环境化学
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二、环境污染

1. 环境污染及分类

环境污染是指人类活动产生的副产品和废物进入环境,并在环境中扩散、迁移、转化,使环境系统的结构与功能发生变化,对生态系统产生的一系列干扰和侵害。具体表现为:

①有害物质对大气、水、土壤和动植物的污染并达到致害的程度;

②生物界的生态系统遭到不适当的干扰和破坏;

③不可再生资源被滥采滥用;

④固体废物、噪声、振动、恶臭、放射线等造成对环境的损害。

造成环境污染的因素有物理的、化学的和生物的三方面,其中由化学物质引起的约占80%~90%。

进入环境后使环境的正常组分和性质发生直接或间接的有害于人类的变化的物质称为环境污染物。环境污染物包括没有利用价值的废弃物和在生产中未充分利用的有用物质,且这些物质必须在特定的环境中达到一定的数量或浓度并持续一定的时间。例如,铬是人体必需的微量元素,氮和磷是植物的营养元素,如果它们较长时间在环境中的浓度较高,就会造成人体中毒、水体富营养化等有害后果。

环境污染物按污染来源可分为一次污染物和二次污染物。一次污染物指由污染源直接排入环境的,其物理和化学性质未发生变化的污染物,可通过一系列的环境自净作用降解成无害的物质。二次污染物指一次污染物在自然环境中通过理化反应或生化作用转变成的新的、理化性状与一次污染物不同的污染物。如一次污染物二氧化硫在环境中氧化而成的硫酸盐气溶胶;汽车废气中的氮氧化物、碳氢化合物等在日光的照射下发生光化学反应,生成的臭氧、过氧乙酰硝酸酯(PAN)、甲醛和酮类等;无机汞化合物通过微生物的作用转变成的甲基汞化合物;某些农药通过微生物或光解作用生成的降解产物等。通常,二次污染物对环境和人体的危害要比一次污染物严重。环境中的污染物既可能是直接由污染源排出的一次污染物,又可能是在环境中转化而成的二次污染物,如大气中的SO3,可能是由污染源直接排出,也可能是由SO2氧化生成。

环境污染按污染产生的原因可分为生产污染(包括工业污染、农业污染、交通污染等)和生活污染;按污染物的形态可分为废气污染、废水污染、固体废物污染、噪声污染、辐射污染等;按环境要素可分为大气污染、水体污染、土壤污染等;按污染物的性质可分为物理污染物(包括噪声、微波辐射、放射性污染物等)污染、化学污染物(包括无机污染物和有机污染物)污染和生物污染物(包括病原体、变应原污染物等)污染;按污染物的分布范围又可分为全球性污染、区域性污染、局部性污染等。

2. 环境污染源

环境污染源是指造成环境污染的污染物发生源,一般指向环境排放有害物质或对环境产生有害影响的场所、设备和装置。

环境污染源可分为天然污染源和人为污染源。天然污染源是指自然现象过程中向环境排放有害物质或造成有害影响的场所,如火山喷发、森林火灾等。人为污染源是指造成污染的人类各种活动场所,也是环境保护工作研究和控制的主要对象。

根据污染源的特点和解决环境问题的对象,人为污染源有多种分类方法。通常是按人类社会活动功能和整个环境污染的情况,把污染源概括地分为工业污染源、农业污染源、交通运输污染源和生活污染源。

(1)工业污染源

主要是原料开采、加工生产、石化燃料的燃烧、加热冷却、成品整理等工业生产环节和过程中所使用的设备或场所。这类污染源向环境排放废气、废水、废渣和废热,污染大气、水体和土壤,还产生噪声、振动、有害辐射以及电磁污染危害周围环境。各种工业生产过程排出的废物含有不同的污染物。例如:煤燃烧过程等产生的气态和固态污染物;一些化工生产过程排出的废气;炼油厂排出的含油废水、硫化物、碱类等;电镀工业废水中含有的重金属(铬、镍、铜等)离子、酸、碱、氰化物和各种电镀助剂。

(2)农业污染源

农业对环境产生污染主要是由于使用农药、化肥、农业机械等工业品,农业本身造成的水土流失和农业废弃物。农家肥料中常含有细菌和微生物。农业污染源主要来自不合理施用化肥和农药,除了破坏土壤的生态系统,还破坏水体的生态系统。目前在世界范围内大量使用的化学农药约有50余种,主要污染物有有机氯类、有机磷类、氨基甲酸酯类、苯氧羧酸类、苯酰胺类等。残留在土壤中的化学肥料氮和磷,以及牧场、养殖场、农副产品加工厂的有机废物,通过降水形成的径流和渗流进入水体,使水体水质恶化,有时造成河流、水库、湖泊等水体的富营养化。大量氮化合物进入水体则导致饮用水中硝酸盐含量增加,危及人体健康。

(3)交通运输污染源

交通运输污染主要是噪声、汽油(柴油)等燃料燃烧产物的排放和有毒有害物的泄漏、清洗、扬尘和污水等。交通运输污染源主要来自对周围环境造成污染的交通运输设施和设备。这类污染源排放废气和洗刷废水(包括油轮压舱水)、泄漏有害液体、发出噪声等都会污染环境。主要污染物有一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、二氧化硫、铅化合物、苯并[a]芘、石油和石油制品以及有毒有害的运载物。

(4)生活污染源

生活活动也能产生物理的、化学的和生物的污染,排放“三废”,如分散取暖和炊事废气、生活污水、生活垃圾等。生活污染源主要来自人类消费活动产生的各种废弃物,其污染环境的途径有:

①消耗能源排出废气造成大气污染,如城市居民普遍使用的小炉灶在城市区域内排放的废气;

②排出生活污水(包括粪便)造成水体污染,如生活污水中的有机物、合成洗涤剂、氯化物以及致病菌、病毒和寄生虫卵等污染物进入水体,恶化水质,并传播疾病;

③抛弃的城市垃圾造成环境污染,如厨房废物、废塑料、废纸、废金属、煤炭和渣土等。

按人类活动的性质,可分为生产污染源与生活污染源。

按污染源的种类,可分为有机污染源、无机污染源、热污染源、噪声污染源、放射性污染源、病原体污染源以及多种污染物的混合污染源等。事实上,大多数污染源都属于混合污染源。例如,煤燃烧排放出的烟气中就含有CO、CO2、SO2、NOx与粉尘等污染物;化工厂排出的废气中含有H2S、NO2、HF、HCl、NH3等有害气体。

按污染源污染的主要对象,还可分为大气污染源、水体污染源和土壤污染源等。

按排放污染物的空间分布方式,把在一个很小范围内或某一个点排放污染物的场所称为点源(包括固定源与移动源),在一个大面积范围排放污染物的场所称为面源,还有扩散源等。