环境科学概论

环境的概念：影响人类生存和发展的各种天然的经过人工改造的自然因素的总体。

包括大气、水、海洋、土地、矿产、森林、草原、野生动物、自然遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。

环境的特点：1 整体性2 有限性3 不可逆性4 隐显性5 持续反应性6 灾害放大性环境问题概念：一切危害人类和其他生物生存和发展的环境结构或状态的变化，均应称为环境问题。

解决环境问题的根本途径：协调人类与环境的关系。

人类面临的环境问题1 酸雨区的扩展。

2 温室效应引起的全球气候的变暖。

3 臭氧层的破坏。

4 淡水资源危机。

环境问题分类原生境问题次生环境问题5 土地荒漠化。

6 生态破坏和生物多样性的减少。

一、酸雨1、酸雨：pH值低于5.6的降水。

2、酸雨的形成：是复杂的大气化学和大气物理现象，是由自然排放和人为活动等释放到大气中的SO2 或NOx通过氧化反应（气相或液相反应），生成硫酸或硝酸和亚硝酸，附在凝结核上降落到地面上的。

3、影响与危害：（1）损害水生、陆生生物：如鱼类和森林（2）对人体健康影响：使有毒重金属溶入饮用水中，危害饮用者（3）腐蚀建筑材料、金属构件、油漆以及名胜古迹等大气污染物对仪器、设备和建筑物等，都有腐蚀作用。

如金属建筑物出现的锈斑、古代文物的严重风化等。

美国纽约的自由女神像也饱受酸雨的侵蚀二、温室效应地球大气中存在一些微量气体，如二氧化碳、一氧化碳、水蒸气、甲烷、氟利昂等，它们能让太阳短波辐射通过，同时吸收地面和空气放出的长波辐射（红外线），从而造成近地层增温。

我们称这些微量气体为温室气体，它们的增温作用为温室效应。

1、温室气体：大气中能强烈吸收地面辐射产生温室效应的气体，称为温室气体.主要的温室气体有二氧化碳（CO2 ）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2 O）、氯氟烷烃（CFCs）等。

2、影响与危害：（1）海平面上升如果全球变暖，温度升高，海水膨胀，冰川融化，海平面上升，将使沿海低地淹没（2）影响农业生产正面影响：CO2浓度的增加和气候变暖，增加植物光合作用和作物的生产力，延长生产季节，有利于产量提高。

降水量增加，使世界可耕作范围增加；负面效应：中低纬内陆地区干旱加剧，农业将减产（3）生态系统发生变化全球长期升温，将导致由水热条件控制的自然地带向极地或偏高地区转移，改变地区的生态系统。

（4）加剧洪涝、干旱及其它气象灾害可能带来频繁的气象灾害，部分地区降水过多，大范围干旱和持续高温将带来大规模灾害。

（5）影响人类健康极热天气频率增加，心血管和呼吸道疾病增加。

3、基本控制对策能源：发展核能与氢能、开发新能源和替代能源绿色：保护热带森林，扩大世界森林面积4、发达国家负有减少温室气体的主要责任占世界人口不到24％的发达国家，消费了世界能源的75％。

1997年12月在日本京都召开《联合国气候变化框架公约》第三次缔约方会议，通过一项议定--京都议定书，要求38个国家以1990年排放的温室气体为基数，2008至2012年间，实现平均减排5.2％。

三、臭氧层保护1、臭氧空洞由于地面向大气排放氯氟烃化合物过多，导致平流层里局部臭氧层浓度降低，我们称此低浓度臭氧区为“臭氧空洞”。

这将造成地球表面太阳紫外线辐射量增加，危及到人类和生物的生命。

2、影响与危害1）臭氧层浓度每减少1%，太阳紫外线辐射就增加2%，皮肤癌就会增加2%，白内障患者增加0.6%，同时损坏人的免疫力，使各肤色人们的免疫系统受到抑制，传染病发病率增加，导致黑瘤病死亡率增加。

2）破坏生态系统：可以杀死水中单细胞藻类，导致鱼类大量死亡，破坏水生态系统食物链和渔业，同时紫外线辐射可能导致生物物种变异，甚至灭绝。

紫外线辐射破坏植物光合作用和授粉能力，使农作物减产或绝收。

3）过量的紫外线使塑料等高分子材料易于老化和分解，带来光化学烟雾污染。

4）过量紫外线会导致地球升温，出现冷热失衡。

我国主要环境问题1 贫土化；2森林生态功能衰退；3草场退化；4 湿地减少；5 生物多样性锐减；6 水资源危机加重环境科学的研究领域：宏观上研究人类同黄静之间的相互作用、相互醋精。

相互制约的对立统一关系，揭示社会经济发展和环境保护协调发展的基本规律；在微观上研究环境中的物质，尤其是人类活动排放的污染物的分子、原子等微小粒子在有机体内的迁移、转化和蓄积的过程及其运动规律，探索它们对生命的影响及其机理作用。

学科体系：属于自然科学方面的有环境地学、环境生物学、环境化学、环境物理学、环境医学、环境工程学；属于社会科学方面的有：环境管理学、环境经济学、环境法学。

大气污染定义：大气污染–––指由于人类活动或自然过程使大气中一些物质的含量达到有害的程度(一般指有害物质，如SO2 、NOX 、HC、O3 、飘尘等超过国家质量标准)以至破坏人和生态系统的正常生存和发展，对人体、生态和材料造成危害的现象。

大气污染源定义：通常把向大气环境排放有害物质而对大气环境产生有害影响的场所、设备和装置，称为大气污染源。

大气污染源包括：1、工业务污染源。

一次能源和二次能源的利用和燃烧产生的污染，煤和石油的燃烧大气污染最根本的原因；2、农业污染源。

农用染料燃烧的废气、农业大量使用化肥产生的氮氧化物、农垦烧荒活动产生扬尘；3、生活污染源。

民用炉灶、供水供热锅炉和炊烟等过程中燃烧染料想大气中排放美艳以及垃圾和秸秆等造成的大气污染，主要污染物为烟尘和二氧化硫等；4、交通污染源。

汽油、柴油等燃料燃烧，交通工具在运输、装卸过程中造成的扬尘；5、其他污染源。

大气污染物分类1、按污染物与污染源的关系分类：一次污染物：大气污染物是从污染源直接排出的原始物质，进入大气候其性质没有发生变化。

二次污染物：由污染源排出的一次污染物与大气中的原有成分或几种一次污染物之间，发生了一系列的化学变化或化学反应，形成的与原污染物质性质不同的新污染物。

（光化学烟雾是较常见的一次污染物与二次污染物的混合物）2、按污染物存在形态分类：颗粒污染物（占90%）可分为：尘粒、粉尘、烟尘、雾尘、煤尘；气态污染物（占10%）可分为：含硫化合物、含氮化合物、碳氧化合物、光化学烟雾。

主要污染物及其危害：(1)气溶胶状污染物(粒状)①总悬浮颗粒物(TSP) D(粒径)在100.m以下，其中多数在10 .m以下，是分散在大气中的各种粒子的总称。

②飘尘（可吸入粒子(IP)）D＜10.m能在大气中长期飘浮的悬浮物质，如煤烟、烟气、雾等。

③降尘D＞10.m的粒子，靠重力作用可在短时间内降到地面的。

烟尘的作用：1）凝结核2）吸收太阳辐射3）降低能见度4）影响植物体生长(IP)）大于10μm的颗粒物能被鼻腔的鼻毛吸留住，而小于10μm的飘尘却能长驱直入侵蚀肺泡，叫“可吸入因子”。

在可吸入微粒中 80%可沉积于肺泡，且沉积时间可达数年之久。

导致肺心病等一系列病变。

（2）气状污染物①含硫化合物：主要指SO2 和SO3、H2 、S湿度大的情况下，含硫化合物最终被氧化形成硫酸是形成酸雨的主要来源.二氧化硫是一种无色的刺激性气体, 腐蚀性很大，会严重刺激人的呼吸系统，使人出现咳嗽、嗓子疼、胸闷和感到呼吸受阻，刺激腐蚀人的肺部，可以造成肺气肿和支气管炎。

并加重哮喘病情。

.二氧化硫破坏植物的叶绿素，使植物脱水坏死。

.在适当条件下和飘尘结合在一起，或与水汽中的水蒸汽结合形成硫酸雾，硫酸雾微粒侵入人体肺部，可以引起肺水肿和肺硬化等疾病导致死亡。

②氮的氧化物：NOX 是NO、NO2 、N2O、NO3 、N2O4 、N2O5 等的总称，造成大气污染的NOX最主要是NO和NO2。

.氮氧化物来源：主要来源于人类生产生活活动，以汽车尾气排放造成的污染最为严重。

.氮氧化物危害：.1）氮氧化物可以转化为硝酸，是形成酸雨主要物质之一.2）.3）是消耗臭氧的重要因子.4）NO2对人有生理刺激和腐蚀作用，引起城市居民产生急性呼吸道病变的一种原因.5）可腐蚀织物、材料、破坏染料，使它褪色.6）危害植物，使其组织受害而落叶，甚至枯萎③碳的氧化物：指CO和CO2 。

CO主要是由含碳化合物不完全燃烧产生的无色无味无刺激性的有毒气体。

对人体的危害主要是阻碍体内氧气的传输，使人体缺氧，导致死亡。

CO2 是一种无毒的气体，是大气中的“正常”成分，主要来源于生物的呼吸和化石燃料等的燃烧。

④碳氢化合物(HC)HC是自然界中必不可少的物质，主要指烷烃、烯烃和芳香烃等具有挥发性的有机物，它们主要是由碳原子和氢原子组成。

碳氢化合物主要来源于自然界植物分解，人为产生的量很小，但它们是形成光化学烟雾的重要物质。

⑤含卤素化合物：主要指一些氟氯烃类物质，它们主要破坏臭氧层，引起温室效应大气污染防治措施：1、加强大气环境管理，制定综合防治规划；2、调整工业结构，推行清洁生产3、改善能源结构，大力节约能源。

①集中供热；②城市煤气化；③普及民用型煤；④积极开发清洁能源。

4、综合防治交通废气污染：加强立法和管理，发展环保汽车5、切实加强扬尘管理水体定义：指的是以相对稳定的陆地为边界的天然水域，包括有一定流速的沟渠、江河和相对静止的塘堰、水库、湖泊、沼泽，以及受潮汐影响的三角洲与海洋。

水资源特性：1、.维护生态平衡和环境的基本要素. 利用的广泛性和不可代替性. 经济上的两重性.2、补给上的循环性. 时空分配上的可变性我国水资源的特点. 1)水资源总量多，人均占有量少. 2)地区分配不均，水土资源不平衡. 3)年内季节分配不均，年际变化很大. 4)部分河流含沙量大水污染定义：水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象称为水污染。

水体污染源：指的是向水体排放污染物的场所、设备和装置等。

通常也包括污染物进入水体的途径。

水体污染源分类（1）点污染源：工业废水、矿山废水、生活污水；（2）面污染源：农田排水、地表径流导致的污染。

自然污染源认为污染源：工业废水、农业污水、生活污水。

.COD可达400~1000mg/L，BOD可达200~5000mg/L.酸碱度变化大，pH在2~13之间.温度高达40℃以上可造成热污染.SS含量高，100~3000mg/L左右.易燃，含低沸点的挥发性液体，易酿成水面火灾含多种多样有毒有害成分;酚、氰、油、农药、多环芳烃、染料、重金属(Hg、Cr、Cd、As等)，放射性等工业冷却用水2、农业污染源：. 污水面广、分散、难收集、难治理。

. 有机质、植物营养素、病原微生物悬浮物及杂质含量高. 含较高的化肥、农药过量施用农药污染水体过量施用化肥污染水体生活污染源：水质成分有日变化规律，含N、P 高；. 产生恶质、腐臭和阴沟臭，. 不能直接农灌。

过量使用洗涤剂过量使用洗衣粉把剩饭倒入下水道河边洗车生活垃圾堆于河边工业废水的治理：1、清洁生产，改革工艺，减少对原料、水体及能源的消耗；2、采用循环水系统，减少废水排放量3、回收利用废水中的有用成分，使废水浓度降低农业废水治理：提倡农田科学施肥和农药的合理使用，可以大大减少农田中残留的化肥和农药，进而减少农田径流中所含氮、磷和农药的量。