环境学基础

鞠美庭

目录

  • 1 第一章 绪论
    • 1.1 环境学基础
    • 1.2 全球面临的几大环境问题
    • 1.3 中国的资源状况
    • 1.4 近代典型环境污染事件
    • 1.5 中国的环境污染与生态破坏
    • 1.6 生态文明内涵
    • 1.7 可持续发展战略
  • 2 第二章 水体污染及其防治
    • 2.1 水体污染与自净
    • 2.2 水质与水质指标
    • 2.3 水环境质量标准
    • 2.4 水体污染防治的途径
  • 3 第三章 大气污染及其防治
    • 3.1 大气和大气污染概述
    • 3.2 影响大气污染物的气象因素
    • 3.3 大气的主要污染物及其环境质量标准
    • 3.4 大气污染防治措施
  • 4 第四章 噪声污染及其防治
    • 4.1 噪声及其来源
    • 4.2 噪声污染防治法律
    • 4.3 噪声污染防治标准
    • 4.4 噪声控制原理与技术
  • 5 第五章 固体废弃物处理与处置
    • 5.1 固体废弃物概述
    • 5.2 固体废物产生现状及其环境问题
    • 5.3 固体废物的控制措施与处理处置技术
    • 5.4 城市垃圾和工业固废的综合利用
  • 6 第六章  土壤污染及其防治
    • 6.1 土壤污染与污染源
    • 6.2 重金属在土壤环境中的变化运动
    • 6.3 我国土壤污染现状及成因
    • 6.4 土壤污染防治技术与对策
  • 7 第七章 生态学基础与生态环境
    • 7.1 什么是生态城市
    • 7.2 生态城市规划
    • 7.3 生态城市建设的理论与实践
    • 7.4 中新天津生态城
大气和大气污染概述




一、定义

凡是能使空气质量变差的物质都是大气污染物。大气污染物已知的约有100多种。有自然因素(如森林火灾、火山爆发等)和人为因素(如工业废气、生活燃煤、汽车尾气等)两种,并且以后者为主要因素,尤其是工业生产和交通运输所造成的。主要过程由污染源排放、大气传播、人与物受害这三个环节所构成。

影响大气污染范围和强度的因素有污染物的性质(物理的和化学的),污染源的性质(源强、源高、源内温度、排气速率等),气象条件(风向、风速、温度层结等),地表性质(地形起伏、粗糙度、地面覆盖物等)。

防治方法很多,根本途径是改革生产工艺,综合利用,将污染物消灭在生产过程之中;另外,全面规划,合理布局,减少居民稠密区的污染;在高污染区,限制交通流量;选择合适厂址,设计恰当烟囱高度,减少地面污染 ;在最不利气象条件下,采取措施,控制污染物的排放量。

中国已制订《中华人民共和国环境保护法(试行)》,并制订国家和平共地区的“废气排放标准”,以减轻大气污染,保护人民健康。

按其存在状态可分为两大类。一种是气溶胶状态污染物,另一种是气体状态污染物。气溶胶状态污染物主要有粉尘、烟液滴、雾、降尘、飘尘、悬浮物等。气体状态污染物主要有以二氧化硫为主的硫氧化合物,以二氧化氮为主的氮氧化合物,以二氧化碳为主的碳氧化合物以及碳、氢结合的碳氢化合物。大气中不仅含无机污染物,而且含有机污染物。

并且随着人类不断开发新的物质,大气污染物的种类和数量也在不断变化。就连南极和北极的动物也受到了大气污染的影响!

二、形成条件

大气中有害物质的浓度越高,污染就越重,危害也就越大。污染物在大气中的浓度,除了取决于排放的总量外,还同排放源高度、气象和地形等因素有关。

污染物一进入大气,就会稀释扩散。风越大,大气湍流越强,大气越不稳定,污染物的稀释扩散就越快;反之,则污染物的稀释扩散就慢。在后一种情况下,特别是在出现逆温层时,污染物往往可积聚到很高浓度,造成严重的大气污染事件。降水虽可对大气起净化作用,但因污染物随雨雪降落,大气污染会转变为水体污染和土壤污染。

地形或地面状况复杂的地区,会形成局部地区的热力环流,如山区的山谷风,滨海地区的海陆风,以及城市的热岛效应等,都会对该地区的大气污染状况发生影响。

烟气运行时,碰到高的丘陵和山地,在迎风面会发生下沉作用,引起附近地区的污染。烟气如越过丘陵,在背风面出现涡流,污染物聚集,也会形成严重污染。在山间谷地和盆地地区,烟气不易扩散,常在谷地和坡地上回旋。特别在背风坡,气流作螺旋运动,污染物最易聚集,浓度就更高。夜间,由于谷底平静,冷空气下沉,暖空气上升,易出现逆温,整个谷地在逆温层覆盖下,烟云弥漫,经久不散,易形成严重污染。

位于沿海和沿湖的城市,白天烟气随着海风和湖风运行,在陆地上易形成“污染带”。

早期的大气污染,一般发生在城市、工业区等局部地区,在一个较短的时间内大气中污染物浓度显著增高,使人或动、植物受到伤害。60年代以来,一些国家采取了控制措施,减少污染物排放或采用高烟囱使污染物扩散,大气的污染情况有所减轻。

高烟囱排放虽可降低污染物的近地面的浓度,但是也能把污染物扩散到更大的区域,从而造成远离污染源的广大区域的大气污染。大气层核试验的放射性降落物和火山喷发的火山灰可广泛分布在大气层中,造成全球性的大气污染。

所谓大气污染就是指正常的大气中主要含对植物生长有好处的氮气(占78%)和人体、动物需要的氧气(占21%),还含有少量的二氧化碳〈0.03%〉和其他气体。当本不属于大气成分的气体或物质,如硫化物、氮氧化物、粉尘、有机物等进入大气之后,大气污染就发生了。大气污染主要由人的活动造成,大气污染源主要有:工厂排放、汽车尾气、农垦烧荒、森林失火、炊烟(包括路边烧烤)、尘土(包括建筑工地)等。

三、危害

对人体的危害

人类体验到的大气污染的危害,最初主要是对人体健康的危害,随后逐步发现了对工农业生产的各种危害以及对天气和气候产生的不良影响。人们对大气污染物造成危害的机理、分布和规模等问题的深入研究,为控制和防治大气污染提供了必要的依据。大气污染后,由于污染物质的来源、性质、浓度和持续时间的不同,污染地区的气象条件、地理环境等因素的差别,甚至人的年龄、健康状况的不同,对人均会产生不同的危害。

大气污染对人体的影响,首先是感觉上不舒服,随后生理上出现可逆性反应,再进一步就出现急性危害症状。大气污染对人的危害大致可分为急性中毒、慢性中毒、致癌三种。

(一)、急性中毒

空气中大气中的污染物浓度较低时,通常不会造成人体急性中毒,但在某些特殊条件下,如工厂在生产过程中出现特殊事故,大量有害气体泄露外排,外界气象条件突变等,便会引起人群的急性中毒。如印度帕博尔农药厂甲基异氰酸酯泄露,直接危害人体,发生了2500人丧生,十多万人受害。

(二)、慢性中毒

大气污染对人体健康慢性毒害作用,主要表现为污染物质在低浓度、长时间连续作用于人体后,出现的患病率升高等现象。中国城市居民肺癌发病率很高,其中最高的是上海市,城市居民呼吸系统疾病明显高于郊区。

(三)、致癌作用

这是长期影响的结果,是由于污染物长时间作用于肌体,损害体内遗传物质,引起突变,如果生殖细胞发生突变,使后代机体出现各种异常,称致畸作用;如果引起生物体细胞遗传物质和遗传信息发生突然改变作用,又称致突变作用;如果诱发成肿瘤的作用称致癌作用。这里所指的“癌”包括良性肿瘤和恶性肿瘤。环境中致癌物可分为化学性致癌物,物理性致癌物,生物性致癌物等。致癌作用过程相当复杂,一般有引发阶段,促长阶段。能诱发肿瘤的因素,统称致癌因素。由于长期接触环境中致癌因素而引起的肿瘤,称环境瘤。 大气污染会导致人的寿命下降。

大气污染物主要分为有害气体(二氧化碳、氮氧化物、碳氢化物、光化学烟雾和卤族元素等)及颗粒物(粉尘和酸雾、气溶胶等)。它们的主要来源是工厂排放,汽车尾气,农垦烧荒,森林失火,炊烟(包括路边烧烤),尘土(包括建筑工地)等。

对工农业的危害

大气污染对工农业生产的危害十分严重,这些危害可影响经济发展,造成大量人力、物力和财力的损失。大气污染物对工业的危害主要有两种:一是大气中的酸性污染物和二氧化硫、二氧化氮等,对工业材料、设备和建筑设施的腐蚀;二是飘尘增多给精密仪器、设备的生产、安装调试和使用带来的不利影响。大气污染对工业生产的危害,从经济角度来看就是增加了生产的费用,提高了成本,缩短了产品的使用寿命。

大气污染对农业生产也造成很大危害。酸雨可以直接影响植物的正常生长,又可以通过渗入土壤及进入水体,引起土壤和水体酸化、有毒成分溶出,从而对动植物和水生生物产生毒害。严重的酸雨会使森林衰亡和鱼类绝迹。

对气候的危害

大气污染物质还会影响天气和气候。颗粒物使大气能见度降低,减少到达地面的太阳光辐射量。尤其是在大工业城市中,在烟雾不散的情况下,日光比正常情况减少40%。高层大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氟氯烃类等污染物使臭氧大量分解,引发的“臭氧洞”问题,成为了全球关注的焦点。

从工厂、发电站、汽车、家庭小煤炉中排放到大气中的颗粒物,大多具有水汽凝结核或冻结核的作用。这些微粒能吸附大气中的水汽使之凝成水滴或冰晶,从而改变了该地区原有降水(雨、雪)的情况。人们发现在离大工业城市不远的下风向地区,降水量比四周其它地区要多,这就是所谓“拉波特效应”。如果,微粒中央夹带着酸性污染物,那么,在下风地区就可能受到酸雨的侵袭。

大气污染除对天气产生不良影响外,对全球气候的影响也逐渐引起人们关注。由大气中二氧化碳浓度升高引发的温室效应的加强,是对全球气候的最主要影响。地球气候变暖会给人类的生态环境带来许多不利影响,人类必须充分认识到这一点。

河流干涸,森林减少,动物灭绝,臭氧层破坏,温室效应等等。温室效应、酸雨、和臭氧层破坏就是由大气污染衍生出的环境效应。这种由环境污染衍生的环境效应具有滞后性,往往在污染发生的当时不易被察觉或预料到,然而一旦发生就表示环境污染已经发展到相当严重的地步。当然,环境污染的最直接、最容易被人所感受的后果是使人类环境的质量下降,影响人类的生活质量、身体健康和生产活动。

例如城市的空气污染造成空气污浊,人们的发病率上升等等;水污染使水环境质量恶化,饮用水源的质量普遍下降,威胁人的身体健康,引起胎儿早产或畸形等等。严重的 污染事件不仅带来健康问题,也造成社会问题。随着污染的加剧和人们环境意识的提高,由于污染引起的人群纠纷和冲突逐年增加。在全球范围内都不同程度地出现了环境污染问题,具有全球影响的方面有大气环境污染、海洋污染、城市环境问题等。随着经济和贸易的全球化,环境污染也日益呈现国际化趋势,出现的危险废物越境转移问题 就是这方面的突出表现。


对植物的危害

大气中的污染物主要通过气孔进入叶片并溶解在叶肉组织中,通过一系列的生物化学反应对植物生理代谢活动产生影响,所以植物受害症状一般都是出现在叶片。污染物不同,植物受害的症状也是有差异的。