《环境工程绪论》PPT课件.ppt

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1、环境工程概论,环境学院赵贤广,为什么学习环保知识？,你喝的水安全嗎？,晚期血吸虫病人,碳末沉着,黄曲霉素污染的毒大米,为什么学习环保知识？,从我做起，从现在做起！,主要参考书目,1.朱蓓丽主编，环境工程概论，科学出版社，2005,2.MackenzieL.Davis,DavidA.Covnwell，王建龙译，环境工程导论（第三版），清华大学出版社，2002,3.徐炎华环境保护概论水利水电出版社，2009,5.鞠美庭主编.环境学基础.化工出版社，2004,4.刘天齐主编.环境保护.化工出版社，2002,本课程内容设置,绪纶（3学时）环境与健康（3学时）重大环境问题（6学时）环境污染防治技术（6学

2、时）清洁生产能与循环经济（3学时）环境管理与环境法（3学时）,第一章 绪 论,第一节 环境第二节 环境问题第三节 环境科学概述第四节 环境保护,一、环境的概念及定义,第一节 环境概述,工作定义“环境”是影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总和，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。-中华人民共和国环境保护法,科学定义环境是以人类为主体的外部世界，即人类生存、繁衍和发展所必须和相关的外部条件的综合体。其中心实物是人类。,二、环境的分类1、按环境要素属性分：自然环境：水圈、大气圈、生物圈、岩石圈等 社会环

3、境：文化环境、聚落环境、工业环境、农业环境、医疗休养环境等,2、按范围大小分：聚落环境、地理环境、地质环境、宇宙环境。,1、环境要素分类自然环境要素：水、大气、生物、土壤、岩石和阳光等社会环境要素：人口、人权、政治、文化等,三、环境要素 环境要素：指构成环境整体的各个独立的、性质不同而又服从总体演化规律的基本物质组分。,最小（差）限制率整体环境的质量，不能由环境诸要素的平均状态决定，而是受诸要素中那个与最优状态差距最大的要素所控制,2、环境要素特点,等值性各要素对环境质量的限制作用无质的差异,整体性大于各个体之和集体效应是个体效应基础上的质的飞跃,1、环境结构环境要素的配置关系环境结构特点：圈

4、层性地带性节律性等级性稳定性和变异性,2、环境系统各种环境要素或环境结构及其相互关系的总和范围可以是全球性的、也可以是局部性的动态平衡体系,四、环境结构和环境系统,五、环境功能与环境效应,1、环境功能 环境要素及其结构的环境状态对人类生产和生活所承担的职能和作用。人类的栖息地人类生产劳动的对象人类生存发展的制约因素,2、环境效应 指在自然过程或人类活动中，各物质间通过物理、化学和生物效应在环境诸要素的综合影响下，对环境系统结构和功能上所造成的变化。环境生物效应：恐龙灭绝、虫害增多、物种减少环境化学效应：酸雨、光化学烟雾、土壤盐碱化环境物理效应：温室效应、热岛效应、地面沉降,2、环境自净 指受污

5、染的环境，在物理、化学和生物等自然作用下，污染物浓度或总量的降低过程。环境的物理净化 环境的化学净化 环境的生物净化,1、环境容量 指地球生物圈或某一区域环境对人口增长和环境发展的承载能力。可供人类开发利用的自然资源的数量 环境消解废物的最大负荷量,六、环境容量与环境自净,定义：是指由于人类活动作用于环境要素引起环境质量变化，这种变化对人类的生产、生活和健康带来不利的影响。广义：由自然力或人为因素引起生态平衡破坏，最后直接或间接地影响到人类的生存和发展的一切客观存在的问题。狭义:指人类不合理地开发利用自然资源所造成的环境污染破坏。造成大气污染、水体污染、土壤污染、食品污染、固体废弃物的污染等。

6、,第二节 环境问题,一、环境问题的产生和发展,1、原始狩猎时期生产力水平极低：采集和狩猎环境问题：饥荒,3、工业文明时期社会生产力极大提高环境问题公害事件屡有发生生态环境越来越恶化,4、现代文明时期社会生产力产生了极大飞跃新能源、新技术、新材料探索太空、开发极地移植基因环境问题全球性环境问题,世界八大公害事件（Public Nuisance Events）,比利时马斯河谷烟雾事件,美国洛杉矶光化学烟雾事件,美国多诺拉事件,英国伦敦烟雾事件,日本水俣病事件,日本四日市哮喘病事件,日本爱知县米糠油事件,日本富山痛痛病事件,公害一：比利时马斯河谷烟雾事件,比利时马斯河谷烟雾事件是世界有名的公害事件之

7、一，1930年12月1号5日已发生在比利时马斯河谷工作区。在比利时境内沿马斯河24公里长的一段河谷地带，即马斯峡谷的列日镇和于伊镇之间，两侧山高约90米。许多型工厂分布在河谷上，包括炼焦、炼钢、电力、玻璃、炼锌、硫酸、化肥工厂，还有石灰窑炉。1930年12月1日开始，整个比利时由于气候反常变化被大雾覆盖。在马斯河谷还出现逆温层，雾层尤其浓厚。在这种气候反常变化的第三天，这河谷地段的居民有几千人呼吸道发病，有63人死亡，为同期正常死亡人数10.5倍。发病者包括不同年龄的男女，症状是：流泪、喉痛、声嘶、咳嗽、呼吸短促、胸口窒闷、恶心、呕吐。咳嗽与呼吸短促是主要发病症状。死大多是年老和有慢性心脏病与

8、肺病的患者。尸体解剖结果证实：刺激性化学物质损害呼吸道内壁是致死的原因。其它组织与器官没有毒物效应。,比利时马斯河谷烟雾事件,公害二：美国洛杉矶光化学烟雾事件,美国洛杉矶光化学烟雾事件是世界有名的公害事件之一，40年代初期发生在美国洛杉矶市。随着工业发展和人口剧增，洛杉矶在40年代初就有汽车250万辆，每天消耗汽油1600万升。市内高速公路纵横交错，占全市面积的30%，每条公路通行的汽车每天达16.8万次。由于汽车漏油、汽油挥发、不完全燃烧和汽车排气，每天向城市上空排放大量石油烃废气、一氧化碳、氧化氮和铅烟（当时所用汽油为含四乙基铅的汽油）。这些排放物，在阳光作用下，特别是在5月份至10月份的

9、夏季和早秋季节的强烈阳光作用下，发生光化学反应，生成淡蓝色光化学烟雾。这种烟雾中含臭氧、氧化氮、乙醛和其他氧化剂，滞留市区久久不散。,洛杉矶光化学烟雾(1943),公害三：美国多诺拉烟雾事件,美国多诺拉烟雾事件是世界有名的公害事件之一，1948年10月2631日发生在美国宾夕法尼亚州多诺拉镇。当时的记载是这样的：“10月27日早晨，烟雾覆盖着多诺拉。气候潮湿寒冷，阴云密布，地面处于死风状态，整个这一天和第二天就这样笼罩在烟雾之中，而且烟雾越来越稠厚，几乎是凝结成一块。在午后视线也仅仅能看到街的对面，除了烟囱之外，工厂都消失在烟雾中。空气开始使人作呕，甚至有种怪味。这是二氧化硫的刺激性气味。那天

10、每个外出的人都明显感觉到这一点，但并没有引起警觉。二氧化硫的气味是在燃煤和熔炼矿物时放出的，在多诺拉的每次雾期中都有这种污染物，只是这一次看来比平常更为严重些。,多诺拉烟雾事件,公害四：英国伦敦烟雾事件,英国伦敦烟雾事件是世界有名的公害事件之一1952年12月58日生在英国伦敦。烟雾弥漫全城，侵袭着一切有生命的东西。当人们的眼睛感觉到它时，眼泪就会顺着面颊流下来。每吸一口气就吸入一肺腔的污染气体。凡是在有人群的地方，都可以听到咳嗽声。据事后统计，在烟雾期间(12月58日）4天中死亡人数较常年同期约多4000人。45岁以上的死最多，约为平时的3倍；1岁以下的儿童死亡数，约为平时的2倍。事故发生的

11、一周中因支气管炎、冠心病、肺结核和心脏衰弱者死亡，分别是事件发生前一周同类死亡人数的9.3倍、2.4倍、5.5倍和2.8倍。肺、肺癌、流感及其他呼吸道病患者死亡率均有成倍增加。,公害五：日本水俣病事件,日本水俣病事件是世界有名的公害事件之一，1953年至1956年发生在日本熊本县水俣镇。1950年，在水俣湾附近的小渔村中，发现一些猫的步态不稳，抽筋麻痹，最后跳入水中溺死，当地人谓之“猫自杀”，但没有人研究这事。当后得知这是一起公害事件时，有人称为“自杀猫事件”。1953年，在水俣镇发现了一个生怪病的人，开始时只是口齿不清，步态不稳面部痴呆，进而耳聋眼瞎，全身麻木，最后神经失常，一会酣睡，一会兴

12、奋异常，身体弯弓高叫而死，但没人知道这是什么病。1956年5月，又在医院出现4个这种病人，得这种病而没有入院的患者还有50多人。这才引起本地熊本大学医院一些人的注意。在调查中，把死猫死人病的各种现象联系起来分析，初步找到吃鱼中毒这个共同受害的根源。后来研究发现是氯化甲基汞（CH3HgCl）中毒。,日本水俣病事件,公害六：日本骨痛病事件,日本骨痛病事件是世界有名的公害事件之一，1955年至1972年发生在本富山县神通川流域。1955年以后，在河流两岸如群马县等地出现一种怪病。患者一开始是、手、脚等各关节疼痛，延续几年之后，身体各部位神经痛和全身骨痛，使不能行动，以至呼吸都带来难以忍受的痛苦，最后

13、骨胳软化萎缩，一直到饮食不进，在衰弱疼痛中死去有的甚至因无法忍受痛苦而自。由于病人经常“哎唷哎唷”地呼叫呻吟，日本人便称这种奇怪的病症为哎哎唷病”，即“痛痛病”。经骨痛病尸体解剖，有的骨折达73处之，身长缩短了30厘米，病态十分凄惨。直到1968年，经调查才证实富山骨痛病是三井金属公司排出镉造成的。,日本 神通川 骨痛病,公害七：日本四日市哮喘事件,日本四日市哮喘事件是世界有名的公害事件之一，1961年在日本四日市。1961年，四日市哮喘病大发作。1964年连续3天浓雾不散，严重的哮喘病患者开始死亡。1967年，一些哮喘病患者不堪忍受痛苦而自杀。到1970年，四日哮喘病患者达到500多人，其中

14、有10多人在哮喘病的折磨中死去，实际患者超过2000人。1972年全市共确认哮喘病患者达817人。后来，由于日本各大城市普遍烧用高硫重油，致使四日市哮喘病蔓延全国。如千叶、川崎、横滨、名古屋、水岛、岩国、大分等几十个城市都有哮喘病在蔓延。据日本环境厅统计，到1972年为止，日本全国患四日市哮喘病的患者多达6376人。,公害八：日本米糠油事件,日本米糠油事件是世界有名的公害事件之一，1963年3月发生在日本九州市、爱知县一带。日本福岛县先后有4家13人原因不明的皮肤病到九州大学附属医院求诊，患者表现为痤疮样皮疹伴有指甲发黑、皮肤色素沉着，眼结膜充血、眼脂过多等，疑是氯痤疮。由家庭多发性和食用油使

15、用情况，怀疑与米糠油有关。经跟踪调查，发现九州大牟田市一家粮食加工公司食用油工厂，在生产米糠油时，为了降低成本追求利润，在脱臭过程中使用多氯联苯液体作载热体。因生产管理不善，使多氯联苯混进米糠油中。于是，随着这种有毒的米糠油销售各地，造成人的中毒生病或死亡。生产米糠油的副产品黑油作家禽饲料售出，也使大量家禽死亡。,日本米糠油事件,其它著名的公害事件,腊芙卡纳运河事件印度博帕尔毒气泄漏事件切尔诺贝利核电站事故,公害之一：腊芙卡纳运河事件,腊芙卡纳（Love Canal）运河公害事件是由于固体废物无控填埋造成的一起严重污染环境的公害事件。1978年发生在美国。腊芙卡纳是美国加里福尼亚州尼亚加拉瀑布

16、附近的一条运河，一个世纪前为筹建水电站而掘成，后因故放弃。到20世纪40年代初就已干而废弃不用了。该区域的使用权后来被胡克电化学公司购买。当时，胡克电化学公司把这条废弃了的运河故道当成垃圾仓库，将成千上万个装过化学品的圆桶扔进河道，不几年功夫就将其填埋成平地了。据统，1940年至1952年，该公司向此地区共投弃了高达4.3万吨的致癌废弃物。从1977年起，由于废弃物的泄漏对大气和水、土的影响，当地居民中陆续出现各种怪病和儿童夭折现象，出现孕妇流产、癫痫、直肠出血、婴儿畸形等病症。,公害之二：印度博帕尔毒气泄漏事件,1984年12月3日凌晨，印度博帕尔市发生了一起震惊世界的毒气泄漏公害事件。美国

17、一家跨国联合碳化物公司在印度博帕尔市郊开设了一家尤尼卡尔德公司农药厂。农药厂有一个储气罐，内装有45吨液态剧毒性异氰酸甲酯（MIC），是制造西维因和涕灭威农药的原料，由于储气罐阀门失灵，气态毒性异氰酸甲酯泄漏出来，以气体形态迅速向外界扩散。异氰酸甲酯与在第一次世界大战中使用的“弗基恩”毒气统称为两大杀人毒气。事件仅一周后，就有2500人死于这人类有史以来最大的工业污染悲剧，有1000多人命在旦夕，有3000多人病入膏肓，有15万人曾接受博帕尔附近地区医院和诊所的治疗。大部分死者都是因为肺部积满液体，导致相于溺毙的死亡。另一部分人则死于心脏病。这次灾难对老人和儿童的侵害为严重，因为他们的肺不是太

18、小就是太弱，无法抵抗毒气的侵袭。多幸存永远失明了，有些人的鼻腔和支气管受到严重损伤。,博帕尔毒气泄漏,印度博帕尔毒气泄漏事件,公害之三：切尔诺贝利核电站事故,1986年4月26日，前苏联切尔诺贝利核电站发生了核电发展史最严重的核泄漏事故，引起了全世界的震惊。按照中修计划，1986年4月25日开始对4号动力站进行定期维。在连续严重操作失误的情况下，4号动力站反应堆处于失去制的极不稳定状态。4月26日凌晨1点23分，切尔诺贝利核电站的声爆炸声打破了深夜的沉静，浓烟笼罩了核电站，烈火从4号动站反应堆厂房顶部喷出。反应堆上部防护结构及其安装的各种设整个地被掀起，高温的堆芯片散落在反应堆的一些工作间，引

19、起30余处起火；由于油管破裂、电线短路，再加上反应堆强烈的热射，使被毁的反应堆大厅和与反应堆大厅相连的部分燃起大火。,事故发生6分钟后，核电站值班消防队赶到了现场。火焰高达30多米，强烈的热辐射使人难以靠近，消防队员脚穿的靴子陷入被高温融化的沥青中。空军出动了直升飞机向炽热的反应堆投下了5000多吨含铅、硼的砂袋，封住了反应堆，以隔绝空气、阻止放射性物质外泄。在空军和地面员的努力下，清晨5点，大火全部平熄了。由于反应堆管道发生爆炸，大量放射性物质泄漏，整个过程持续了10天。据统计，切尔诺贝利核电站事故发生10年里，乌克兰已有16.7万人被辐射夺去生命，320万人受到核辐射侵害，其中有95万儿童

20、。目前的主要胁来自于钢筋混凝土保护层下的近200吨核燃烧，这一保护层的有效期限有2030年，周围还有成千上万吨受到核污染的废墟，潜在的危险因素始存在。,切尔诺贝利核电站事故,二、当前世界环境的主要问题人口问题土地问题：耕地减少，土地退化，土地沙漠化水资源问题：淡水资源短缺，水体污染酸雨光化学烟雾温室效应O3层空洞生物多样性危机海洋污染,可怕的浓烟,美国密歇根州铜矿及工厂产生的尾料将湖水染红,海洋赤潮,酸雨腐蚀的森林,墨西哥湾漏油事件,淮河上游被化工厂排出物污染,暗藏的排污口,汽车排放尾气的特写,化学品污染,Red-tide,环境问题的实质：根本原因：对环境的价值认识不足，缺乏妥善的经济发展规划

21、和环境规划。问题实质：是由于盲目发展，不合理开发利用资源而造成的环境质量恶化和资源浪费，甚至枯竭和破坏。,蕾切尔卡逊DDT农药,第三节 环境科学概述,一、环境科学的产生与发展1、相关学科的探索：守卫水井、烟囱排气2、环境科学的出现,1、环境科学定义是一门研究人类社会发展活动与环境演化规律之间相互作用，寻求人类社会与环境协同演化、持续发展的途径与方法的科学。,二、环境科学的研究对象和任务,2、研究对象：“人类环境”系统,3、研究目的：通过调整人类的社会行为，保护、发展和建设人类的生存环境，从而使环境永远为人类社会持续、协调、稳定的发展提供良好的支持和保证。,三、环境科学的内容和分支 1、内容和分

22、支：涉及自然科学、社会科学、技术技术,理论环境学基础环境学：环境地学、环境物理学；环境化学；环境生物学等应用环境学：环境医学；环境管理学；环境法学；环境工程学,2、环境工程学,环境工程学的任务保护环境，使其免受或消除人类活动对它的影响；保护人类免受不利的环境因素对健康或安全的损害,环境工程学的基本内容水质净化与水污染控制工程大气污染控制工程固体废弃物处理处置与管理工程噪声、振动与其它公害防治技术环境规划、管理和环境系统工程环境监测与环境质量评价,第四节 环境保护,一、国际环境保护运动三次重要的国际会议1972年“第一届联合国人类环境会议”，瑞典斯德哥尔摩，发表人类环境宣言，并提出“6.5世界环

23、境日”，是人类认识环境问题的一个里程碑。1992年“联合国环境与发展大会”，巴西里约热内卢，提出可持续发展战略，发表了21世纪议程、里约宣言。2002年“可持续发展世界首脑会议”，南非约翰内斯堡，为全球可持续发展进程注入了新活力共同行动。,三个阶段：被动治理污染地球整体观念 拯救地球的战斗,二、我国的环境保护中国的环境保护发展历程起步阶段（1973-1978）：1973，北京，第一次全国环境保护会议。发展阶段（1979-1992）：1983 北京，第二次全国环境保护会议，确立环境保护的基本国策，提出“三建设、三同步、三统一”战略方针。可持续发展时代（1992以后）：坚持控制人口和环境保护的基本

24、国策，把实施科教兴国和可持续发展战略摆在重要位置。1996年国务院关于环境保护若干问题的决定的“一控双达标”，水污染防治的“三湖三河”，大气污染控制的“二控区”分别是“酸雨”和“SO2”控制区。,中国的环保方针,早期“三十二字方针”全面规划、合理布局、综合利用、化害为利、依靠群众、大家动手、保护环境、造福人民,“三建设、三同步、三统一”方针环境保护与经济建设、城乡建设同步规划、同步实施、同步发展经济效益、社会效益和环境效益的统一,3河3湖2控制1海1市,辽河,淮河,海河,二氧化硫控制酸雨控制,太湖，巢湖，滇池,渤 海,北京市,国家重点控制项目,环保，从身边小事做起！,随手关闭水龙头，一水多用 少用罐装食品、饮料多用肥皂，少用洗涤剂 节约纸张，回收废纸 不用、少用一次性筷子 庭院室内养花种草自备餐盒，少用塑料餐盒 买菜、购物多用布袋 自备购物袋，少用塑料袋 不乱扔废弃物 吃完口香糖后包好、放好 选用节能灯买环保电池防止汞镉污染参加一次环境保护义务宣传活动不吃野生动物,