1、第二章第二章 化工对环境的污染化工对环境的污染主要内容o 化工环境污染概况化工环境污染概况o 化工污染物种类及来源化工污染物种类及来源o 化工生产的污染特点化工生产的污染特点o 化工污染防治的发展趋势化工污染防治的发展趋势第一节第一节 化工环境污染概况化工环境污染概况一、概况一、概况 化学工业是环境污染较为严重的部门，从原料到产品，从生产到使用，都有造成环境污染的因素。 化学工业的特点： 产品多样化，原料路线多样化，生产方法多样化。 化工产品和废弃物特点：化学组成多样化，数量相当大，大多是有害的。一、概况一、概况o由于化工产品、原料和生产方法的不同，污染物也多种多样。o化工产品和废弃物，进入环
2、境就会造成污染。有些化工产品在使用过程中又会引起一些污染，甚至比生产本身所造成的污染更为严重、更为广泛。o我国的工业污染在环境污染中占占70%70%。二、化工环境污染的变迁二、化工环境污染的变迁o 从化学工业发展过程来看，化工环境污染大体可分为三个阶段。 1 1化学工业污染的化学工业污染的发生期发生期 2 2化学工业污染的化学工业污染的发展时期发展时期 3 3化学工业污染的化学工业污染的泛滥时期泛滥时期1 1化学工业污染的发生期化学工业污染的发生期o 早期的化学工业（大约在19世纪末）是以生产酸、碱等无机化工原料为主。o 这一时期的无机化工生产规模没法与现在的化学工业相比，品种也比较少，因此产
3、生的污染物质比较单一，这不足以构成大面积的流域性污染，环境污染问题还不明显。o 从20世纪初到20世纪40年代，由于冶金、炼焦工业的迅速发展，化学工业也随之发展，并进入以煤为原料生产化工产品的煤化学工业时期。因此，化学工业污染现象变得更加严重。2 2化学工业污染的发展时期化学工业污染的发展时期o 从20世纪50年代开始，世界各国陆续发现了储量丰富的油气田，从此石油工业迅速成为现代能源及国民经济的重要组成部分。o 随着石油化学工业的高速发展，化工环境污染迅速加重，污染类型也发生了质的转变，由原来的煤烟型转化为石油型污染。3 3化学工业污染的泛滥时期化学工业污染的泛滥时期三、我国化工生产装置和工艺
4、特点三、我国化工生产装置和工艺特点 1 1超期服役的装置超期服役的装置：这类装置工艺落后，三废排放点及排放量都较多，是化工企业生产环境污染的重点排放源。 三、我国化工生产装置和工艺特点三、我国化工生产装置和工艺特点 2 2运行期运行期10102020年的生产装置年的生产装置；它们的现状和特点是运行稳定，实现了工艺过程的较好控制，工艺技术已落后于当今的先进水平，没有采用计算机系统控制生产过程，有一定的三废排放，没有全部做到回收利用。三、我国化工生产装置和工艺特点三、我国化工生产装置和工艺特点 3 3全套引进的具有世界先进水平的全套引进的具有世界先进水平的，运行期在10年以内的生产工艺和装置。 特
5、点：工艺合理，产率高，成本低，排污少，设备密封性好，多为计算机自动控制，有相应的废物搜集系统，没有或有较少三废排放。第二节第二节 化工污染物种类及来源化工污染物种类及来源一、概述一、概述o 按污染物的性质可分为 无机化学工业污染无机化学工业污染 有机化学工业污染有机化学工业污染o 按污染物的形态来分： 废气废气 废水废水 废渣废渣 一、概述一、概述 总的来说，化工污染物都是在生产过程中产生的，但其产生的原因和进入环境的途径则是多种多样的。一、概述一、概述具体包括：化学反应的不完全所产生的废料;副反应所产生的废料;燃烧过程中产生的废气;冷却水; 设备和管道的泄漏。二、化工污染物来源二、化工污染物
6、来源 化工生产中排出的废弃物。概括起来化工污染物的主要来源大致分为以下两个方面。 1 1化工生产的化工生产的原料原料、半成品半成品及及产品产品 2 2生产过程中排出的生产过程中排出的废弃物废弃物（1 1）化学反应不完全）化学反应不完全：原料不能全部转化为半成品或成品，化工生产中的固体废物实际上是生产过程中流失的原料、中间体、副产品、甚至是宝贵的产品。1 1化工生产的原料、半成品及产品化工生产的原料、半成品及产品（1 1）化学反应不完全）化学反应不完全：尤其是农药化工行业的主要原料利用率一般只有30304040，即有60607070以废物形式排入环境，因此，对废物的有效处理和利用，既可创经济效益
7、又可减少环境污染。1 1化工生产的原料、半成品及产品化工生产的原料、半成品及产品 化工原料有时本身含有杂质，其一般不参与化学反应最后要排放掉，且大多数为有害化学物质，会对环境造成重大污染，有些甚至参与化学反应而生成的反应产物同样是所需产品的杂质，对环境而言同样是有害的污染物。（2 2）原料不纯）原料不纯 如氯碱工业电解食盐溶液制取氯气、氢气和烧碱，只能利用食盐中的氯化钠，其余占原料10左右的杂质则排入环境，成为污染源。（2 2）原料不纯）原料不纯 由于生产设备、管道等封闭不严密，或由于操作管理水平跟不上，物料在贮存、运输及生产过程中会造成化工原料、产品的泄漏，习惯上称为跑冒滴漏现象。（3 3）
8、 跑、冒、滴、漏跑、冒、滴、漏2 2生产过程中排出的废弃物生产过程中排出的废弃物（1 1）燃烧过程）燃烧过程（2 2）冷却水）冷却水（3 3）副反应）副反应 (4)(4)生产事故造成的化工污染生产事故造成的化工污染o 化工生产过程中一般需要在一定的压力和温度下进行的，因此需要有能量的输入，从而要燃烧大量的燃料。o 但是在燃料的燃烧过程中，不可避免地要产生的大量的废气和烟尘，对环境造成极大的危害。（1 1）燃烧过程）燃烧过程o 各种污染物的排放量列于下表。o 以煤为燃料时，污染将更为严重。（1 1）燃烧过程）燃烧过程u 化工生产过程中除了需要大量的热能外，还需要大量的冷却水。例如生产1t烧碱，大
9、约需要100t冷却水。u 当采用直接冷却时，很容易使水中含有化工物料而成为污染物质。（2 2）冷却水）冷却水u 当采用间接冷却时，在冷却水中往往加入防腐剂、杀藻剂等化学物质，排出后也会造成污染问题，即使没有加入有关的化学物质，冷却水也会对周围环境带来热污染。u 热污染会影响到渔业生产，藻类种群也随温度而发生变化。（2 2）冷却水）冷却水o 化工生产中，在进行主反应的同时，经常还伴随副反应。由于副反应产生的副产物数量少、成分复杂、回收经济价值低而作为废料排弃引起污染。（3 3）副反应）副反应o 如磷肥工业中用磷矿、焦炭、硅石反应制取黄磷时，同时还生成有一氧化碳和硅酸钙，分别形成了废气和废渣。o
10、又如纯碱工业中利用氯化镁和氢氧化钙反应制取氢氧化镁时，还生成氯化钙，形成废水。（3 3）副反应）副反应 生产事故造成的化工污染 比较经常发生的事故是设备事故，由于原料多是具有腐蚀性的，设备等检修不及时，就会出现跑冒滴漏等污染现象，流失的原料产品就会造成对环境的污染。(4)(4)生产事故造成的化工污染生产事故造成的化工污染 如某氮肥厂在一次事故中向江水里排放大量的高浓度的氨水，使2km长的江段发生死鱼事件。 总之，化学工业排放出的废弃物，不外乎是三种形态的物质，即废水、废气和废渣，总称为化工“三废”。 (4)(4)生产事故造成的化工污染生产事故造成的化工污染 任何废弃物本身并非是绝对的“废物”，
11、一旦人们合理地利用废弃物。就完全能够“变废为宝”。(4)(4)生产事故造成的化工污染生产事故造成的化工污染第三节第三节 化工生产的污染特点化工生产的污染特点 化学工业排出的污染物对水和大气都会造成污染，尤以水污染问题更为突出。 化工废水可分为： 生产污水生产污水 生产废水生产废水 一、水污染的特点一、水污染的特点化工废水的污染特点 1 1有毒性和刺激性有毒性和刺激性 2 2生化需氧量和化学需氧量都较高生化需氧量和化学需氧量都较高 3 3pHpH不稳定不稳定 4 4营养化物质较多营养化物质较多 5 5废水温度较高废水温度较高 6 6油污染较为普遍油污染较为普遍 7 7恢复比较困难恢复比较困难 1
12、 1有毒性和刺激性有毒性和刺激性u 化工废水中含有许多污染物，有些是有毒或剧毒物质，如银、酚、砷、汞、镉和铅等；u 有的物质不易分解，在生物体内长期积累会造成中毒，如有机氯化合物、多环芳烃化合物、芳香族胺以及含氮杂环化合物等; 1 1有毒性和刺激性有毒性和刺激性u 有一些有刺激性、腐蚀性的物质，如无机酸、碱类等。 2 2生化需氧量生化需氧量(BOD)(BOD)和化学需氧量和化学需氧量(COD)(COD)都较高都较高 化工废水特别是石油化工生产废水，含有各种有机酸、醇、醛、酮、醚和环氧化物等，其特点是生化需氧量和化学需氧量都较高。 3 3pHpH不稳定不稳定 化工生产排放的废水，时而呈强酸性，时
13、而呈强碱性，pH很不稳定，对水生生物、构筑物和农作物都有极大的危害。 4 4营养化物质较多营养化物质较多 化工生产废水中有的含磷、氮量过高，造成水域富营养化，使水中藻类和微生物大量繁殖，造成鱼类窒息而大批死亡。 5 5废水温度较高废水温度较高 由于化学反应常在高温下进行，排出的废水水温较高。这种高温废水排人水域后，会造成水体的热污染，使水中溶解氧降低，从而破坏水生生物的生存条件。 6 6油污染较为普遍油污染较为普遍 石油化工废水中一般都含有油类，不仅危害水生生物生存，而且增加了废水处理的复杂性。 7 7恢复比较困难恢复比较困难 受化工有害物质污染的水域，即使减少或停止污染物排出，要恢复到水域原
14、来状态。仍需很长时间，特别对于可以被生物所浓集的重金属污染物质，停止排放后仍很难消除污染状态。二、大气污染的特点二、大气污染的特点o 化工固体废物在堆放过程中，在温度、水分的作用下，某些有机物质发生分解，产生有害气体扩散到大气中，对大气造成污染。化工废气对大气的污染特点如下：1易燃、易爆气体较多2排放物大都有刺激性或腐蚀性3浮游粒子种类多、危害大二、大气污染的特点二、大气污染的特点l 1易燃、易爆气体较多l 这类气体有低沸点的酮、醛、易聚合的不饱和烃等。容易引起火灾、爆炸事故。危害很大。l 为了防止火灾和爆炸的危害，通常都把这些气体排到专设的火炬系统进行焚烧处理。 2 2排放物大都有刺激性或腐
15、蚀性排放物大都有刺激性或腐蚀性 化工生产排出刺激性和腐蚀性的气体很多，如二氧化硫、氮氧化物、氯气、氯化氢和氟化氢等，其中以二氧化硫和氮氧化物的排放量最大。 3 3浮游粒子种类多、危害大浮游粒子种类多、危害大 化工生产排出的浮游粒子包括粉尘、烟气和酸雾等，种类繁多，其中以烟气和酸雾对环境的危害较大。 主要表现在三方面： 1 1对土壤的污染 2对水域的污染 3 3对大气的污染三、固体废弃物污染的特点三、固体废弃物污染的特点 化工固体废物特别是危险废物处理处置不当，可使土壤遭受污染，又可导致农作物受到污染，污染物转入农作物或水域后，会给人类健康带来很大的危害。1 1对土壤的污染 特点特点： 难恢复性
16、：土壤一旦受到污染，很难得到恢复，甚至永远成为不毛之地。1 1对土壤的污染化工固体废化工固体废物、危险废物、危险废物物地下水地下水渗入排放进入地面水被风吹入雨水带入2对水域的污染化工固体废物、危险废物对水域的污染，可由下图来说明： 化工固体废物在堆放过程中，在温度、水分的作用下，某些有机物质发生分解，产生有害气体扩散到大气中，对大气造成污染。 3 3对大气的污染 特点：特点：刺激性和有毒性：例如，石油化工厂排出的重油渣及沥青块等，在自然条件的作用下，要产生多环芳烃气体。而多环芳烃被认为是致癌物质，可引起癌症发生。 3 3对大气的污染 总的来说，固体废弃物对环境的污染，虽然还没有废水、废气那样严
17、重，但从其所造成的危害来看，是必须加以治理的。第四节第四节 化工污染防治的发展趋势化工污染防治的发展趋势o 一般认为，有效地控制污染源，主要是在于合理地选择适当的工艺流程、选择有效的操作条件和生产设备以及加强企业的管理，并对废弃物进行妥善处理。o 化工污染来源于生产过程中流失的原料、中间体、报废产品和副产物，将其回收利用，既可为国家创造物质财富，又可减轻对环境的污染。o 因此，开展综合利用，是企业挖掘内部潜力、增产节约、消除污染、保护环境的积极方针。一、化工污染防治一、化工污染防治 1. 1. 采用和开发少废无废工艺采用和开发少废无废工艺 u 化工生产在资源转化为产品的过程中，生产一种产品往往
18、有多种原料路线和生产方法，不同原料路线和生产方法产生的污染物的种类和数量可能有很大的差异；无废少废工艺对保护环境有决定性的作用。 1. 1. 采用和开发少废无废工艺采用和开发少废无废工艺 u 因此采用和开发这类工艺能将污染物最大限度的消除在工艺过程中。u 例如制造乙醛时，如果采用乙炔作为生产原料，利用水合法，则其中所用的催化剂硫酸汞是一种溶液，由于采用汞催化剂而造成汞污染。u 当改用乙烯为生产原料，利用直接氧化法，可以不用汞作催化剂从而避免了汞的污染。1. 1. 采用和开发少废无废工艺采用和开发少废无废工艺 l 化工固体废物综合利用实现了变废为宝，符合国家的可持续发展战略。2. 2. 加强废弃物综合利用实现资源化加强废弃物综合利用实现资源化l 近年来化工部门在化肥、氯乙烯、炭黑等行业污染治理中，开发推广了不少资源合理利用项目，事实说明化工行业的“三废”综合利用有巨大的潜力。2. 2. 加强废弃物综合利用实现资源化加强废弃物综合利用实现资源化人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。
