第一讲：环境科学与工程方法论.ppt

各位同学都是环境工程专业的学生，但是我们这门课程是“环境科学与工程原理”，实际上环境科学与环境工程还是有一些区别的，环境科学更偏重于理论，环境工程偏重于实际。 在这里，我要强调的是，同学们在今后工作中如果是从事理论工作，要经常去工程现场看看，会加深对问题的理解；如果是从事工程设计，要关注相关理论研究进展，这样在遇到实际问题时，会准确进行诊断和解决。 * * * * 在通常情况下，环境污染主要是指由于人类社会经济活动引起的环境质量下降，因而在实际的环境管理工作中，通常以环境质量标准为尺度，来评定环境是否发生污染以及受到污染的程度，这样，在世界不同的国家或不同的地区，由于社会、经济、技术等方面存在差异，制定和使用的环境质量标准也有所不同，因而在环境污染的衡量方面也存在着差异。 * * 我归纳了一下，目前主要的环境问题有这些。 * * 水中的污染物主要有以下几类： 1、悬浮物：是指悬浮在水中污染物质。 2、耗氧有机物：生活污水和某些工业废水中含有糖、蛋白质、氨基酸、脂类、纤维素等有机物质，这些物质以悬浮状态或溶解状态存在于水中，排入水体后能在微生物作用下分解为简单的无机物，在分解中消耗氧气，使水体中的溶解氧减少，微生物繁殖。溶解氧低于4mg/L，影响鱼类生存；溶解氧降到零，厌氧微生物占据优势，水体发臭。由于有机物质种类较多，但有一个共同特点就是可以被氧化，一般用氧化过程的耗氧量作为有机物总量的综合指标。耗氧量一般用CODcr、CODMn，（这里的铬、锰分别代表重铬酸钾、高锰酸钾，是分析耗氧有机物的氧化剂）、BOD5、（这个下标“5”是表示生化时间为5天，5天的需氧量约占总生化需氧量的70~80%，这个指标是1913 年由英国皇家污水处理委员会正式确定，之所以选择5天据说是因为所有的英国河流入大海的最长时间是5天）、TOD、TOC(总需氧量和总有机碳的测定原理相同，都是在900摄氏度高温下完全燃烧，但是前者用消耗氧量表示，后者用含碳量表示)等指标表示。 3、植物性营养物质：主要是氮、磷，是引起富营养化的主要污染物。 4、重金属：很多重金属是对人体有显著毒性的，并且能够被生物吸收后通过食物链浓缩千万倍，最终进入人体造成慢性中毒或严重疾病。后面我们要介绍以下日本曾经发生的水俣（yu）病，骨痛病。 5、酸碱污染：酸碱污染物排入水体破坏水中pH，pH小于6.5或大于8.5，破坏水生生态，影响水的利用。 6、石油类：含有石油类产品的废水进入水体后漂浮在水面并迅速扩散，形成一层油膜，阻止大气中的氧气进入水中，妨碍水中植物光合作用。近一段时间墨西哥湾以及我国渤海的漏油事件就引起了广泛重视。 7、难降解有机物，这类物质大多是人工合成的，在自然界很难降解，它们有一些共同的特点就是在自然界长期存在、可以通过食物链富集，其中的部分物质具有致癌致突变致畸性的作用。有些地区的研究发现母乳中也含有一些持久性有机物，这就导致这种污染物还具有“遗传性”。 8、放射性物质，主要来至核工业，也能够在食物链中浓缩、富集，比如最近日本的牛肉中“铯”超标事件。 9、热污染：由于水中饱和溶解养殖与温度密切相关，热污染可能导致水体自净能力降低。 10、病原体，这是最早引起人类关注的水中污染物，为了防止病原体传播污染物，目前的水处理都要求进行消毒，而且要保持在管网最末端仍有一定消毒能力（保持一定量余氯）。 * 下面介绍介个有水污染引起的著名的公害事件。 水俣病实际为有机汞的中毒。患者手足协调失常，甚至步行困难、运动障碍、弱智、听力及言语障碍、肢端麻木、感觉障碍、视野缩小；重者例如神经错乱、思觉失调、痉挛，最后死亡。 当时甲基汞来源于一家氮肥公司，在生产乙醛和氯乙烯过程中，将含甲基汞的废水排入水俣湾，水生生物摄入甲基汞并蓄积于体内，又通过食物链逐级富集，鱼体内甲基汞比水中要高万倍，人们因食污染水中的鱼、贝而中毒，而且母体摄入甲基汞能够通过胎盘引起胎儿中枢神经系统障碍，引起先天性水俣病。 * * * * * * 煤燃烧后产生的污染物与煤的产地、燃烧设备、是否洗煤等因素有关。 烟气中的灰分主要取决于煤的灰分含量。烟气中二氧化硫、硫化氢完全来自煤中硫化物的燃烧，其中二氧化硫是主要产物。燃烧过程中形成的氮氧化物，一部分有燃料中固定氮生成，常称为“燃氮氧化物”，另一部分有空气中氮气在高温下通过原子氧和氮之间的化学反应生成，成为“热氮氧化物”。 历史上重大的大气污染事件都是与空气中过高的二氧化硫浓度有关。研究者还发现，二氧化硫与颗粒物的协同作用危害比单纯的二氧化硫污染更严重。这是因为颗粒物上附着着得三氧化二铁可促使大气中的二氧化硫氧化成三氧化硫，从而形成硫酸雾，危害更大。 马斯河谷事件 比利时的马斯河谷长24公里，两侧山高90米，许多炼焦、炼钢、电力、玻璃、炼锌、硫酸、化肥等工厂分布在河谷