冷空氣下降，所以在垂直方向上形成強烈對流；密度大，占大氣總品質的3/4；由於大規模垂直對流運動，該層成分比例穩定；主要的天氣現象均發生在該層。在對流層中，因受地表的影響不同，又可分為兩層：摩擦層或邊界層和自由大氣層

1大氣的結構和組成平流層對流層頂到約50km的大氣層在平流層下層，即30~35km以下，溫度隨高度降低變化較小，氣溫趨於穩定，所以又稱同溫層；在30~35km以上，溫度隨高度升高而升高該層特點：大氣平流運動顯著；空氣比下層稀薄，水氣、塵埃少，大氣透明度好；在高約15~35km範圍內，有厚約20km的臭氧層。3）中間層：

平流层顶到80km高度。溫度隨高度增加而下降。

4）熱層：

80km到500km。溫度隨高度升高而迅速上升。

5）逃逸層（逸散層）熱層以上——外大氣層1．2大氣的組成（停留時間）准永久性氣體O2N2惰性氣體停留時間（年）104106107可變化組分CO2CH4H2N2OO3年5~152.5~86~8>10~2強可變組分H2OCONOXNH3SO2H2S顆粒物天~1073~1858~10~5~2~0.510~302大氣污染大氣污染（atmosphericpollution）：是指大氣中污染物或由它轉化成的二次污染物的濃度達到了有害程度的現象。污染源（pollutionsources）可分為天然大氣污染源和人為大氣污染源兩類。人為污染源1）按污染源特性：A*固定源：如工廠源；

B*流動源：如汽車源。2）按污染源排放方式：

A*點源：如工廠的煙囪源；

B*線源：如城市交通源；

C*面源：如居民區源。3）按污染源產生類型：

A*工業企業污染源；

B*城市交通污染源；

C*民用污染源。4）按污染源排放時間：

A*連續源

B*間斷源

C*暫態源我國大氣污染現狀以煤煙型為主，主要污染物是二氧化硫和煙塵城市、工礦區的污染較嚴重，城市仍以煤煙型污染為主，部分大中城市出現煤煙—機動車尾氣混合型污染從總體上，我國北方城市的大氣污染大於南方城市；冬季大於夏季；城市、工礦區大於農村我國煙塵排放量逐年下降，二氧化硫排放量仍在緩慢上升。以宜賓、貴陽、重慶為代表的西南高硫煤地區的城市和北方能源消耗大的山西、山東、河北、遼寧、內蒙古及河南、陝西部分地區的城市二氧化硫污染較為嚴重。（氮氧化物污染以廣州、北京和上海三市污染嚴重）。城市空氣污染綜合指數大氣污染物濃度遠遠超過國際標準3主要的大氣污染物大氣污染物是指由於人類活動或自然過程排入大氣，並對人體、生物或環境產生有害影響的物質。氣溶膠狀態污染物氣體狀態污染物3．1氣溶膠狀態污染物粉塵（dust）：指懸浮於氣體介質中的小固體顆粒，受重力作用可發生沉降，但在一定的時間內能保持懸浮狀態。其直徑一般為1~100μm左右。煙塵（fume）：一般指冶金過程形成的固體粒子的氣溶膠，是熔融物質揮發後生成的氣態物質的冷凝物，生成過程總是伴隨著氧化過程的化學反應。其直徑一般在0.1~1μm左右。飛灰（flyash）：指隨燃燒過程產生的煙氣排出的分散得很細得無機灰分。黑煙（smoke）：通常指燃料燃燒產生得能見氣溶膠，是燃料不完全燃燒得產物，除碳顆粒外，還有碳、氫、氧、硫等組成得化合物。霧（flog）：是指氣體中液滴懸浮體的總稱。氣象學中指造成能見度小於1km的小水滴懸浮體。大氣污染控制中根據大氣中顆粒物的大小

飄塵：指大氣中粒徑小於10μm的固體顆粒物，能長期漂浮在大氣中，有時也稱浮游粒子或可吸入顆粒物。可吸入粒子（IP）：粒徑≤15μm的粒子。國際標準化組織將IP定為粒徑≤10μm的粒子。降塵：指大氣中粒徑大於30μm的固體顆粒物，因重力作用，在短時間內可沉降到地面。總懸浮顆粒（TSP）：指懸浮於大氣中粒徑小於100μm的所有固體顆粒物，包括飄塵和部分降塵。3．2氣體狀態污染物以分子狀態存在的污染物，簡稱氣態污染物主要有5類：含硫化合物、碳氧化合物、碳氫化合物、含氮化合物及含鹵素化合物氣態污染物還可以分為一次污染物和二次污染物一次污染物也稱原發性污染物，是污染源直接排入大氣中的原始污染物二次污染物也稱繼發性污染物，是一次污染物進入大氣後經過一系列大氣化學或光化學反應生成的與一次污染物性質不同的新污染物，主要有硫酸霧（sulfuroussmog）和光化學煙霧（photochemicalsmog）表氣體狀態污染物種類

污染物一次污染物二次污染物含硫化合物SO2、H2SSO3、H2SO4、M*SO4含氮化合物NO、NH3NO2、HNO3、MNO3碳氧化合物CO、CO2碳氫化合物CH醛、酮、過氧乙醯硝酸酯、O3鹵素化合物HF、HCl硫氧化物二氧化硫是主要的硫氧化物來源：含硫燃料的燃燒過程硫化物礦石的焙燒、冶煉過程危害：參與了硫酸煙霧和酸沉降的形成碳氧化物CO、CO2主要來自燃料燃燒和機動車船尾氣CO是一種窒息性氣體，主要來源於內燃機CO2屬無毒氣體，溫室氣體碳氫化合物生物體的自然分解石油開採及冶煉、天然氣和沼氣洩露等除甲烷等鏈烴化合物外，還有多環芳烴（PAHs）等複雜化合物，多數對人和其他生物有毒有害，有的甚至致畸、致癌可以促進光化學煙霧的形成氮氧化物（NOx）NO和NO2NO進入大氣後可緩慢氧化成NO2NO2的毒性約是NO的5倍NO2參與光化學反應形成光化學煙霧後，毒性更大氮氧化物的主要源是機動車、煤和天然氣的燃燒以及化肥廠和炸藥廠含鹵素化合物鹵代烴、氟化物和其他含氯化合物主要關注的是鹵代烴中的氟氯烴類和含溴的鹵代烷*A氟氯烴類或稱氟利昂類（CFCs）化合物，其中最重要的是一氟三氯甲烷（CFC-11）和二氟二氯甲烷（CFC-12）（命名）無自然源，用於致冷劑、氣溶膠噴霧劑、電子工業的溶劑、製造塑膠的泡沫發生劑和消防滅火劑等破壞臭氧層物質；也是溫室氣體*B含溴的鹵代烷烴，商業名稱為Halon（哈龍）特種消防滅火劑，破壞臭氧層物質CFCs命名原則第一種方法：CFC-113，第一個數字表示（碳原子數減1），第二個數字表示（氫原子數加1）第三個數字表示氟原子數，則CFC-113就是分子中含有2個C，0個H和3個氟，因分子中無H有3個氟，也就必然有3個Cl對於CFC-11和CFC-12命名相同，因為分子中只含1個C，第一個數字（碳原子數-1）為0，因而省略。第二種方法：“RuleOf90”：數字加90，如CFC-11，11+90=101，即碳原子數為1，氫為零，氟為1。（返回）4大氣環境中污染物的化學轉化污染物進入大氣，擴散、輸送過程中，在污染物之間以及污染物與空氣原有組分之間進行化學反應，形成新的二次污染物——大氣污染的化學轉化光化學反應過程和熱化學反應過程大氣光化學特性：太陽光的輻射強度，能量E=hν=hC/λ（ν光波頻率，λ波長，h普朗克恒量6.63*10-34）按照波長可以把太陽光輻射分為：波長λ=380~760nm為可見光區；波長λ=760~2000nm為近紅外區；波長λ大於2000nm為遠紅外區；波長λ小於380nm為紫外光區大氣中的吸光物質一個原子、分子、自由基或離子吸收一個光子所引發的反應，稱為光化學反應。硫氧化物在大氣中的化學轉化：主要是二氧化硫在大氣中的光化學氧化和催化氧化。SO2→SO3→H2SO4。氮氧化物在大氣中的化學轉化：主要是NO和NO2與O3之間的化學迴圈，以及轉化為硝酸和亞硝酸的反應

5煙霧

倫敦型煙霧光化學煙霧5．1倫敦型煙霧

還原型污染物大氣污染主要污染物：二氧化硫、一氧化碳和顆粒物質在低溫、靜風、高濕並伴有逆溫的氣象條件下，污染物擴散受阻，在低空聚集形成還原型煙霧。成因：除氣象和地理條件之外，由三種大氣污染物——煙塵、霧和二氧化硫相互疊加而成。在煤粉塵顆粒表面，SO2氧化形成SO3，隨即與水蒸氣結合成硫酸，進而形成硫酸氣溶膠。同時，SO2也可溶解在小水滴中再氧化為硫酸。當大氣中SO2、霧（微小水滴）、煤粉塵三種成分的濃度足夠時，很快能形成硫酸霧。倫敦型煙霧的實質是硫酸霧。5．2光化學煙霧

又稱石油煙霧，是汽車、工廠等污染源排入大氣的烴類化合物（HC）和氮氧化物等一次污染物，在陽光的作用下發生光化學反應，生成臭氧、醛、酮、過氧乙醯硝酸酯（PAN）等二次污染物，參與光化學反應過程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧污染現象稱為光化學煙霧。形成機制：大氣中的烴類化合物和NOx在光照條件下形成光化學煙霧。烴類化合物和氮氧化物的相互作用主要包括以下過程：1）NO2的光解是光化學煙霧形成的起始反應；2）烴類化合物被HO、O等自由基和O3氧化，導致醛、酮、醇、酸等產物以及重要中間產物——RO2、HO2、RCO等自由基的生成；3）過氧自由基引起NO向NO2和PAN等生成。整個過程叫鏈反應。其中的O3、醛、酮、醇、PAN等統稱為光化學氧化劑。光化學煙霧污染的標誌是O3濃度的升高。專案還原型煙霧（倫敦型煙霧）氧化型煙霧（光化學煙霧）概況首次發生於1873年首次發生於1946年，發生光化學反應污染物顆粒物、SO2、硫酸霧等碳氫化合物、NOX、O3、PAN、醛類等燃料礦物燃料汽油、煤、煤氣等氣象條件逆溫季節冬夏、秋氣溫低（4℃以下）高（24℃以上）濕度高低日光弱強臭氧濃度低高出現時間白天夜間連續白天生態效應對城市居民的呼吸道有刺激這樣，嚴重時導致死亡；城市交通事故多發，正常生活受到影響對城市居民眼和呼吸道有強刺激作用，嚴重時可導致人死亡。O3等氧化劑對城市的生態環境有強氧化破壞作用6酸雨是指PH小於5.6的酸性大氣降水，包括雨、雪、冰雹、露、霜和霧等（美國採用PH值小於5）廣義的酸雨（酸沉降）包括幹沉降和濕沉降幹沉降包括各種酸性氣體、酸性氣溶膠和酸性顆粒物濕沉降即通常所說的酸雨形成機理：形成酸雨的主要污染物是SO2和NOx等，二者在雨水中分別轉化為硫酸和硝酸，酸雨中90%以上是硫酸和硝酸的成分。1）SO2氧化SO2通過催化氧化和光化學氧化兩種途徑生成硫酸**清潔大氣中SO2氧化的速度很慢，但在含有金屬鹽（鐵、錳）的氣溶膠霧滴中發生催化氧化反應，速度將大大提高。

SO2光化學氧化反應2）NOx的氧化NOx在空氣濕度大並存在金屬雜質和NH3的條件下，生成硝酸和硝酸鹽，並最終形成氣溶膠7大氣中污染物的擴散模式

1）源參數：包括排放污染物的數量、組成、排放方式、源的幾何形狀、相對位置、密集程度及源高等2）氣象條件3）近地層下墊面的狀況氣象條件和下墊面狀況決定了大氣對污染物的稀釋擴散速率和遷移轉化途徑。7．1幾個與大氣中污染物擴散有關的概念

1）溫度層結2）大氣穩定度3）逆溫1）溫度層結在對流層內，氣溫垂直變化的總趨勢是：隨著高度的增加氣溫逐漸降低氣溫隨高度的變化通常以氣溫垂直遞減率γ來表示。幹空氣塊或未飽和的濕空氣塊在絕熱條件下每升高單位高度(通常取用單位高度為100m)所造成的溫度下降數值稱為幹絕熱遞減率，以γd表示，其運算式為：Ti表示幹空氣塊的溫度g——重力加速度＝9．81(m／s2)；Cp——幹空氣定壓比熱＝1004J／(kg·K)。氣溫沿垂直高度的分佈曲線稱為氣溫沿高度分佈曲線或溫度層結曲線，簡稱溫度層結。

溫度層結類型(1)氣溫隨高度增加而遞減，即r>0，稱為正常分佈層結或遞減層結；(2)氣溫直減率等於或近似等於幹絕熱直減率，即γ＝γd，稱為中性層結；(3)氣溫不隨高度變化，即γ＝0，稱為等溫層結；(4)氣溫隨高度增加而增加，即γ<0，稱為逆溫。2）大氣穩定度大氣穩定度是指在垂直方向上大氣穩定的程度假如一空氣塊由於某種原因受到外力的作用，產生了上升或下降運動後，可能發生三種情況：(1)當外力去除後，氣塊就減速並有返回原來高度的趨勢，稱這種大氣是穩定的；(2)當外力去除後，氣塊加速上升或下降，稱這種大氣是不穩定的；(3)當外力去除後，氣塊被外力推到那裏就停到那裏或作等速運動，稱這種大氣是中性的。可以用氣溫垂直遞減率與幹絕熱遞減率之差來判別。當r–rd>0時，大氣不穩定；當r–rd<0時，大氣穩定；當r=rd時，大氣是中性的。3）逆溫將氣溫隨高度增加而增加的氣層稱為逆溫層根據逆溫生成的過程，可將逆溫分為輻射逆溫、下沉逆溫、平流逆溫、鋒面逆溫及湍流逆溫等五種輻射逆溫下沉逆溫7．3大氣污染物的高斯擴散模式

1）坐標系2）高斯模式的四點假設

(1)污染物濃度在y、z軸上的分佈符合高斯分佈(正態分佈)(2)在全部空間中風速是均勻的、穩定的(3)源強是連續均勻的(4)在擴散過程中污染物品質是守恆的3）高架連續點源擴散的高斯模式及幾種常見的大氣擴散模式源強為q（mg/s），有效源高為He（m）的排放源在下風向空間點（x，y，z）處造成的濃度（mg/m3）

參數意義q：源強C：污染物濃度u：平均風速δy：Y軸上的擴散參數（用煙流水平方向標準差表示）δz：Z軸上的擴散參數（用煙流垂直方向標準差表示）He：煙囪的有效高度

He=H+△H△H：煙氣抬升高度地面濃度（z=0）

煙流中心線地面濃度（y=0，z=0）地面最大濃度未知量：q、u、He、δy、δz室內裝修最容易產生4種污染物甲醛苯NH3放射性物質氡第三章水體環境及污染問題概述水體及水體污染水體污染物的來源水體中主要污染物及來源和分佈水體水質污染指標污染物在水體中的擴散水體富營養化問題代表性耗氧有機物的降解重金屬在水環境中的遷移轉化1概述1．1環境中的水1．2天然水的水質1．1環境中的水1)環境中天然水資源的分佈

巴基斯坦的水資源問題

珍惜水資源Flash以我國為例，淮河以北所擁有的水資源量僅為全國水資源量的19%，而這一地區的耕地面積卻是全國耕地面積的64%。如果有一條斜線將中國分為東南河西北兩大區，則佔據國土面積53%的東南沿海地區，擁有了全國水資源的93%，而西北地區卻只有7%的水資源量。(匱乏的水資源）2）天然水在環境中的迴圈水的迴圈：蒸發、降水、滲透及徑流等。水迴圈應包括水的自然迴圈和社會迴圈。包括：局部的海洋水分迴圈、局部的陸地水分迴圈以及全球水分迴圈。總體在全球範圍內蒸發與降水的總量是平衡的。----水的自然迴圈水的社會迴圈：是指人類為了滿足生活和生產的需要，不斷取用天然水體中的水，經過使用，一部分天然水被消耗，但絕大部分變成生活污水和生產廢水排放，重新進入天然水體。----水體污染（點源和麵源）1．2天然水的水質天然水中的溶質成分可大略地分為5組：溶解氣體：O2、CO2、CH4、H2S等；主要離子：陰離子---Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-；陽離子----K+、Na+、Ca2+、Mg2+；微量元素：天然水中含量低於10-3%的陰離子（如I-、Br-、F-）、微量金屬離子及放射性元素等；生源物質：在成因上與生命活動有關的物質，主要是N、P化合物；膠體：無機膠體和有機膠體。此外，還有懸浮物（如細菌、藻類、原生動物、泥沙、黏土及其它不溶物質）。水質（WATERQUALITYORAQUATICQUALITY）水的品質，是指水與其中所含雜質共同表現出來的物理、化學和生物學的綜合特性。反映了水體環境自然演化過程和人類活動影響的程度。“水質”：一是水的性質，包括環境水質體系的各種特徵和過程，二是水的品質，包括人類生活和生產對水質提出的需求和保證達到要求的水質轉化技術。水質和水量2水體及水體污染水體(WaterBody)是指以相對穩定的陸地為邊界的天然水域，包括河流、湖泊、沼澤、水庫和海洋等。水體不僅包括水，還包括水中的懸浮物質、溶解物質、底泥及水生生物等完整的生態系統，它是地表被水覆蓋的自然綜合體。水體污染（waterbodypollution）指主要是由於人類活動排放的污染物進入水體中，使水和水體底泥的物理、化學性質或生物群落組成發生變化，從而降低了水體的使用價值，這種現象稱為水體污染。飲用水與發展我國水資源短缺和水體污染

*我國水資源總量占世界第六位，地表徑流總量為2.7萬億m3，相當於陸地徑流總量的5%。但人均佔有水量少，居世界第110位，為世界人均徑流量的1/4。我國城市缺水更為嚴重，我國統計有434個城市缺水，其中50個城市屬水荒城市，是世界13個貧水國之一。*根據“國家環境狀況公報”：全國七大水系、湖泊、水庫、部分地區地下水及近岸海域都受到不同程度的污染：長江、黃河、海灤河水系和大遼河水系、珠江、淮河以及松花江；主要大淡水湖泊的污染程度次序為：滇池、巢湖、南四湖、洪澤湖、太湖、洞庭湖、鏡泊湖、博斯騰湖、興凱湖和洱海（突出的環境問題是嚴重富營養化和耗氧有機物增加）；我國近岸海域水體的主要污染指標是無機氮和無機磷，水質評價結果表明：I類海水占18.7%，II類海水占21.4%，III類海水占6.5%，超III類海水占53.4%。表中國：死亡率和疾病負擔

死亡傷殘調整的生命年

千人占中國死亡總數（百分比）千人占中國總數（百分比）中國占世界傷殘調整的生命年的比例a與水污染有關1341.5％60423％9.6％

腹瀉93

3685

4.3％

肝炎34

626

34.7％

沙眼－

347

14.2％

腸道線蟲7

1384

35.2％與大氣污染有關189921.2％2973414.2％－

慢性障礙性呼吸道疾病143216.0％178108.5％58.6％

下呼吸道感染4675.2％119245.7％9.0％合計8885

208407

15.1％表我國目前大氣和水污染的經濟損失（百萬美圓）3水體污染物質的來源水體污染來源一般分內源和外源內源是指污染物來源於系統內部，即由系統內部產生或儲存的有害物質被釋放出來引起的污染（化學定時炸彈）外源是指來自系統以外的污染源（工業廢水、生活污水和農業退水），又分點源和麵源兩種形式。點源主要指工業污染源和生活污染源，其變化規律服從工業生產廢水和城鎮生活污水的排放規律，即季節性和隨機性；面源主要是農村污水和灌溉水。工業廢水；生活污水；農業退水（劉培桐書69~72）化學定時炸彈（ChemicalTimeBomb)水體沉積物或土壤中貯存的化學物質由於環境的緩慢改變而活動化，從而引發滯後而突發的有害效應。實例：（中歐國家）土壤pH改變→Al釋放→中歐森林土壤大面積死亡4水體中主要污染物及來源和分佈

物理（懸浮物污染、熱污染和放射性污染等）化學（營養物質污染、酸堿污染、重金屬污染、耗氧有機物污染、有機毒物污染等）生物（致病細菌及病毒污染）具體——劉培桐書725水體水質污染指標第一類：物理性水質指標，包括：感官物理性狀指標。如溫度、色度、嗅和味、濁度、透明度等。其他物理性狀指標。如懸浮固體、溶解固體、電導率（電阻率）等。第二類：化學性水質指標，包括：

A．一般的：PH、鹼度、硬度、各種陰陽離子、總含鹽量等。B．有毒的：重金屬、氰化物、多環芳烴、各種農藥等。C氧平衡：DO、COD、BOD、TOC等。第三類：生物學水質指標。細菌總數、總大腸桿菌菌落數、各種病原細菌和病毒等。水體氧平衡指標DO、BOD、COD、TOC和TOD溶解氧（DO，DissolvedOxygen）指溶解於水中的分子態氧。是衡量水質的一個重要參數。生物化學需氧量，簡稱生化需氧量（BOD，BiochemicalOxygenDemand）指水體中的有機物在好氣條件下經微生物分解成CO2和H2O時所需要的氧氣。以5d作為測定的標準BOD的標準時間（即BOD5）。化學耗氧量（COD，ChemicalOxygenDemand）指化學氧化劑氧化水中有機污染物時所需的氧氣。測定方法有高錳酸鉀法和重鉻酸鉀法兩種。總有機碳與總需氧量總有機碳（TOC，TotalOrganicCarbon）包括水中所有有機物質的含碳量。總需氧量（TOD，TotalOxygenDemand）是指把水體中的碳、氮、硫、氫等元素全部氧化時所需氧的總量。6污染物在水體中的擴散6．1水環境的自淨作用6．2污染物在水體（河流）中的混合輸移過程6．3河流水質模型

6.2和6.3在《環境評價》、《環境規劃與管理》仲介紹6．1水環境的自淨作用水環境的自淨作用是指受污染的各種水體在物理、化學和生物等作用下污染物濃度或總量自然降低的過程。按作用機理可分為物理自淨、化學自淨和生物自淨三類。物理自淨：指水體中污染物濃度的降低是由稀釋、混合、揮發、沉澱等物理作用所引起的過程。化學自淨：指水環境中污染物濃度的降低是由氧化還原、分解化合、吸附解吸、沉澱絡合等化學作用造成的。污染物發生了化學性質或形態、價態上的轉化，水質亦發生了性質的變化。生物自淨：指水環境污染物濃度的降低是由分解、轉化和富集等自然界中的生物作用引起的。主要是指懸浮和溶解於水體中的有機污染物在微生物作用下，發生氧化分解的過程。生物化學過程起著主要作用。7水體富營養化（Eutrophication）

7．1定義在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等營養物質大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質惡化，魚類及其他生物大量死亡的現象。水體出現富營養化現象時，浮游生物大量繁殖，因佔優勢的浮游生物的顏色不同，水面往往呈藍色、紅色、棕色、乳白色等。“水華”和“赤潮”。7．2富營養化形成的條件1）營養元素：N、P

在富營養化水體中磷含量的高低決定著藻類繁殖速度和富營養化程度。2）光：富光帶、光補償帶和深水帶。3）溫度：影響水體上覆水的運動→氧和營養物質的垂直運動和在各層分佈。7．3富營養化的指標程度總磷（mg/m3）總氮（mg/m3）葉綠素a（mg/m3）透明度/m貧＜15＜400＜3＞4中15~25400~6003~72.5~4富25~100600~15007~401~2.5過＞100＞1500＞40＜17．4富營養化的危害1)感官惡化，不利觀光2)魚類窒息或中毒死亡3)影響作物生長4)水質變劣，淨化費用增高5)加速湖泊衰老8代表性耗氧有機物的降解耗氧有機物（或稱易降解有機物）毒性有機物（或稱難降解有機物或稱持久性有機物）耗氧有機物是指動、植物殘體和城市污水中的碳水化合物、脂肪、蛋白質等容易分解的有機物，其在分解過程中要消耗水體中的溶解氧，造成水質惡化。它們的主要危害是通過耗氧過程所造成的，因此統稱耗氧有機物。毒性有機物是指酚、多環芳烴和各種人工合成的具有累積性生物毒性的有機化合物，如多氯聯苯、農藥等。降解是較高分子量的有機化合物在分解過程中逐步減小分子量，最後變為簡單的無機化合物（水和二氧化碳）的過程。降解是通過化學氧化、光化學氧化和生物化學氧化來實現的。8．1碳水化合物（Carbonhydrate）的降解通式CX(H2O)Y。其結構：多羥基的醛、酮或可通過水解可生成多羥基醛或酮的化合物。根據分子構造的特點，碳水化合物通常分為三類：1)單糖：CnH2nOn不能進一步水解成更簡單的多羥基醛或酮2)二糖：C12H22O11，水解後，每分子可生成2個分子單糖。

C12H22O11+H2O→C6H12O6+C6H12O6

主要有三種：蔗糖、麥芽糖和乳糖蔗糖+水→葡萄糖+果糖乳糖+水→葡萄糖+半乳糖麥芽糖+水→葡萄糖+葡萄糖3)多糖：水解後可生成許多個分子單糖。（CmH2nOn）X碳水化合物的降解過程

第一步：水解多糖→二糖→單糖所有的二糖和多糖水解均生成單糖。如：

(C6H10O5)X（澱粉）→(C6H10O5)n（糊精）→C12H22O11（麥芽糖）→C6H12O6（葡萄糖）第二步：糖解過程：單糖轉化為丙酮酸。大致可分為四步：1）酯化過程：葡萄糖+ATP→葡萄糖-6-磷酸酯+ADP（酯化酶參與）；2）異構化：葡萄糖-6-磷酸酯→果糖-6-磷酸酯（異構酶參與）如果還有ATP，則異構化過程可繼續進行：果糖-6-磷酸酯+ATP→果糖1，6–二磷酸酯+ADP（酯化酶）；3）分裂：果糖1，6–二磷酸酯→二羥丙酮磷酸酯+3-磷酸甘油醛（縮合酶）二羥丙酮磷酸酯→3-磷酸甘油醛（異化酶）；4）生成丙酮酸。第三步：丙酮酸的分解：有氧和無氧1）有氧條件下：丙酮酸在乙醯輔酶A的作用下即進入三羧酸迴圈，最終被完全分解為二氧化碳和水。2）無氧條件下：丙酮酸本身作為受氫體，反應的產物是酸、醇和酮等，即發酵。發酵的種類決定於細菌的種類和環境條件。如乳酸發酵、丙酸發酵和乙酸發酵等。碳水化合物發酵會產生大量有機酸，使PH降低，統稱酸性發酵。8．2脂類的降解脂類是由碳、氫和氧組成。脂類可分為三種：

1）脂肪：液態—油，固態---脂肪，儲存能量，減少熱量散失；

2）類脂化合物：磷脂、糖脂等，構成生物膜的成分；

3）固醇類：膽固醇、VD等。降解過程：1)在細胞外水解：生成甘油和脂肪酸2)甘油：進入磷酸化經略，轉化為丙酮酸。3)脂肪酸：脂肪酸的降解則採用β-氧化方式。有氧條件下：經過三羧酸迴圈，達到完全氧化。如：

CH3(CH2)16COOH+26O2→18CO2+18H2O

無氧條件下：發酵，生成各種有機酸。8．3蛋白質的降解蛋白質是由碳、氫、氧和氮組成的複雜化合物，在少數蛋白質中還含有磷和硫。由許多氨基酸分子通過肽鍵連結而成的。其降解的第一步，是細胞外水解酶作用下發生水解。蛋白質水解的過程產物及相應的分子量為：蛋白質（朊）（分子量大於10，000）→（~5，000）→腖（~2000）→多肽（1000~500）→二肽（~200）→氨基酸（~100）。第二步是氨基酸的分解：1）有氧條件下脫氨，生成含有不少於一個碳原子的飽和酸或具有相同碳原子數目的羥基酸2）無氧條件下進行加氫還原脫氨3）含硫的氨基酸（主要是胱氨酸和蛋氨酸）：分解會生成硫化氫。生成的硫化氫在有氧條件下可繼續氧化，在無氧條件下與水中重金屬反應，生成黑色金屬硫化物。第三步是氨基酸分解產物的歸宿：在有氧條件下可經過三羧酸迴圈，完全氧化為二氧化碳和水；在無氧條件下就需要發生發酵過程。耗氧有機物降解的共同特點首先在細胞體外發生水解其後在細胞內繼續水解和氧化降解的後期產物都是各種有機酸；在有氧條件下，可以一直達到無機化，其最終產物是二氧化碳、水等；在缺氧條件下進行反硝化、甲烷發酵等過程，其最終產物除二氧化碳和水外，還有氨氣、硫化氫、甲烷、有機酸和醇等。9重金屬在水體中的遷移轉化A．通常是指密度大於4的元素總稱；B．它包括原子序數超過20的所有元素（從鈧21開始）；C．金屬的比重大於5（克/釐米3）（也有人認為大於4）的為重金屬。D．目前環境污染研究中所說的重金屬主要包括汞、鎘、鉛、鉻、銅、鋅及類金屬砷等生物毒性顯著及含量過高時具有生物毒性的元素。重金屬污染特點1)在天然水體中只要有微量濃度即可產生毒性，一般重金屬產生毒性的範圍大致在1~10mg/L，毒性較強的金屬如汞、鎘產生毒性的濃度範圍在0.01~0.001mg/L；2)通過食物鏈的生物放大作用，重金屬可以在較高級生物體內成千、成萬倍的富集，然後通過食物鏈進入人體，在某些器官中積累造成慢性毒性；3)人體中的某些重金屬可在微生物的作用下轉化為毒性更強的金屬化合物，即金屬甲基化。重金屬在水環境中遷移轉化機理1）沉澱-溶解作用2）氧化還原作用3）絡合、螯合作用4）吸附-解吸作用5）生物甲基化作用

第四章土壤環境概述土壤的基本結構和組成土壤的物化性質土壤環境污染土壤污染的危害1概述岩石圈由下伏岩石和表生自然體兩部分組成。表生自然體包括風化殼、土壤和沉積物。風化殼是遭受風化淋溶作用改變了原來形態和性質的岩石圈表層土壤是在生物因素參與下，在風化殼上發育的對植物具有肥力的陸地疏鬆表層。由礦物質（原生礦物和次生礦物）和有機質（腐殖酸HumicAcid，HA和非腐殖酸）構成。土壤環境問題由於人類大規模的生產、生活等活動，改變了影響土壤發育的生態環境，使土壤本身受到破壞，形成了一系列的生態環境問題。大規模現代化和農業生產的實現、大量使用農藥、不適當施用化肥和工業三廢的排放等，使土壤遭受不同程度的污染。我國土地環境問題1）我國土地資源並不豐富：人口占世界人口的1/5，但耕地面積只占世界的7%，人均耕地面積僅為世界人均耕地面積的1/4；2）我國土地資源迅速銳減；3）土地資源還面臨著生態環境不斷惡化的威脅：

A*土地荒漠化、水土流失仍在加劇；

B*由於各種人為因素而廢棄的土地累計已經超過2億畝；

C*隨著三廢排放和農業化學化，農田受到重金屬、農業化學品、酸沉降、放射性物質、礦物油及致病微生物等因素所污染的面積已達3億畝，相當於總耕地面積的1/5。2土壤的基本結構和組成2．1土壤的剖面構型（自上而下）覆蓋層（A0）淋溶層（A）澱積層（B）母質層（C）2．2土壤的組成固相：礦物質和有機質氣相：土壤空氣中的氧、氮氣、二氧化碳、水蒸氣及其他氣體組成液相：土壤的水分和溶液3土壤的物化性質3．1土壤的物理性質（土壤的結構）土壤顆粒的空間排列方式及其穩定程度，孔隙的分佈和結合的狀況稱為土壤的結構。3．2土壤膠體及吸附性能土壤膠體是指土壤中顆粒直徑小於2微米或小於1微米，具有膠體性質的微粒。可分為三大類：無機膠體、有機膠體和有機—無機膠體複合體。土壤膠體的吸附機理表現為表面吸附和離子交換吸附兩種。表面吸附

表面吸附是一種物理作用，所以又稱物理吸附與膠體具有巨大的表面能和比表面有關表面能任何物體的任何分子間都有相互吸引的力，在一個物體內部，任何分子都受到四周分子的同等吸引，因此，它受到的各方面的力是均衡的。這些均衡的力相互抵消，所以對該分子的能量沒有影響。但物體表面的分子則不同，其周圍沒有相同數量的分子，它受到的力是不均衡的。表面分子受到不均衡的分子引力，使表面的分子具有多餘的自由能（即存在著剩餘引力）。由於這些能量是因表面存在而產生的，故稱為表面能。表面能越大，吸附作用也越強。↑比表面表面能的大小，決定於物體裸露表面積。每單位重量物體的表面積稱為比表面。如半徑為r的球形土粒，其重量為：4/3πr3×2.65（即球形土粒容積乘土粒比重），而其表面積為4πr2，所以其比表面為：半徑越小，比表面越大3．3土壤的酸鹼度和PH值土壤中H+主要是二氧化碳溶解於水形成碳酸，有機物分解產生有機酸及某些少數無機酸、Al3+水解產生H+是土壤酸性重要來源。OH-主要來自土壤溶液中的碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈣以及膠體表面交換性Na+，其水解產生OH-。土壤中酸度構成活性酸度由於土壤溶液中的氫離子形成的酸度潛在酸度由吸附於土壤膠體上的氫離子形成的酸度包括：交換性酸、水解酸和未解離的弱酸交換性酸指用K+可交換出來的酸，包括H+、Al3+水解酸指用鹼性鹽（NaAc）置換出來的酸4土壤環境污染

4．1基本概念土壤污染（soilpollution）：人類活動產生的污染物進入土壤並積累到一定程度、超過土壤自淨能力時，引起土壤品質惡化的現象。

土壤品質惡化具體表現為土壤的物理、化學及生物進程被破壞和土壤肥力下降，土壤正常生態功能遭到破壞或干擾，毒性增強，進而對土壤生物產生直接或潛在的危害。土壤自淨作用：土壤自淨作用是指以各種方式進入土壤的污染物，通過土壤的物理、化學和生物學的複雜作用，使污染物逐漸轉化、減毒、消失，最終使土壤恢復到原有的生態功能的過程。土壤容量是指土壤對污染物的最大承受能力或負荷量。4．2土壤污染類型按其污染物來源可分為人為污染和自然污染兩大類根據污染物進入土壤的方式可將土壤污染分：水體污染型大氣污染型生物污染型工業固體廢物污染型農業生產污染型4．3土壤污染物類型無機和有機無機物有重金屬離子，非金屬中的砷、氟、過量的氮、磷和硫等元素及其有毒化合物（如酸性大氣及固體沉降物），放射性元素等有機物有酚、氰、農藥、原油和部分礦物油等致病微生物5土壤污染物的危害污染物對土壤的危害主要是通過污染物在食物鏈中遷移富集，最後使食物鏈節點上的微生物、植物、各類低高等動物及人類產生受害症狀來間接反映的。不同類型的污染物在土壤中遷移、轉化、富集方式不盡相同，同一元素的不同價態、不同環境條件下其毒性及機理都有所不同，因此，不同類型污染物在土壤環境中的危害不同。5．1重金屬和其他有毒元素對土壤的危害5．2農藥對土壤的危害5．3化肥施用不當對土壤的危害5．4放射性元素對土壤的危害5．6致病生物體對土壤的危害第五章固體廢棄物與環境概述固體廢物的環境問題危險廢物的越境轉移固體廢物的清潔處理、處置與綜合利用1概述固體廢物通常是指在生活與生產活動中未經適當處理而不可能再直接利用的固體和泥狀物質。廢物是相對在某一過程或在某一方面沒有使用價值，而並非在一切過程或一切方面都沒有使用價值。某一過程的廢物往往是另一過程的原料，所以廢物又有“放在錯誤地點的原料”之稱。按來源將城市固體廢物分為：礦業固體廢物、工業固體廢物、城市垃圾和放射性固體廢物等四類。（有人將礦業的、工業的和放射性的合稱工業廢物）。按危害程度分一般性和危險性廢物兩類。固體廢物的特點資源和廢物的相對性固體廢物是在錯誤時間放在錯誤地點的資源富集終態和污染源頭的雙重作用——“源-匯”雙重效應危害具有潛在性、長期性和災難性2固體廢物的環境問題2．1產生量與日劇增工業固體廢物城市生活垃圾有害廢物2．2佔用大量土地資源2．3固體廢物對環境的危害污染水體、大氣、土壤及對環境衛生的影響3危險廢物危險廢物又稱有害廢物，泛指除放射性廢物外，具有毒性、易燃性、反應性、腐蝕性、爆炸性、傳染性因而可能對人類的生活環境產生危害的廢物。全球性環境問題之一污染轉嫁——《控制危險廢物越境轉移及其處置巴塞爾公約》（簡稱巴塞爾公約）鑒別標準和危險廢物名錄4固體廢物的清潔處理、處置與綜合利用從污染源頭起始，改進或採用更新的清潔生產工藝，儘量少排或不排廢物強化對有害廢物污染的控制，實行從產生到最終無害化處置全過程的嚴格管理。採用的基本原則是：減量化原則、資源化原則和無害化原則。4．1固體廢物減量化對策與措施

——生活垃圾*1）逐步改變燃料結構*2）避免過度包裝和減少一次性商品的使用*3）加強產品的生態設計（產品的綠色設計）*4）推行垃圾分類收集：混合收集和分類收集*5）搞好產品的回收、利用的再迴圈4．2固體廢物資源化與綜合利用物質回收物質轉換能量轉化廢物資源化技術包括物理處理技術化學處理技術生物處理技術4．3固體廢物的無害化處理處置焚燒處理二次污染問題第六章雜訊及其他物理性污染雜訊污染電磁污染光污染熱污染1雜訊污染雜訊定義：凡是不需要的，使人厭煩並干擾人的正常生活、工作和休息的聲音統稱為雜訊。聲音的物理性質和人的生活狀態。雜訊污染的特點：一是影響面廣；二是它不同於水、大氣和土壤等污染，在環境中不會產生累積，當雜訊源停止發聲時，雜訊污染立即消失。雜訊的強度用聲級表示，單位是分貝（dB）城市雜訊的來源：交通運輸雜訊、工業生產雜訊及生活雜訊等。雜訊污染的危害妨礙休息、干擾資訊交流損傷聽力、致人耳聾聽閾遷移雜訊性耳聾全聾引起疾病、降低工作效率：“雜訊病”2電磁污染電磁輻射是由震盪的電磁波產生的。在電磁震盪的發射過程中，電磁波在自由空間以一定速度向四周傳播，這種以電磁波傳遞能量的過程或現象稱為電磁波輻射，簡稱電磁輻射。所謂電磁污染是指天然的和人為的各種電磁波干擾和有害的電磁輻射。電磁污染主要來源於兩大類：一類是天然電磁輻射電磁輻射可能造成的危害引燃引爆。干擾信號。危害人體健康。3光污染新污染。是指光輻射過量而對生活、生產環境以及人體健康產生的不良影響。包括可見光、紅外線和紫外線造成的污染。

紅外線。

紫外線。可見光：眩光污染——“人工白晝污染”視覺污染光污染的一種特殊形式---現代都市新公害---視覺污染：是指城市環境中雜亂無章的視覺環境。刺激人眼，使人感覺不舒服，心理不愉快，從而導致煩躁、情緒不佳，損害心靈健康的現象。城市建築的美感程度，對人的身心健康及工作效率確有一定的影響。4熱污染（Thermalpollution）

水體熱污染和城市熱島效應4．1水體熱污染煤礦、油田、電廠等大型能源企業以及化工、輕工等行業的排放的廢水（工業冷卻水）往往溫度較高，造成江、河、湖泊等接納水體局部水溫升高，氧的溶解度下降，使地表水體自淨能力降低，蒸發速率增大，進而影響水生態平衡，危害漁業生產。4．2城市熱島效應城市“五島”效應：熱島、幹島、濕島、雨島和混濁島城市熱島效應是指人口高度密工業集中的城市區域氣溫高於郊區的現象。形成原因：城市熱島效應形成原因1）由於城市的道路、高大建築物使用的礫石、瀝青、混凝土和大理石等建築材料的反射率小而易吸收太陽輻射；2）狹窄的街道、牆壁之間的多次反射，能夠比郊區開闊地吸收更多的太陽輻射；3）城市下墊面建築材料的熱容量、導熱率比郊區農村綠色植物下墊面要大得多，因而城市下墊面儲熱量也多，夜間下墊面比郊區溫度高；4）人為熱源，特別是冬季高緯度地區供暖；5）排入大氣中的廢氣改變了城市上空的大氣組成，使其吸收太陽輻射的能力及對地面長波輻射的吸收能力增強。6）城市建築密集，通風不暢，也不利於熱量的散失。第二篇當代資源、人口及全球性環境問題第七章資源短缺第八章人口與環境第九章全球性環境問題

第七章資源短缺淡水資源土地資源能源礦產資源1淡水資源危機1．1全球淡水資源短缺形勢分析全球淡水資源本身總量不多陸地上淡水資源的分佈很不均勻開採量增加爭奪淡水資源

表世界各洲水資源開採量及部門結構

總量

（立方公里）人均佔有

（立方米）年開採量

（立方公里）人均開採量

（立方米）部門開採量（％）生活工業農業非洲3996.05488145.141997588歐洲6234.68576455.29626145531北美洲6443.715369608.44145194249中美洲

南美洲9526.029788106.21332182359亞洲*13206.738191633.855426985大洋洲1614.35654316.7358664234世界**41022.071763240.0064582369根據國際經驗，每人每年1000立方米可重複使用的淡水資源是一個基本指標，低於這個指標的國家可能會遭受阻礙發展和損害健康的長期性水荒。目前，世界上有20個左右的國家己低於這一指標，大部分位於西亞和非洲。據有關國際組織預測，生活在缺水國家的人口將從1990年的1.32億增加到2025年的6.53億（按照低人口增長預測）和9.04億（按照高人口增長預測）之間。到2050年，預測生活在缺水國家中的人口將增加到10.6億和24.3億之間，約占全球預測人口的13-20％。這尚不包括中國西北部、印度西部和南部、巴基斯坦和墨西哥的大部分地區、美國和南美西海岸這些乾旱缺水的地區。因此，全世界實際上受水資源短缺影響的人口比上述預測數字更多一些。

與淡水資源短缺相對應的是水資源的大量浪費。農業消耗了全球用水量的70％左右，但農業灌溉用水效率普遍比較低，許多灌溉系統60％以上的水在澆灌莊稼前就滲漏和蒸發掉了，並帶來土壤鹽漬化。隨著對淡水需求量的不斷增長，在許多乾旱和半乾旱地區，淡水成為決定經濟發展的重要限制因素，部門之間、地區之間和國家之間爭奪淡水資源的情況越來越突出。在水資源比較豐富的地區，不同功能用途之間的矛盾和衝突也越來越顯著。（過去，農業部門是用水增長最快的一個部門，灌溉用水往往優先保證。但是，隨著工業和城市生活用水的不斷增長，在乾旱和半乾旱地區，已經開始同農業爭奪有限的水源。）地區之間水資源利用上的矛盾往往表現為上下游之間的矛盾，不少地區由於上游用水量增加，來水減少，甚至出現斷流，乾旱季節得不到穩定供水，以致不得不季節性減少工業生產。世界上許多重要河流往往由兩個或多個國家所有。據估計，全世界有200多條國際河流和湖泊，這些跨界河流的流域面積幾乎占全球陸地面積的一半以上，生活在這些流域的人口至少占世界人口的40％。因此，全球跨國的水資源管理是國際環境與資源保護的重要領域。在西亞和北非等一些乾旱和半乾旱地區，水貴如油，各國在跨國河流和地下蓄水層開發利用上的矛盾往往十分尖銳。有時甚至引發軍事上的對峙，成為國際衝突的導火索。1．2中國水資源短缺形勢分析水資源總量人均佔有水量少水資源分佈不均勻性東南多西北少農業缺水和城市缺水開源與節流2土地資源2．1世界土地資源概況對於全世界居民而言，1900年世界人口約為16億，平均每人佔有的陸地面積約為l0hm2，1987年世界人口達到50億，人均佔有3hm2，當前世界人口約為60億，人均佔有2.5hm2。面積和品質所謂土地品質，從農業利用的角度來看，包括土地的地理分佈、土層厚薄、肥力高低、水源遠近、潛水埋深和地勢高低、坡度大小等。這些屬性對農業生產都有著不同程度的影響。從工礦和城鄉建設用地的角度，還要考慮地基的穩定性、承壓性能和受