環(huán)境污染與控制培訓(xùn)課程課件

第七章環(huán)境污染與控制一、水資源與水循環(huán)1．水體的概念第一節(jié)水環(huán)境及其污染控制

水體：以相對(duì)穩(wěn)定的陸地為邊界的天然水域，包括有一定流速的溝渠、江河和相對(duì)靜止的塘堰、水庫(kù)、沼澤、湖泊，以及受潮汐影響的三角洲與海。水質(zhì)主要指水相的性質(zhì)。水體則包含有除水相以外的固相物質(zhì)如懸浮物質(zhì)、溶解的鹽類、底泥和水生生物，內(nèi)容廣泛得多。2．水資源地球上水的總量約為1.36×1012m3，覆蓋著近3/4的地球表面。此外，地球上的水還在不停地循環(huán)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行者相互之間的補(bǔ)給，從這個(gè)角度出發(fā)，可以認(rèn)為水是“取之不盡，用之不竭”的自然資源。水環(huán)境中的97%以上為海洋的咸水，淡水的總量?jī)H為總水量的2.53%，其中又有大約3/4是分布在南、北極的冰帽和冰川中?？晒┤祟愔苯永枚乙子谌〉玫牡Y源十分有限：人類易于利用的淡水約占全部淡水20%左右，而直接能取用的河、湖泊水僅占全部淡水的0.5%。3．水分循環(huán)海洋水分小循陸地水分小循環(huán)全球水分大循環(huán)4．水資源環(huán)境問(wèn)題全球水資源分布的極端不平衡水污染是造成水資源危機(jī)的重要原因我國(guó)水資源總量28萬(wàn)億立方米，居世界第6位，但人均淡水資源量?jī)H2300立方米，只相當(dāng)于世界人均的1/4，約為日本的1/2，美國(guó)的1/4，俄羅斯的1/12。世界排名第121位，被列為世界上最貧水的13個(gè)國(guó)家之一。中國(guó)水資源分布特點(diǎn)是：年內(nèi)分布集中，年間變化大；黃河、淮河、海河、遼河四流域水資源量小，長(zhǎng)江、珠江、松花江流域水量大；西北內(nèi)陸干旱區(qū)水量缺少，西南地區(qū)水量豐富。

全國(guó)水資源80%分布在長(zhǎng)江流域及其以南地區(qū)，人均水資源量3490m3，畝均水資源量4300m3，長(zhǎng)江流域以北廣大地區(qū)的水資源量?jī)H占全國(guó)14.7%，人均水資源量770m3，畝均約471m3。中國(guó)內(nèi)陸地區(qū)水資源量只占全國(guó)的4.8%。中國(guó)，尤其在北方地區(qū)，水量短缺現(xiàn)象嚴(yán)重。大部分北方地區(qū)的水抽取量已接近或超過(guò)了可持續(xù)供應(yīng)水量。北京地表水開發(fā)率已為100％；其地下水的年開采量為85億t，而地下水年補(bǔ)給量約為60億t，超開采42％，地下水位以年均1m速度下降，已形成1000km2的大漏斗。1997年，黃河斷流已達(dá)226天，幾已成為內(nèi)陸河（見表2）表2黃河斷流天數(shù)年份

斷流天數(shù)

1992

82

1995

122

1996

133

1997

226

水資源短缺已成為黃河流域工農(nóng)業(yè)發(fā)展的制約瓶頸1980年中國(guó)水資源開發(fā)利用率為16.1%1993年升到18.9%2000年則達(dá)20%。中國(guó)北方地區(qū)水資源開發(fā)利用率已接近50%，其中超過(guò)50%的流域有黃河（67%）淮河（59%）海河（近90%）。

這些流域水資源的過(guò)量開發(fā)利用，引發(fā)了河道斷流，地下水嚴(yán)重超采，河口生態(tài)惡化等問(wèn)題。內(nèi)陸河水資源開發(fā)利用程度也超過(guò)40%，松花江已達(dá)30%。中國(guó)南方各流域的水資源開發(fā)利用程度雖不高，但因污染造成水體質(zhì)量下降，從而產(chǎn)生局部污染型缺水。

水的浪費(fèi)嚴(yán)重在嚴(yán)重缺水的黃河流域，農(nóng)業(yè)灌溉大量采用傳統(tǒng)的漫灌方式。比節(jié)水灌區(qū)高幾倍到十幾倍；全國(guó)生產(chǎn)單位糧食用水是發(fā)達(dá)國(guó)家的2至2.5倍。全國(guó)水環(huán)境不斷惡化。全國(guó)廢水、污水排放量以每年18億噸的速度增加，工業(yè)廢水和生活污水每天的排放量近1.64億噸。工業(yè)和城市污水加上化肥和有機(jī)肥的流失，是中國(guó)主要的水污染源。工業(yè)污染排放指數(shù)比國(guó)際先進(jìn)水平常高出幾倍到幾十倍；城市生活污水排放日益上升，而其處理率不到20％。二、水污染及控制1．污染物及污染指標(biāo)根據(jù)對(duì)環(huán)境造成污染危害的不同，廢水中的污染物可大致分為∶1)固體污染物2)需氧污染物3)感官型污染4)酸堿污染5)有毒物質(zhì)的污染6)富營(yíng)養(yǎng)化污染7)油類的污染8)熱污染9)病原微生物污染2．水污染的防治和管理對(duì)于水體污染的防治，其根本措施是加強(qiáng)對(duì)水資源的規(guī)劃管理和開展對(duì)廢水的處理及綜合利用，以保護(hù)水源不受污染，并減少?gòu)U水的排放量。1)制定區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)①水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定是控制水體污染的重要措施之一。保護(hù)水體的目標(biāo)是使受污染水體恢復(fù)到符合當(dāng)?shù)厝藗冃枰淖钣欣挠猛?。水體最有利的用途指標(biāo)應(yīng)視當(dāng)?shù)鼐唧w需要而定。②工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)：要使天然水體水質(zhì)達(dá)到規(guī)定的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，必須控制工業(yè)廢水的排放。2)水污染防治對(duì)策①減少污染因子的產(chǎn)生量和排放量。②建立城市污水處理系統(tǒng)。③調(diào)整工業(yè)布局，改革產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：④加強(qiáng)水資源的規(guī)劃管理：3．水體污染基本控制技術(shù)1)污水處理基本方法。

廢水處理的目的：對(duì)廢水中的污染物以某種方法分離出來(lái)，或者將其分解轉(zhuǎn)化為無(wú)害穩(wěn)定物質(zhì)，從而使污水得到凈化。最終應(yīng)使處理后的水質(zhì)達(dá)到相應(yīng)的國(guó)家或地方標(biāo)準(zhǔn)。分離處理：通過(guò)各種外力的作用，使污染物從廢水中分離出來(lái)。轉(zhuǎn)化處理：通過(guò)化學(xué)或生物化學(xué)的作用，改變污染物的化學(xué)本性，使其轉(zhuǎn)化為無(wú)害或可分離的物質(zhì)，后者再經(jīng)分離除去。稀釋處理：通過(guò)稀釋混合，降低污染物的濃度，達(dá)到無(wú)害化的目的。2)污水處理技術(shù)

物理法處理物理法處理包括：重力沉降法混凝澄清法浮力上浮法等。生物法處理

廢水的生物處理是污水處理的基本核心。基本原理：通過(guò)微生物的代謝作用將廢水中的有機(jī)物一部分轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑸锛?xì)胞物質(zhì)，另一部分轉(zhuǎn)變?yōu)楸容^穩(wěn)定的無(wú)污染或污染極小的化學(xué)物質(zhì)(無(wú)機(jī)物或簡(jiǎn)單有機(jī)物)。生物處理的主要作用者是微生物，污水生物處理過(guò)程分為好氧生物處理和厭氧生物處理

好氧生物處理：充分供應(yīng)微生物生化反應(yīng)的所需的溶解氧，最終將水中有機(jī)物徹底氧化成CO2和水等；

厭氧生物處理：隔絕與氧氣的接觸，最終處理的產(chǎn)物是CH4和CO2等?；瘜W(xué)法處理∶中和法；化學(xué)沉淀法；氧化還原法；化學(xué)消毒法。物理化學(xué)法處理∶吸附法；離子交換法；膜分離法等。3)廢水處理系統(tǒng)廢水的性質(zhì)十分復(fù)雜，往往需要將幾種處理方法或處理單元聯(lián)合成一個(gè)有機(jī)的整體，配置其主次關(guān)系和前后次序，才能最經(jīng)濟(jì)有效地完成處理任務(wù)。這種單元處理設(shè)備合理配置的整體，叫做廢水處理系統(tǒng)。城市生活污水水質(zhì)比較均一，已形成了一套行之有效的典型處理流程。根據(jù)處理任務(wù)的不同，可將城市生活污水的處理系統(tǒng)歸納為以下三級(jí)處理∶

一級(jí)處理：有時(shí)也稱為機(jī)械處理。主要處理對(duì)象為較大的懸浮物，采用的分離設(shè)備依次為格柵、沉砂池和沉淀池。污水經(jīng)一級(jí)處理后，一般可除掉35%的生化需氧量和60%的懸浮固體顆粒。但這只是一種非常初步的處理。

二級(jí)處理：也叫生物處理或生化處理，在一級(jí)處理的基礎(chǔ)上進(jìn)行生物化學(xué)處理。其處理對(duì)象為廢水中的膠體態(tài)和溶解態(tài)有機(jī)物。二級(jí)處理可除掉污水中90%的生化需氧量及90%的懸浮固體顆粒，但不能有效除掉污水中的氮和磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，對(duì)天然水體富營(yíng)養(yǎng)化仍是個(gè)威脅。

三級(jí)處理和高級(jí)處理：處理對(duì)象是殘留的污染物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(氮和磷)。目的是為了控制富營(yíng)養(yǎng)化和達(dá)到廢水能夠重新回用。所采用的技術(shù)通常分為物理法、化學(xué)法和生物處理法三大類。

各種工業(yè)廢水的水質(zhì)千差萬(wàn)別，因此，很難形成一種象城市生活污水那樣的典型處理系統(tǒng)或流程。水污染控制（一）我國(guó)的水污染現(xiàn)狀我國(guó)的水環(huán)境當(dāng)前存在的主要問(wèn)題有三個(gè)：一是水資源短缺；二是水污染；三是用水的極大浪費(fèi)。（二）我國(guó)的水環(huán)境保護(hù)目標(biāo)將淮河、海河、遼河、太湖、巢湖、滇池（簡(jiǎn)稱“三河三湖”）的水污染防治列為“九五”期間我國(guó)環(huán)保工作的重點(diǎn)。四項(xiàng)具體任務(wù)：1、全國(guó)所有工業(yè)污染源要做到達(dá)標(biāo)排放；2、非農(nóng)業(yè)人口50萬(wàn)以上的城市要多方籌措和集中建設(shè)資金，因地制宜地建設(shè)城市污水處理設(shè)施；4、直轄市及省會(huì)城市、經(jīng)濟(jì)特區(qū)城市、沿海開放城市和重點(diǎn)旅游城市的地面水環(huán)境質(zhì)量，要做到按功能分區(qū)分別達(dá)到國(guó)家規(guī)定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。3、淮河、太湖要實(shí)現(xiàn)水體變清；海河、遼河、滇池、巢湖的地面水水質(zhì)應(yīng)有明顯改善；（三）我國(guó)的水污染防治對(duì)策1、完善立法2、強(qiáng)化監(jiān)督管理（1）加強(qiáng)機(jī)構(gòu)建設(shè)（2）強(qiáng)化流域管理（3）達(dá)標(biāo)管理（4）總量管理3、加快城市污水處理廠的建設(shè)第二節(jié)大氣環(huán)境及污染控制一、大氣的組成大氣是一種氣體混合物，其組分可分為恒定、可變和不定三種。1.恒定組分大氣中含有的氮，占78.09%；氧，占20.95%；氬，占0.93%，三部分共計(jì)約占空氣總量的99.97%，加上微量的氖、氦、氪等稀有氣體，就是大氣中的恒定組分。這一組分的比例，在地球表面上的任何地方幾乎可以看作是恒定不變的。2.可變組分大氣中的二氧化碳和水蒸汽。這些組分在大氣中的含量受季節(jié)、氣象的變化以及人類生活和生產(chǎn)活動(dòng)的影響，常常發(fā)生變化。含有上述恒定組分和可變組分的空氣，可以認(rèn)為是純凈的空氣。3.不定組分塵埃、硫氧化物、氮氧化物和花粉等雜質(zhì)，水汽凝結(jié)物如云、霧滴、冰晶等。此外，由于電離作用，大氣中還存在少量帶電的離子。不定組分是造成大氣污染的主要因素。二、大氣污染1．大氣污染的發(fā)生1)大氣污染的概念大氣污染：大氣中一些物質(zhì)的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)正常本底含量的大氣狀況。大氣結(jié)構(gòu)對(duì)流層氣溫遞減：大氣溫度隨高度增加而下降。平流層氣溫逆增：大氣溫度隨高度增加而上升。電離層平流層：空氣稀薄，只有水平流動(dòng)；含臭氧層。對(duì)流層：含空氣、水蒸氣、煙塵、微生物等?？諝獯怪?、水平流動(dòng)；有氣象現(xiàn)象。由大氣污染引起的公害事件1.馬斯河谷事件1930年12月1～5日，比利時(shí)馬斯河谷工業(yè)區(qū)排出的有害氣體在近地層積累，一周內(nèi)有60多人死亡。2.多諾拉事件1948年10月26～31日，美國(guó)賓夕法尼亞洲多諾拉鎮(zhèn)，致害因素：二氧化硫及其氧化作用的產(chǎn)物與大氣中塵粒結(jié)合，發(fā)病者5911人，占全鎮(zhèn)總?cè)丝?3%。死亡17人。3.洛杉磯光化學(xué)煙霧事件

40年代初期美國(guó)洛杉磯市汽車排出的廢氣在日光作用下，形成以臭氧氣為主的光化學(xué)煙霧。4.倫敦?zé)熿F事件

1952年12月5-8日，英國(guó)幾乎全境被濃霧覆蓋，從倫敦的居民爐灶和工廠煙囪排出的煙塵被逆溫層封蓋而停滯在低層無(wú)法擴(kuò)散。四天中死亡人數(shù)較常年同期約多4000人，45歲以上的死亡最多，約為平時(shí)3倍；1歲以下死亡的約為平時(shí)2倍。5.四日市哮喘事件

日本四日市1955年以來(lái)，該市石油冶煉和工業(yè)燃油產(chǎn)生的廢氣，嚴(yán)重污染城市空氣。1961年哮喘病發(fā)作，1972年全市共確認(rèn)哮喘病患者達(dá)817人，死亡10多人。2．大氣污染源及污染類型1)大氣污染源大氣污染源：大氣污染的發(fā)源地。按污染物產(chǎn)生的原因，可分為天然污染源和人為污染源。一般所說(shuō)的大氣污染是指人為因素引起的污染。人為污染源主要分為以下幾類∶生活污染源工業(yè)污染源交通污染源固定污染源和移動(dòng)污染源點(diǎn)污染源，線污染源和面污染源一次污染源和二次污染源2)大氣污染的類型大氣污染類型主要取決于所用能源的性質(zhì)和污染物的化學(xué)反應(yīng)特性，但氣象條件也起著重要的作用（如陽(yáng)光、風(fēng)、濕度、溫度等）。①以污染物化學(xué)物質(zhì)及它們存在的大氣環(huán)境狀況為依據(jù)，可劃分兩種：

a還原型（煤炭型）;b氧化型(汽車尾氣型)還原型與氧化型是兩種截然不同的大氣污染類型。②根據(jù)燃料性質(zhì)和大氣污染物組成和反應(yīng)，可將大氣污染劃分為四種類型：煤炭型石油型混合型特殊型三、主要大氣污染物及其危害大氣中有害物質(zhì)主要通過(guò)下述三個(gè)途徑侵入人體造成危害：通過(guò)人的直接呼吸而進(jìn)入人體；附著在食物或溶解于水，隨飲水、飲食而侵入人體；通過(guò)接觸或刺激皮膚進(jìn)入到人體，尤其是脂溶性的物質(zhì)更易從完整的皮膚滲入人體。目前對(duì)環(huán)境質(zhì)量有較大影響的污染物是：1．粉塵2．硫氧化物3．氮氧化物碳氧化物5．碳?xì)浠衔?．光化學(xué)煙霧四、大氣污染對(duì)全球氣候的影響人類活動(dòng)，特別是工業(yè)的不斷發(fā)展，某些有害物質(zhì)的排放，已影響到大氣成分的改變，從而引起了地球上氣候的變化。1溫室效應(yīng)

溫室效應(yīng)是一個(gè)過(guò)程，如果沒(méi)有它，地球表面的溫度將不是現(xiàn)在的15℃,而是-18℃,問(wèn)題是大氣中溫室氣體異常地增加了，效應(yīng)增強(qiáng)了，因而導(dǎo)致了全球變暖。

主要溫室氣體對(duì)增強(qiáng)溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)二氧化碳：66%甲烷：16%氟氯碳:12%氧化亞氮：6%大氣二氧化碳濃度的變化趨勢(shì)

過(guò)去10年地球變暖導(dǎo)致的異常氣候和天氣災(zāi)害奪走了全球33萬(wàn)人的生命，經(jīng)濟(jì)損失6252億美元；過(guò)去10年是1000年來(lái)最熱的10年；發(fā)生的高溫、干旱、水災(zāi)和厄爾尼諾現(xiàn)象等造成的重大自然災(zāi)害比50年代多4倍，經(jīng)濟(jì)損失多9倍；1999年，全球因氣候和天氣災(zāi)害死亡5.2萬(wàn)人，經(jīng)濟(jì)損失680億美元。地球變暖導(dǎo)致的巨大損失2臭氧層損耗和臭氧層空洞形成

20世紀(jì)70年代，美國(guó)環(huán)境學(xué)家最先觀察到臭氧層受損的蛛絲馬跡。1985年英國(guó)科學(xué)家證實(shí)南極上空的臭氧層出現(xiàn)“空洞”(即臭氧濃度因破壞變得極為稀薄)。1994年空洞面積已達(dá)2400萬(wàn)km2，南極上空的臭氧層是在20億年里形成的，但在一個(gè)世紀(jì)內(nèi)就被破壞了60%。3酸雨

pH小于5.6的大氣降水，稱為酸雨。酸雨是由人為排放SO2和Nox轉(zhuǎn)化為硫酸或硝酸而形成的。酸雨被稱為“空中死神”，它使土壤、湖泊酸化，動(dòng)植物死亡。我國(guó)南方約有44.5%的降雨為酸雨。

以長(zhǎng)沙、贛州、南昌、懷化為代表的華中酸雨區(qū)現(xiàn)已成為全國(guó)酸雨污染最嚴(yán)重的地區(qū)。其中心區(qū)年降酸雨頻率高于90%。1998年，全國(guó)一半以上的城市，其中70%以上的南方城市及北方城市中的西安、銅川，圖們和青島都下了酸雨。酸雨覆蓋面積已占國(guó)土面積的30%以上。五、大氣污染控制與管理1．主要大氣污染治理技術(shù)1)煙塵治理技術(shù)2)二氧化硫治理技術(shù)燃料脫硫和煙氣脫硫。3)光化學(xué)煙霧的治理SCX系列除塵脫硫裝置燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫裝置2．大氣污染控制途徑1)改變?nèi)剂蠘?gòu)成2)

選擇有利污染物擴(kuò)散的排放方式3)區(qū)域集中供暖、供熱4)合理布局工業(yè)5)綠化造林第三節(jié)固體廢物污染與控制固體廢物：在社會(huì)的生產(chǎn)、流通、消費(fèi)等一系列活動(dòng)中產(chǎn)生的一般不再具有原使用價(jià)值而被丟棄的固態(tài)和泥狀物質(zhì)。固體廢物污染控制已成為我國(guó)環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的突出問(wèn)題之一。我國(guó)城市生活垃圾的年增長(zhǎng)率在8%左右。全國(guó)城市垃圾年產(chǎn)生量達(dá)1億噸以上，城市人均日產(chǎn)垃圾量已超過(guò)1kg，接近工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。一、固體廢物的來(lái)源和分類1．固體廢物的來(lái)源固體廢物來(lái)自人類活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，主要是工礦業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程和城市居民的生活過(guò)程。主要排放源是礦業(yè)、冶金、煤炭、火力發(fā)電廠、各類化工廠和城市垃圾與糞便。2．固體廢物的分類按來(lái)源一般分為如下幾種：

1)礦業(yè)固體廢物2)工業(yè)固體廢物3)城市固體廢物4)農(nóng)業(yè)固體廢物5)放射性固體廢物6)有害固體廢物我國(guó)目前趨向?qū)⒐腆w廢物分為四大類：城市生活垃圾、一般工業(yè)固體廢物、有害固體廢物及其他。其中，一般工業(yè)固體廢物是指不具毒性和有害性的工業(yè)固體廢物。二、固體廢物的特點(diǎn)固體廢物具有顯著的特點(diǎn)：首先，具有鮮明的時(shí)間和空間特點(diǎn)。其次，具有潛在的長(zhǎng)期的危害性。三、固體廢物的污染途徑固體廢物呆滯性大，擴(kuò)散性小，它對(duì)環(huán)境的影響主要是通過(guò)水、氣和土壤進(jìn)行。四、固體廢物的污染危害1．侵占土地2．污染土壤3．污染水體，減少水面4．污染大氣5．影響環(huán)境衛(wèi)生五、固體廢物的污染控制1．改革生產(chǎn)工藝2．發(fā)展物質(zhì)循環(huán)利用工藝3．積極開展資源化活動(dòng)4．嚴(yán)格控制有毒害廢物的污染六、固體廢物的處理方法固體廢物的處理：用物理、化學(xué)、生物等方法，將廢物轉(zhuǎn)變成適于運(yùn)輸、利用、貯存或最終處置的過(guò)程。處理原則：資源化、減量化、無(wú)害化。1)物理處理2)化學(xué)處理方法3)生物處理法一般的處理方法有以下幾種：4)熱處理法熱處理是利用高溫破壞或改變固體廢物的組成和結(jié)構(gòu)的過(guò)程。如，焚燒、熱分解、濕法氧化和燒結(jié)等。用熱處理法處理固體廢物可同時(shí)達(dá)到減容、無(wú)害化和綜合利用的目的。對(duì)于含可燃分較多或所含成分熱值較高的固體廢物更為適用。生物處理法：利用微生物分解固體廢物中可降解的有機(jī)物，達(dá)到無(wú)害化或綜合利用的目的。生物處理方法有好氧處理，如堆肥化；厭氧處理，如厭氧發(fā)酵制沼氣；還有兼性厭氧處理、纖維素糖化和細(xì)菌浸出等。5)固化處理法固化處理：用物理—化學(xué)方法，將有害廢物摻合并包容在密實(shí)的惰性基材中，使其穩(wěn)定化的一個(gè)過(guò)程。如，水泥固化、瀝青固化和玻璃固化等。固化處理的對(duì)象主要是有害廢物和放射性廢物。由于處理過(guò)程中需加入固化基材，因而固化處理后所得固化體的容積比原來(lái)廢物容積要大，但對(duì)環(huán)境的危害性大為減少，因而能較為安全地運(yùn)輸和處置。

填埋，堆肥和焚燒是目前主要的垃圾處理方法垃圾填理處理

垃圾堆肥處理第四節(jié)噪聲污染一、噪聲污染的概念通常情況下，噪聲是指一切不需要并被人類所討厭的聲音。例如聽音樂(lè)會(huì)時(shí)，除演員和樂(lè)隊(duì)的聲音外，其它的都是噪聲，但