第四章 环境污染及其防治(第一、二节)

环境科学导论
第二节
大气污染及其防治
第二节 大气污染及其防治
环境科学导论
一、大气污染源及其污染类型
1、大气污染及其分类
大气污染是指进入大气层的污染物的浓度超过环境所 能允许的极限，使大气质量恶化，从而危害生物的生活环 境，影响人类健康，给正常的工农业带来不良后果的大气 状况。
1）根据大气污染所涉及的范围可分为三类：局部性污染、 区域性污染、全球性污染；
第二节 大气污染及其防治
4）控制酸雨和二氧化硫污染的举措 5）机动车污染控制 （1）中国机动车排气污染特点 （2）控制机动车污染的措施 ①调整交通需求 ②清洁油品
2）根据能源性质和大气污染物的组成和反应，可将大气 污染划分为：煤炭型 、石油型、混合型；
3）根据污染物的化学性质，可将大气污染划分为： 氧化型、还原型。
第二节 大气污染及其防治
2、大气污染源
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1）按污染源存在的形式划分为：固定污染源、移动污染 源； 2）按污染物排放的范围划分为：面源、点源； 3）按污染物排放的时间划分为：连续源、间断源、瞬时 源； 4）按污染物产生的类型可划分为：生活污染源、工业污 染源、交通污染源、农业污染源； 5）按污染物排放的高度可划分为：高架源、地面源。
第一节 环境与人体健康
2）作用时间
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进入人体的污染物质达到一定量，引起器官异常反 应并发展成疾病，这一量值可作为人体最高容许限量， 也称中毒阀值。很多污染物在体内具有蓄积性，随着作 用时间延长，蓄积量增大，当达到中毒阀值时就会产生 危害。 3）多种因素的联合作用 4）个体敏感性 人体的健康状况、生理状态、遗传因素等均可影响 人体对环境异常变化的反应。
（1）致癌作用 （2）致突变作用
能引起生物体细胞的遗传信息或遗传物质发生突然改变的 作用，称为致突变作用。
（3）致畸作用
第一节 环境与人体健康
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四、室内环境与健康
1、吸烟引起的污染
2、居室装修及新家具引起的污染
3、生活用品对健康的影响
1）化妆和洗涤用品
2）食品容器包装材料对健康的影响
第二节 大气污染及其防治
（6）二次污染物
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①光化学烟雾（洛杉矶型）（氧化型）
光化学烟雾是在强日光、低风速、温度24～32℃、低
湿度等条件下，NOX和HC发生化学转化，形成O3（占85％）、
过氧乙酰硝酸脂（PAN，强氧化剂）（占10％）、高活性自 由基（OH、RO2、HO2、RCO等）、醛类（甲醛、乙醛等）、
（3）含氮氧化物
含 氮 氧 化 物 的 种 类 很 多 ， 包 括 NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、 N2O5等。造成大气污染的含氮氧化物主要有NO、NO2。 由燃烧过程生成的含氮氧化物有两类：一类是热致含氮氧 化物，即高温燃烧时，空气中的N2和O2反应形成；二类是燃烧中 的杂环化合物（C2H5N、C5H11N等）经高温分解出N2，再跟O2反应 生成。燃料燃烧生成的含氮氧化物主要是NO。
第一节 环境与人体健康
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如果环境的异常变化不超过一定限度，人体 是可以适应的。如果环境异常变化超出人类正常 生理调节的限度，则可造成病理性的变化。这种 能使人体发生病理变化的环境因素，称为环境致 病因素。在环境致病因素中，环境污染又占主要
位臵。
第一节 环境与人体健康
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二、环境污染及其对人体的作用
酮类和有机酸等。
第二节 大气污染及其防治
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②硫酸烟雾（伦敦型）（还原型）
大气中颗粒气溶胶具有凝结大气中水分、吸收SO2与O2
的能力，在颗粒气溶胶表面上生成亚硫酸和硫酸。硫酸雾
是强氧化剂，对人和动植物有极大的危害。伦敦曾多次发
生这类烟雾事件，最严重的一次发生在1952年12月5日，历 时5天，死亡4000多人。
据分析人体血液中的60多种化学元素含量与地壳岩石 中化学元素含量具有正相关关系，证明了人和自然环境的关 系密切。人体通过新陈代谢和周围环境进行物质交换。
2、环境致病因素对人体的影响程度
人类在长期发展进化过程中形成了调节自己的生理功 能来适应不断变化的环境的能力，医学上称为“免疫反应”。
地理环境对人体有四个方面的影响：因地异质、因地异 寿、因地异情、因地异病。
1、环境污染物及其分类
人们在生产、生活过程中，排入大气、水和土壤的，引 起环境质量恶化的物质，叫做环境污染物。 1）环境污染物按其来源可分为：生产性污染物、生活性污
染物、放射性污染物；
2）环境污染物按其性质可分为：化学性污染物、物理性污
染物、生物性污染物。
第一节 环境与人体健康
2、环境污染物在人体内的转归
第一节 环境与人体健康
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三、环境污染的特征和危害
1、环境污染的特征
1）影响范围大
2）作用时间长
3）污染物浓度低
4）污染容易治理难
第一节 环境与人体健康
2、环境污染对人体的危害 1）急性危害
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当污染物在短期内浓度很高，或者几种污染物联合通过空 气、水、食物链等多种介质侵入人体时，往往造成急性危害。
第二节 大气污染及其防治
3）开发清洁能源和可再生能源
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能源取代的本质是能源的开发利用从资源型向技术 型转化的过程，从粗放式利用向高效率利用的转变进程， 从污染环境到保护环境的提高过程。 （1）世界清洁能源的发展 目前，世界上发展较快的清洁能源主要是地热能、 风能、太阳能、天然气等。 （2）中国清洁能源的发展
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第四章 环境污染及其防治
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第一节 第二节 第三节
环境与人体健康 大气污染及其防治 水环境污染及其防治
第四节
第五节 第六节
土壤污染及其防治
固体废物的处理和利用 物理性污染及其防治
资源环境与可持续发展
第一节
环境与人体健康
第一节 环境与人体健康
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一、人和环境的关系
1、人与环境物质组成的相关性
第二节 大气污染及其防治
（1）中国洁净煤技术发展战略
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①注重经济与环境协调发展，重点开发社会效益、环境效益与经济 效益明显的实用而可靠的先进技术； ②要覆盖煤炭开发和利用的全过程； ③重点针对多终端用户，主要是电厂、工业炉窑和民用3个领域。
（2）中国洁净煤技术主要内容
根据《中国洁净煤技术“九五”计划和2010年发展纲要》，中 国洁净煤技术主要包括煤炭加工（选煤技术、型煤）、高效洁净燃 烧和发电（水煤浆、流化床燃烧（控制SO2的排放，降低氮氧化物的 生成）、煤气化联合循环发电技术）、煤转化（煤炭的气化和液 化）、污染排放控制及废弃物处理4个领域，涉及煤炭、电力、化工、 建材、冶金5个主要行业。
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（1）充分发挥市场对资源配臵的基础性作用，研究制 订相应的法规、政策和规划 （2）节能领域的国际交流与合作空前活跃 （3）工业能源效率的提高降低了能源消耗强度 （4）我国的节能重点：燃煤电厂、工业锅炉、钢铁工 业、建材工业
第二节 大气污染及其防治
2）洁净煤技术
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洁净煤技术是指从煤炭开发利用的全过程中，旨 在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化 及污染控制等新技术。主要包括煤炭洗选、加工（型 煤、水煤浆）、转化（煤炭气化、液化）、先进发电 技术（常压循环流化床、加压流化床、整体煤气化联 合循环）、烟气净化（除尘、脱硫、脱氮）等方面的 内容。
第一节 环境与人体健康
3、环境污染物对人体作用的因素 1）摄入量
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（1）人体非必需元素
有些非必需元素（如Ba、Rb、Sr、Ti、Br等）在人体内缺 乏或处于一定浓度范围并不影响人体健康，但超过限度会产生 毒害作用，而有些元素如As、Hg、Pb、Cd（镉）等，在人体中 含量很低，但仍有毒害作用。 （2）人体必需元素 人体必需元素在人体中缺乏或过量，都会使人体的某些功 能发生障碍，形成一系列病理变化。
第二节 大气污染及其防治
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二、大气污染的防治
1、控制大气污染的基本原则和措施 1）加强规划管理 2）推行清洁生产，改善能源结构
（1）改变燃料构成
（2）对燃料进行预处理 （3）采用集中供热和联片供暖 （4）积极开发清洁能源 3）防治汽车尾气及扬尘污染
第二节 大气污染及其防治
2、主要大气污染物的治理技术 1）提高能源效率和节能
2）慢性危害
如果小剂量污染物持续不断地侵入人体，则要经过较长时 间才能显露出对人体的危害。 （1）大气污染对慢性呼吸道疾病的影响 （2）水体和土壤污染对人体的慢性危害（汞、铅、镉）
第一节 环境与人体健康
3）远期危害
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是指这种危害作用不是在短期内表现出来的，甚至有的不 是在当代表现出来，一般是经过一段较长的潜伏期后才表现出 来。
第二节 大气污染及其防治
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1930年，chapman提出了平流层臭氧的生成和消耗机制： O2＋hv（λ<240nm）→O＋O（紫外辐射使氧分子分解为两个氧原子）
O2＋O→O3（氧原子有很强的活性，能与氧分子反应生成臭氧分子）
2 O3＋hv→3O2（生成的臭氧分子也能吸收紫外辐射而分解为氧分子） 平流层臭氧被破坏的催化反应机制： Y＋O3→YO＋O2 YO＋O→Y＋O2
第二节 大气污染及其防治
污染物
一次 污染物 二次 污染物
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含氮氧化物
NO、NH3 NO2、HNO3、MNO3、O3
含硫化合物
SO2、H2S SO3、H2SO4、 MSO4
Baidu Nhomakorabea
碳的氧化 物
CO、CO2 无
碳氢化合物
CmHn 醛、酮等
卤素化合 物
HF、HCl 无
（1）含硫化合物
含硫化合物主要是指SO2、SO3和H2S。大气中含硫化合 物主要是燃烧含硫煤和石油等燃料，有色金属冶炼厂、硫 酸厂等人为因素造成的。
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1）污染物的侵入
环境污染物主要经呼吸道、消化道、粘膜、皮肤等途 径侵入人体，其中呼吸道是主要途径。 2）污染物的分布和蓄积 经上述途径被人体吸收的污染物，由血液分布到人体 各组织，不同的毒物在人体各器官组织的分布情况不同。
第一节 环境与人体健康
3）污染物的生物转化
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很少部分（分子量极小、水溶性强的）毒物可以原 形被排出体外，绝大部分毒物都要经过酶的代谢作用， 经过水解、氧化、还原等化学过程，增强其水溶性而使 其易于排泄，此过程称为生物转化。肝脏、肾脏、胃、 肠等器官对各种毒物都具有生物转化功能，其中以肝脏 最为重要。 4）毒物的排泄 毒物排泄途径主要经过肾脏、消化道和呼吸道，少 量可随汗液、乳汁、唾液等各种分泌液排出。
第二节 大气污染及其防治
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S＋O2＝SO2
4FeS2＋11O2＝2Fe2O3＋8SO2
SO2＋1/2O2＝SO3
含硫的有机化合物在燃烧过程中先分解出H2S，
再被氧化为SO2：
2H2S＋3O2→2 SO2＋2H2O。
第二节 大气污染及其防治
（2）碳的氧化物
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大气中碳的氧化物主要是CO和CO2。CO是大气的主要污染物之 一，它主要是由于燃料燃烧不完全所产生的： C＋1/2O2→CO。
其中Y为平流层中的三类物质，即奇氮（NO、NO2）（是指NOx等电子 结构外层电子为奇数的氮的化合物）、奇氢（OH、HO2）、奇氯（Cl、 ClO）。在上述反应中，物质Y破坏了一个O3分子，但Y本身并没有被消耗， 它还可以继续破坏另一个O3分子。化学反应中起这样作用的物质被称为 催化剂，上述反应称为催化反应。
第二节 大气污染及其防治
3、主要大气污染物 1）颗粒污染物（气溶胶状态污染物）
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进入大气的固体粒子和溶液粒子均属于颗粒污染物。 颗粒污染物可分为以下几类：尘粒、粉尘、烟尘、雾尘； 2）气态污染物 已知的大气污染物质有100多种。其中既有由污染源 直接排入大气的一次污染物，也有由一次污染物经化学或 光化学反应生成的二次污染物。
第二节 大气污染及其防治
（4）碳氢化合物
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大气中的碳氢化合物（HC）一般是指可挥发的碳氢化 合物（C1～C8），主要是有机烃类。它是形成光化学烟雾 的前体物。 （5）氟氯烃化合物 氟氯烃化合物，如CFCl3（氟利昂11）、CF2Cl2（氟利 昂12）等，是制冷剂，也被用来制灭火剂、发泡剂等。氟 利昂在高空大气中（如平流层）就会分解，产生氯原子。 氯原子和臭氧分子发生反应，生成氯氧自由基，可怕的是 氯原子在与臭氧分子发生反应时，其本身并不受影响，所 以 它 能 连 续 不 断 地 破 坏 臭 氧 ： Cl＋O3→ClO＋O2、 ClO＋O→Cl＋O2。