1、1 2 自然环境自然环境人类生存的环境人类生存的环境 社会环境（即人工环境）社会环境（即人工环境）自然环境自然环境:地质环境、土壤环境、大气环境、地质环境、土壤环境、大气环境、水体环境、生物环境水体环境、生物环境。社会环境：社会环境：生产环境、交通环境、商业环境、生产环境、交通环境、商业环境、聚落环境、文教环境、卫生环境、聚落环境、文教环境、卫生环境、旅游环境。旅游环境。3 生态系统发展到一定阶段，它的生物生态系统发展到一定阶段，它的生物种类的组成，各个种群的数量比率及能量种类的组成，各个种群的数量比率及能量和物质的输入、输出等，都处于相对稳定和物质的输入、输出等，都处于相对稳定状态，这种状态
2、称为状态，这种状态称为生态平衡。生态平衡。生态平衡和生态平衡和生态系统生态系统 (biotic community)和其生存环境和其生存环境之间以及生物群落内不同种群生物之间不之间以及生物群落内不同种群生物之间不停地进行停地进行物质交换和能量交换物质交换和能量交换，构成了多，构成了多种多样的种多样的生态系统生态系统。4生态系统的群落可以分为：生态系统的群落可以分为：生产者、消费者和分解者生产者、消费者和分解者。5 绿色植物绿色植物 光合作用光合作用 生态系统中的这种物质循环是自然界最重要的生态系统中的这种物质循环是自然界最重要的物质循环，推动这个循环的总能量就是太阳能。生物质循环，推动这个循环
3、的总能量就是太阳能。生态系统中能量的流动和物质的循环同时进行，态系统中能量的流动和物质的循环同时进行，物质物质作为能量的载体，使能量沿着食物链而逐步转移，作为能量的载体，使能量沿着食物链而逐步转移，成为能流成为能流；而；而能量作为动力，促使物质的循环能量作为动力，促使物质的循环。两。两者相互依存而不可分割，共同体现了生态系统的整者相互依存而不可分割，共同体现了生态系统的整体功能。体功能。生态系统中能量的流动和物质的循环生态系统中能量的流动和物质的循环太阳太阳(能能)化学能化学能消费者消费者环境环境6破坏生态平衡的因素破坏生态平衡的因素o 自然因素自然因素主要指火山爆发、地震、台风、旱涝灾主要指
4、火山爆发、地震、台风、旱涝灾等自然灾害，它们对生态系统的破坏很严重，但等自然灾害，它们对生态系统的破坏很严重，但常有一定的地域局限性，且出现的频率一般不高。常有一定的地域局限性，且出现的频率一般不高。o 人为因素人为因素是指人类生产和生活活动引起的对生态是指人类生产和生活活动引起的对生态平衡的破坏，这是大量的、长期的、甚至是多方平衡的破坏，这是大量的、长期的、甚至是多方面的。这种人为因素会使环境质量不断恶化，从面的。这种人为因素会使环境质量不断恶化，从而干扰了人类的正常生活，对人类健康产生直接而干扰了人类的正常生活，对人类健康产生直接或间接，甚至是潜在的不利影响。或间接，甚至是潜在的不利影响。
5、自然因素自然因素 造成环境污染的人为因素造成环境污染的人为因素物理的物理的(噪声、噪声、振动、热、光、振动、热、光、辐射及放射性辐射及放射性等等)生物的生物的(如微如微生物、寄生生物、寄生虫等虫等)化学的化学的(有毒有毒的无机物和的无机物和有机物有机物)8 水圈水圈岩石圈岩石圈各圈层之间有着复杂的各圈层之间有着复杂的物质交换和能量交换物质交换和能量交换9 10自然环境发展历程：自然环境发展历程：三个阶段三个阶段 114.2.1 水循环水循环。12134.2.2 氮循环氮循环14154.2.3 碳循环碳循环1617 o 2007年，国际能源机构的一项调查结果表明，年，国际能源机构的一项调查结果表
6、明，美国、中国、俄罗斯和日本美国、中国、俄罗斯和日本的二氧化碳排放量的二氧化碳排放量几乎占全球总量的一半。几乎占全球总量的一半。o 调查表明，美国二氧化碳排放量居世界首位，调查表明，美国二氧化碳排放量居世界首位，年人均二氧化碳排放量约年人均二氧化碳排放量约 20 吨，排放的二氧吨，排放的二氧化碳占全球总量的化碳占全球总量的 23.7%。o 中国年人均二氧化碳排放量为中国年人均二氧化碳排放量为 2.51 吨，约占吨，约占全球总量的全球总量的 13.6%。18全球各国全球各国CO2排放量比较排行（前排放量比较排行（前10位）位）194.2.4 氧循环氧循环 2021224.3 保护大气环境保护大气
7、环境2324大气圈大气圈10000km 对流层对流层:11.2km 平流层平流层:50 km 非均质层非均质层 中间层中间层:80km85km 对流层顶对流层顶对流层对流层平流层顶平流层顶平流层平流层中间层中间层中间层顶中间层顶热层热层(电离层电离层)N2、O2、ArCO2、H2ON N2 2、O O2 2、O O3 3N2、O2+、O+、NO+、O2、e-N2、O2、O2+、NO+0110100908070605040302010离地面高度 z/km160 200 240 280 320温度 T/K26大气圈大气圈o 通常把随地球旋转的大气层叫做大通常把随地球旋转的大气层叫做大气圈气圈,o其
8、高度可达其高度可达10000km,总质量约总质量约5500Mt。然而。然而99%的质量在海平面的质量在海平面上上30km以下以下o海平面上海平面上3.5km以内才有足够的氧维以内才有足够的氧维持生物的生命。持生物的生命。27对流层对流层28 29中间层、非均质层中间层、非均质层30 31 32污染物污染物一次污染物一次污染物二次污染物二次污染物含硫化合物含硫化合物SO2，H2SSO3，H2SO4，MSO4 碳的氧化物碳的氧化物CO，CO2无无 含氮化合物含氮化合物 NO，NH3NO2，HNO3，MNO3 碳氢化合物碳氢化合物C1C3化合物化合物醛、酮、酸醛、酮、酸 卤化化合物卤化化合物HF，C
9、l2，HCl卤代烃卤代烃无无 氧化剂氧化剂O3过氧化物过氧化物 颗粒物质颗粒物质煤尘、粉尘、煤尘、粉尘、金属微粒金属微粒 放射性物质放射性物质铀，钍，镭等铀，钍，镭等 34351微粒微粒。36PM2.5 o PM2.5是指大气中直径小于或等于是指大气中直径小于或等于2.5微米的微米的颗粒物颗粒物，也称为也称为可入肺颗粒物可入肺颗粒物。o 它的直径还不到人的头发丝粗细的它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。o 虽然虽然PM2.5只是地球只是地球大气成分大气成分中含量很少的组分，但中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。它对空气质量和能见度等有重要的影响。o 与较粗的大气颗粒物相
10、比，与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，富含大量粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。o 2012年年2月，国务院同意发布新修订的月，国务院同意发布新修订的环境空气质量环境空气质量标准标准增加了增加了PM2.5监测指标。监测指标。37来源及成分来源及成分 o颗粒物的颗粒物的成分成分很复杂，主要取决于其来源。很复杂，主要取决于其来源。1.主要的来源是从地表扬起的主要的来源是从地表扬起的尘土尘土，含有，含有氧化物矿物氧化物矿物和其他
11、成分。和其他成分。2.海盐海盐是颗粒物的第二大来源，其组成与是颗粒物的第二大来源，其组成与海水海水的成分类似。的成分类似。3.一部分颗粒物是自然过程产生的，源自一部分颗粒物是自然过程产生的，源自火山爆发火山爆发、沙尘暴沙尘暴、森林森林火灾火灾、浪花等。、浪花等。oPM2.5还可以由还可以由硫硫和和氮氮的的氧化物氧化物转化而成。而这些转化而成。而这些气体污染物气体污染物往往往是人类对往是人类对化石燃料化石燃料（煤煤、石油石油等）和垃圾的燃烧造成的。等）和垃圾的燃烧造成的。o在发展中国家，煤炭燃烧是家庭取暖和能源供应的主要方式。在发展中国家，煤炭燃烧是家庭取暖和能源供应的主要方式。o没有先进废气处
12、理装置的没有先进废气处理装置的柴油柴油汽车汽车也是颗粒物的来源。也是颗粒物的来源。o在室内，在室内，二手烟二手烟是颗粒物最主要的来源。颗粒物的来源是不完全是颗粒物最主要的来源。颗粒物的来源是不完全燃烧、因此只要是靠燃烧的烟草产品，都会产生具有严重危害的燃烧、因此只要是靠燃烧的烟草产品，都会产生具有严重危害的颗粒物。颗粒物。o同理也适用于金纸燃烧、焚香及燃烧同理也适用于金纸燃烧、焚香及燃烧蚊香蚊香。38o在在20世纪世纪70年代，人们开始注意到颗粒物污染与健康问题之间的联系。年代，人们开始注意到颗粒物污染与健康问题之间的联系。o在在美国美国，每年由于颗粒物污染造成的死亡人数约为，每年由于颗粒物污
13、染造成的死亡人数约为22000 52000人人（2000年数据），在欧洲这一数字则高达年数据），在欧洲这一数字则高达20万万。o现在，许多研究已证实颗粒物会对现在，许多研究已证实颗粒物会对呼吸系统呼吸系统和和心血管系统心血管系统造成伤害，导造成伤害，导致致哮喘哮喘、肺癌肺癌、心血管疾病心血管疾病、出生缺陷出生缺陷和和过早死亡过早死亡。o颗粒物的大小决定了它们最终在颗粒物的大小决定了它们最终在呼吸道呼吸道中的位置。较大的颗粒物往往会中的位置。较大的颗粒物往往会被被纤毛纤毛和和黏液黏液过滤，无法通过过滤，无法通过鼻子鼻子和和咽喉咽喉。o小于小于10微米的颗粒物即可吸入颗粒物（微米的颗粒物即可吸入颗
14、粒物（PM10），可以穿透这些屏障达），可以穿透这些屏障达到到支气管支气管和和肺泡肺泡。o由于体积更小，由于体积更小，PM2.5具有更强的穿透力，可能抵达细支气管壁，并干具有更强的穿透力，可能抵达细支气管壁，并干扰肺内的气体交换。扰肺内的气体交换。o更小的微粒（直径小于等于更小的微粒（直径小于等于100纳米纳米）会通过肺部传递影响其他器官。）会通过肺部传递影响其他器官。39监测标准监测标准o PM2.5的标准，是由的标准，是由美国美国在在1997年提出的，主要是年提出的，主要是为了更有效地监测随着为了更有效地监测随着工业化工业化日益发达而出现的、日益发达而出现的、在旧标准中被忽略的对人体有害的
15、细小颗粒物。在旧标准中被忽略的对人体有害的细小颗粒物。o PM2.5指数已经成为一个重要的测控空气污染程度指数已经成为一个重要的测控空气污染程度的指数。的指数。o 到到2010年底为止，除美国和欧盟一些国家将年底为止，除美国和欧盟一些国家将PM2.5纳入国标并进行强制性限制外，世界上大部分国家纳入国标并进行强制性限制外，世界上大部分国家都还未开展对都还未开展对PM2.5的监测，大多通行对的监测，大多通行对PM10进进行监测行监测。o 世界卫生组织世界卫生组织(WHO)认为，认为，PM2.5小于小于10g/m是是安全值，而中国的这些地区全部高于安全值，而中国的这些地区全部高于50接近接近80，比
16、，比撒哈拉沙漠还要高很多。撒哈拉沙漠还要高很多。40世界卫生组织于世界卫生组织于20052005年发布了年发布了空气质量准则空气质量准则对颗粒物浓度的数据指标对颗粒物浓度的数据指标 PM10PM2.5选择浓度的依据选择浓度的依据过渡时期目标过渡时期目标-1(IT-1)70 g/m35 g/m相对于相对于AQG水平而言，在这些水平的长期暴露会水平而言，在这些水平的长期暴露会增加大约增加大约15%的死亡风险。的死亡风险。过渡时期目标过渡时期目标-2(IT-2)50 g/m25 g/m除了其它健康利益外，与除了其它健康利益外，与 过渡时期目标过渡时期目标-1 相比，相比，在这个水平的暴露会降低大约在
17、这个水平的暴露会降低大约6%2%11%的的死亡风险。死亡风险。过渡时期目标过渡时期目标-3(IT-3)30 g/m15 g/m除了其它健康利益外，与除了其它健康利益外，与 过渡时期目标过渡时期目标-2 相比，相比，在这个水平的暴露会降低大约在这个水平的暴露会降低大约6%2%11%的的死亡风险。死亡风险。空气质量准则值空气质量准则值(AQG)20 g/m10 g/m对于对于PM2.5的长期暴露，这是一个最低水平，在这的长期暴露，这是一个最低水平，在这个水平，总死亡率、心肺疾病死亡率和肺癌的死个水平，总死亡率、心肺疾病死亡率和肺癌的死亡率会增加（亡率会增加（95%以上可信度）。以上可信度）。41欧
18、盟对欧盟对PM10的限制标准的限制标准（法案（法案 1999/30/EC 和和 96/62/EC）第一期第一期（2005.1.1 起）起）第二期第二期（2010.1.1 起）起）年年平均值平均值40 g/m20 g/m24小时小时平均值平均值50 g/m50 g/m允许允许超标天数超标天数35742美国标准PM10PM2.5年年平均值平均值无15 g/m24小时小时平均值平均值150 g/m35 g/m美国作为较早研究美国作为较早研究PM2.5的国家，于的国家，于1997年就通过了相关标准，并在年就通过了相关标准，并在2006年发布了更严格的标准。美国通过年发布了更严格的标准。美国通过国家环境
19、空气质量标准国家环境空气质量标准（National Ambient Air Quality Standards）对颗粒物进行限制，标准如下：）对颗粒物进行限制，标准如下：43中国标准（征求意见稿）o 环保部环保部环境空气质量标准环境空气质量标准意见稿制定了标准限值，意见稿制定了标准限值，同时也考虑到我国实际情况将同时也考虑到我国实际情况将PM2.5按照一年和按照一年和24小小时，分别设定的平均浓度上限值，如下表所示：时，分别设定的平均浓度上限值，如下表所示：PM2.5年年平均值平均值35 g/m24小时小时平均值平均值75 g/m44。454647。4849 光光化学烟雾化学烟雾。50o 空气
20、污染最典型的事件是空气污染最典型的事件是50年代伦敦的冬季烟雾污染年代伦敦的冬季烟雾污染，4天夺天夺走走4000多条人命。过后的两个月中，又陆续有多条人命。过后的两个月中，又陆续有8000多人死多人死亡。亡。o 1952年，伦敦仍用煤发电，距市中心不远有许多工厂，居民年，伦敦仍用煤发电，距市中心不远有许多工厂，居民家庭用煤取暖，蒸汽机车拖着列车穿梭于伦敦和各大城市之间，家庭用煤取暖，蒸汽机车拖着列车穿梭于伦敦和各大城市之间，对卡车和小汽车尾气污染也不加控制。这些污染源产生大量的对卡车和小汽车尾气污染也不加控制。这些污染源产生大量的碳、硫化物以及其它的化学烟雾漂浮在空气中。碳、硫化物以及其它的化
21、学烟雾漂浮在空气中。o 12月月5日一场浓雾笼罩着伦敦，空气中的污染物与雾混合在一日一场浓雾笼罩着伦敦，空气中的污染物与雾混合在一起，彼此产生化学反应。起，彼此产生化学反应。4天后污染浓度增强了天后污染浓度增强了10倍，毒性加倍，毒性加强。强。o 12月月7日市中心能见度降低到日市中心能见度降低到5米以下，因而被称为米以下，因而被称为“黑暗的黑暗的星期日星期日”，汽车无法行驶，泰晤士河上的船也无法航行。，汽车无法行驶，泰晤士河上的船也无法航行。51 12月月10日大雾散去，日大雾散去，4000人死亡，其中大部分是老人，人死亡，其中大部分是老人，感染支气管炎和有关肺部疾病的患者达数千人。感染支气
22、管炎和有关肺部疾病的患者达数千人。伦敦的警察举着火把让自己看清别人，伦敦的警察举着火把让自己看清别人，也让别人看清自己。也让别人看清自己。521952.1253 541.1.酸雨酸雨酸雨、全球气候变暖与臭氧层的破坏酸雨、全球气候变暖与臭氧层的破坏是当前困扰世是当前困扰世界的三大全球性大气污染问题界的三大全球性大气污染问题。酸雨又称酸沉降，它是酸雨又称酸沉降，它是指指 pH5.6的天然降水的天然降水（湿沉降）和酸性气体（湿沉降）和酸性气体及颗粒物的沉降（干沉及颗粒物的沉降（干沉降）。当前世界最严重降）。当前世界最严重的三大酸雨区是西北欧、的三大酸雨区是西北欧、北美和中国。我国酸雨北美和中国。我国
23、酸雨 H2SO4/HNO3 10/1，而，而发达国家为发达国家为(12)/1。55 56。57o 气相反应：气相反应：2SO2+O2 2SO3 SO3+H2O H2SO4o 液相反应：液相反应：SO2+H2O H2SO3 2H2SO3+O2 2H2SO4o 大气中的烟尘、大气中的烟尘、O3等都是反应的催化剂。等都是反应的催化剂。o 燃烧过程产生的燃烧过程产生的NO和空气中的和空气中的O2化合为化合为NO2，NO2遇水则生成硝酸和亚硝酸，其反应过程可表遇水则生成硝酸和亚硝酸，其反应过程可表示为：示为：2NO+O2 2NO2 2NO2+H2O HNO3+HNO258 o 酸雨对环境有多方面的危害酸
24、雨对环境有多方面的危害：1.使水域和土壤酸化，损害农作物和林木生使水域和土壤酸化，损害农作物和林木生长，危害渔业生产长，危害渔业生产(pH4.8时，鱼类就会消时，鱼类就会消失失)；2.腐蚀建筑物、工厂设备和文化古迹也危害腐蚀建筑物、工厂设备和文化古迹也危害人类健康。人类健康。3.酸雨会破坏生态平衡，造成很大经济损失。酸雨会破坏生态平衡，造成很大经济损失。此外，酸雨可随风飘移而降落到几千里外，此外，酸雨可随风飘移而降落到几千里外，导致导致 大范围的公害。因此，酸雨已被公认大范围的公害。因此，酸雨已被公认为全球性的重大环境问题之一。为全球性的重大环境问题之一。59 60大气层中的某些微量大气层中的
25、某些微量组分，能让太阳的短组分，能让太阳的短波辐射透过，加热地波辐射透过，加热地面，而地面增温后所面，而地面增温后所放出的热辐射（属长放出的热辐射（属长波红外辐射），却被波红外辐射），却被这些组分吸收，使大这些组分吸收，使大气增温，这种现象称气增温，这种现象称为为温室效应温室效应。温室气体主要有温室气体主要有 CO2、CH4、N2O、CFC、O3 等多原子分子。等多原子分子。626364 66对臭氧层的破坏对臭氧层的破坏o 人为的大气污染物会破坏臭氧层，如超音速人为的大气污染物会破坏臭氧层，如超音速飞机排放物中的氮氧化物（飞机排放物中的氮氧化物（NO+NO2）,它们和它们和O3 和和O 发生如
26、下反应：发生如下反应：O3 +NO=NO2+O2O +NO2=NO+O2O3+O =2O267水资源污染的化学水资源污染的化学水体污染有两类：水体污染有两类：主要是自然因素所造成，如特殊地主要是自然因素所造成，如特殊地质条件使某些地区有某些或某种化学元素的大量质条件使某些地区有某些或某种化学元素的大量富集，天然植物在腐烂过程中产生某种毒物，以富集，天然植物在腐烂过程中产生某种毒物，以及降雨淋洗大气和地面后挟带各种物质流入水体，及降雨淋洗大气和地面后挟带各种物质流入水体，都会影响该地区的水质。都会影响该地区的水质。是人类生活和生产活动中产生的废是人类生活和生产活动中产生的废物对水体的污染，包括生
27、活污水、工业废水、农物对水体的污染，包括生活污水、工业废水、农田排水和矿山排水等。此外，废渣和垃圾倾倒在田排水和矿山排水等。此外，废渣和垃圾倾倒在水中或岸边，或堆积在土地上，经降雨淋洗流入水中或岸边，或堆积在土地上，经降雨淋洗流入水体，都能造成污染。水体，都能造成污染。68酸碱盐污染酸碱盐污染o 酸性或碱性物质进入水体使水的酸性或碱性物质进入水体使水的pH值发生变化。值发生变化。酸、碱在水体中可彼此中和，也可分别和地表酸、碱在水体中可彼此中和，也可分别和地表物质发生反应生成无机盐类，由此引起水体中物质发生反应生成无机盐类，由此引起水体中酸、碱、盐浓度超过正常量使水质变坏的现象酸、碱、盐浓度超过
28、正常量使水质变坏的现象称水体的称水体的酸碱盐污染酸碱盐污染。o 我国渔业用水的标准我国渔业用水的标准：淡水域规定淡水域规定pH值：值：6.58.5，海水海水pH：7.08.5；农田灌溉用水标准为农田灌溉用水标准为pH：5.18.5。69重金属污染重金属污染o 重金属化合物对人类及生态系统一般具有比较严重的重金属化合物对人类及生态系统一般具有比较严重的危害性。这些化合物主要包括危害性。这些化合物主要包括等。等。o 例如：例如：水俣水俣(y)病病就是由所食鱼中含有就是由所食鱼中含有氯化甲基汞氯化甲基汞引引起的，起的，骨痛病骨痛病则是则是镉污染镉污染引起的引起的。o 重金属污染的特点：重金属污染的特
29、点：重金属进入人体中不易排泄，将重金属进入人体中不易排泄，将会在人体内积蓄，引起慢性中毒。同时，某些重金属会在人体内积蓄，引起慢性中毒。同时，某些重金属在生物体内又可被微生物转化为毒性更大的有机化合在生物体内又可被微生物转化为毒性更大的有机化合物物(如无机汞可转化为有机汞如无机汞可转化为有机汞)。70o 水体污染物中有一类属于耗氧有机物，它们是来水体污染物中有一类属于耗氧有机物，它们是来自于城市生活污水及食品、造纸、印染等工业废自于城市生活污水及食品、造纸、印染等工业废水中含有的大量碳氢化合物、蛋白质、脂肪、纤水中含有的大量碳氢化合物、蛋白质、脂肪、纤维素等有机物质，维素等有机物质，本身无毒性
30、本身无毒性，但在分解时需消，但在分解时需消耗水中的溶解氧，故称为耗水中的溶解氧，故称为耗氧耗氧(或需氧或需氧)有机物有机物。o 这类物质对水体的污染程度，可间接地用单位体这类物质对水体的污染程度，可间接地用单位体积水中耗氧有机物微生物分解过程所消耗的氧量积水中耗氧有机物微生物分解过程所消耗的氧量(以以mg L-1为单位为单位)，即，即生物化学需氧量生物化学需氧量(BOD)来来表示表示。71o 一般在水温在一般在水温在25时时5天的微生物氧化分解天的微生物氧化分解需氧量需氧量(BOD5)作为指标，用以反映耗氧有机作为指标，用以反映耗氧有机物质的含量与水体污染的关系。物质的含量与水体污染的关系。o
31、 天然水体中溶解氧含量天然水体中溶解氧含量：510 mgL-1 BOD5低于低于3mgL-1时，水质较好。时，水质较好。BOD5达到达到7.5mgL-1时，水质不好；时，水质不好；BOD5大于大于10mgL-1时，表明水质很差，鱼类时，表明水质很差，鱼类已不能存活已不能存活。72o 化学耗氧量化学耗氧量是指化学氧化剂氧化水中有机污是指化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需氧量。染物时所需氧量。o 化学耗氧量越高，表示水中有机污染物越多。化学耗氧量越高，表示水中有机污染物越多。水中有机污染物主要来源于生活污水或工业水中有机污染物主要来源于生活污水或工业废水的排放、动植物腐烂分解后流入水体产废水的排放
32、、动植物腐烂分解后流入水体产生的。水体中有机物含量过高可降低水中溶生的。水体中有机物含量过高可降低水中溶解氧的含量，当水中溶解氧消耗殆尽时，水解氧的含量，当水中溶解氧消耗殆尽时，水质则腐败变臭，导致水生生物缺氧，以至死质则腐败变臭，导致水生生物缺氧，以至死亡。亡。73o 主要是生活与工业污水中的含氮、磷等植主要是生活与工业污水中的含氮、磷等植物营养物质，以及农田排水中残余的氮和物营养物质，以及农田排水中残余的氮和磷。磷。o 主要指石油对水体的污染，尤其海洋采油主要指石油对水体的污染，尤其海洋采油和油轮事故污染最甚。和油轮事故污染最甚。74 悬浮物质是指水中含有的不溶性物质，包悬浮物质是指水中含
33、有的不溶性物质，包括固体物质和泡沫塑料等。它们是由生活污括固体物质和泡沫塑料等。它们是由生活污水、垃圾和采矿、采石、建筑、食品加工、水、垃圾和采矿、采石、建筑、食品加工、造纸等产生的废物泄入水中或农田的水土流造纸等产生的废物泄入水中或农田的水土流失所引起的。失所引起的。悬浮物质影响水体外观，妨碍水中植物悬浮物质影响水体外观，妨碍水中植物的光合作用，减少氧气的溶入，对水生生物的光合作用，减少氧气的溶入，对水生生物不利。不利。75（2）热污染：）热污染：来自各种工业过程的冷却水，若来自各种工业过程的冷却水，若不采取措施，直接排入水体，可能引起水温升不采取措施，直接排入水体，可能引起水温升高、溶解氧
34、含量降低、水中存在的某些有毒物高、溶解氧含量降低、水中存在的某些有毒物质的毒性增加等现象，从而危及鱼类和水生生质的毒性增加等现象，从而危及鱼类和水生生物的生长。物的生长。（3）放射性污染：）放射性污染：由于原子能工业的发展，放由于原子能工业的发展，放射性矿藏的开采，核试验和核电站的建立以及射性矿藏的开采，核试验和核电站的建立以及同位素在医学、工业、研究等领域的应用，使同位素在医学、工业、研究等领域的应用，使放射性废水、废物显著增加，造成一定的放射放射性废水、废物显著增加，造成一定的放射性污染。性污染。76 o 生活污水，特别是医院污水和某些工业废水污生活污水，特别是医院污水和某些工业废水污染水
35、体后，往往可以带入一些染水体后，往往可以带入一些病原微生物病原微生物。o 例如某些原来存在于人畜肠道中的病原细菌，例如某些原来存在于人畜肠道中的病原细菌，如伤寒、副伤寒、霍乱细菌等都可以通过人畜如伤寒、副伤寒、霍乱细菌等都可以通过人畜粪便的污染而进入水体，随水流动而传播。粪便的污染而进入水体，随水流动而传播。o 一些病毒，如肝炎病毒、腺病毒等也常在污染一些病毒，如肝炎病毒、腺病毒等也常在污染水中发现。某些寄生虫病，如阿米巴痢疾、血水中发现。某些寄生虫病，如阿米巴痢疾、血吸虫病、钩端螺旋体病等也可通过水进行传播。吸虫病、钩端螺旋体病等也可通过水进行传播。防止病原微生物对水体的污染也是保护环境，防
36、止病原微生物对水体的污染也是保护环境，保障人体健康的一大课题。保障人体健康的一大课题。77o 天然水天然水中含有较多杂质中含有较多杂质,为了使它达到生活用水的标准为了使它达到生活用水的标准就必须净化。水源中的水通过泵站被输送到交替使用就必须净化。水源中的水通过泵站被输送到交替使用的的沉降池沉降池，目的是使一些固体杂质及悬浮物沉降下来。，目的是使一些固体杂质及悬浮物沉降下来。o 如果悬浮物较多，就要使用如果悬浮物较多，就要使用化学沉降剂化学沉降剂硫酸铝硫酸铝 Al2(SO4)3。澄清水再经过过滤由泵输送到。澄清水再经过过滤由泵输送到曝气池曝气池以使以使部分挥发物得以除去。部分挥发物得以除去。o
37、同时，曝气过程中带入的氧可消除水中的不愉快气味。同时，曝气过程中带入的氧可消除水中的不愉快气味。再经过用再经过用氯气消毒氯气消毒，即可送入高塔或泵入自来水系统，即可送入高塔或泵入自来水系统供人们使用。目前城市的自来水大致以这样的程序处供人们使用。目前城市的自来水大致以这样的程序处理。理。78 7980Al2(SO4)3+6H2O 2Al(OH)3+H2SO481。82o 将普通将普通蒸馏水蒸馏水中先加入中先加入高锰酸钾（高锰酸钾（KMnO4）和和碱性溶液碱性溶液，然后进行蒸馏以除去其中的，然后进行蒸馏以除去其中的有机物和挥发性的酸性气体（如二氧化有机物和挥发性的酸性气体（如二氧化碳）。碳）。o
38、 然后于所得的蒸馏水内加入然后于所得的蒸馏水内加入非挥发性的酸非挥发性的酸（如硫酸或磷酸），最后再进行蒸馏又除（如硫酸或磷酸），最后再进行蒸馏又除去氨等挥发性碱。这样制得的蒸馏水又称去氨等挥发性碱。这样制得的蒸馏水又称重蒸水重蒸水。83o 纯净水（或称超纯水、蒸溜水纯净水（或称超纯水、蒸溜水），大量使用的是反渗透法技术），大量使用的是反渗透法技术处理制成。处理制成。o 它们大多以城市自来水为水源，在生产过程中清除水中杂质的它们大多以城市自来水为水源，在生产过程中清除水中杂质的同时，也过滤掉了水中人体必需的矿物元素。同时，也过滤掉了水中人体必需的矿物元素。o 水生理学专家明确指出，纯净水在失去矿
39、物元素以后，它的水水生理学专家明确指出，纯净水在失去矿物元素以后，它的水结构和功能也发生了相应的变化，结构和功能也发生了相应的变化，水分子过分串联，变成线团水分子过分串联，变成线团化结构化结构，不易通过细胞膜被人体吸收。，不易通过细胞膜被人体吸收。o 但更不理想的是，这种超纯水因为不含任何矿物质，就有较强但更不理想的是，这种超纯水因为不含任何矿物质，就有较强的溶解能力，导致人体细胞内的的溶解能力，导致人体细胞内的生命动力元素逆向渗透生命动力元素逆向渗透，向体，向体外流失。所以在运动出汗后，体内盐分丧失较多，因而更不能外流失。所以在运动出汗后，体内盐分丧失较多，因而更不能大量饮用纯净水。大量饮用
40、纯净水。8485o 天然水（矿泉水）天然水（矿泉水）原始天然的好水大都呈弱碱原始天然的好水大都呈弱碱性，含有钾、钙、钠、镁和偏硅酸等各种对人性，含有钾、钙、钠、镁和偏硅酸等各种对人体有益的天然矿物质，能与人体所需相吻合。体有益的天然矿物质，能与人体所需相吻合。o 在生命长期的进化过程中，人体形成了较为稳在生命长期的进化过程中，人体形成了较为稳定的呈微碱性的内环境。正常人血液定的呈微碱性的内环境。正常人血液pH（酸碱（酸碱度）应在度）应在7.35-7.45左右。在人的新陈代谢过程左右。在人的新陈代谢过程中，维持这种酸碱平衡才能保障人体健康。也中，维持这种酸碱平衡才能保障人体健康。也就是说，人体在
41、处于偏碱性状态时，是最平衡、就是说，人体在处于偏碱性状态时，是最平衡、最健康的最健康的。86 o 首先，对一种饮用水来说，首先，对一种饮用水来说，水源水源是至关重要的。是至关重要的。百万年以来，人体和大自然中天然存在的淡水水百万年以来，人体和大自然中天然存在的淡水水源，形成了和谐的依赖关系。因此，世界上著名源，形成了和谐的依赖关系。因此，世界上著名的饮用水品牌，从依云到富维克，到国内的知名的饮用水品牌，从依云到富维克，到国内的知名品牌农夫山泉，都以它的天然水源为自豪，在瓶品牌农夫山泉，都以它的天然水源为自豪，在瓶标上都会标注其水源地。标上都会标注其水源地。o 其次，健康饮用水的其次，健康饮用水
42、的pH值值应该是合乎人体需求的应该是合乎人体需求的弱碱性弱碱性。o 再次，含有钾、钙、钠、镁和偏硅酸等各种对人再次，含有钾、钙、钠、镁和偏硅酸等各种对人体有益的体有益的天然矿物质天然矿物质。87 88。89 90 91 o 在直流电场作用下在直流电场作用下,淡室淡室中的中的氯离子和钠离子氯离子和钠离子分别分别通过阴膜和阳膜迁移出去，通过阴膜和阳膜迁移出去，从而达到除盐目的。从而达到除盐目的。o 而在浓室中的离子，则由而在浓室中的离子，则由于离子交换膜的阻挡无法于离子交换膜的阻挡无法迁出，浓室还要接受相邻迁出，浓室还要接受相邻淡室迁来的离子，离子愈淡室迁来的离子，离子愈积愈多，起到浓缩的作用。积
43、愈多，起到浓缩的作用。o 极室内的极水把电极反应极室内的极水把电极反应的生成物质带出。的生成物质带出。92 9394o 渗透现象在自然界是常见的，比如将一根黄瓜放入盐水中，黄渗透现象在自然界是常见的，比如将一根黄瓜放入盐水中，黄瓜就会因失水而变小。黄瓜中的水分子进入盐水溶液的过程就瓜就会因失水而变小。黄瓜中的水分子进入盐水溶液的过程就是是渗透过程渗透过程。o 如上图所示如上图所示,如果用一个只有水分子才能透过的薄膜将一个水池如果用一个只有水分子才能透过的薄膜将一个水池隔断成两部分隔断成两部分,在隔膜两边分别注入纯水和盐水到同一高度。在隔膜两边分别注入纯水和盐水到同一高度。o 过一段时间就可以发
44、现纯水液面降低了，而盐水的液面升高了。过一段时间就可以发现纯水液面降低了，而盐水的液面升高了。我们把水分子透过这个隔膜迁移到盐水中的现象叫做我们把水分子透过这个隔膜迁移到盐水中的现象叫做渗透现象渗透现象。o 在以上装置达到平衡后在以上装置达到平衡后,如果在盐水端液面上施加一定压力，此如果在盐水端液面上施加一定压力，此时，水分子就会由盐水端向纯水端迁移。液剂分子在压力作用时，水分子就会由盐水端向纯水端迁移。液剂分子在压力作用下由稀溶液向浓溶液迁移的过程这一现象被称为下由稀溶液向浓溶液迁移的过程这一现象被称为反渗透现象反渗透现象。o 如果将盐水加入以上设施的一端，并在该端施加超过该盐水渗如果将盐水
45、加入以上设施的一端，并在该端施加超过该盐水渗透压的压力，我们就可以在另一端得到纯水。这就是透压的压力，我们就可以在另一端得到纯水。这就是反渗透净反渗透净水的原理水的原理。95 96绿色化学是一种以保护环境为目标来设计、生产化学产品的绿色化学是一种以保护环境为目标来设计、生产化学产品的一门新兴学科，是一门从源头阻止污染的化学。一门新兴学科，是一门从源头阻止污染的化学。原料的绿色化无毒、无害原料可再生资源为原料化学反应的绿色化“原子经济性”反应提高反应的选择性产品的绿色化催化剂的绿色化无毒、无害催化剂溶剂的绿色化无毒、无害溶剂97o Trost在在1991年首先提出了原子经济性年首先提出了原子经济性（Atom economy）的概念，即原料分子中究）的概念，即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。竟有百分之几的原子转化成了产物。o 理想的原子经济反应是理想的原子经济反应是原料分子中的原子百原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不产生副产物或废物，分之百地转变成产物，不产生副产物或废物，实现废物的实现废物的“零排放零排放”（Zero emission）98
