1、第一章 环境科学的研究对象和研究任务（一）研究对象：人类环境系统1. 环境：就是围绕于中心事物的东西（客观事物的整体）（1）自然因素：地貌、气候、土壤、植被、水文（2）社会因素：社会制度、法律、宗教、道德2. 环境的类型：自然环境、社会环境、工程环境3. 环境的特性：（1）整体性：指环境的各个组成部分和要素之间构成了一个有机整体。（2）变化性：地域分异；内部结构、外在状态不断变化。（3）开放性：指环境是一个开放系统，有物质和能量的输入和输出。（4）有限性：环境为人类发展提供的资源都不是用之不竭的；环境对污染物的容纳量也不是无限的。（5）综合性：自然环境已不是纯粹的天然环境，而是综合了一定的社会
2、因素。（6）可调节性：自然环境是高度复杂的系统，当人类行为作用引起的环境结构与状态的改变不超过一定的限度时，环境系统的自动调节功能可以使这些改变逐渐消失使结构和状态恢复原有的面貌。（二）研究任务1.基本任务：揭示人类-环境系统的实质，研究人类 -环境系统之间的协调关系，掌握它的发展规律，调空人类与环境之间的物质和能量交换过程，以改善环境质量，促进人类与环境协调发展。2.主要任务：（1）环境的背景知识：演化规律、基本特征、环境结构（2）人类与环境之间的相互作用（3）探索污染物对人体危害的机理，为人类健康是生活服务（4）环境污染的防治与治理（三）人类环境系统的发展与环境问题1.环境问题：是指作为中
3、心事物的人类和作为周围事物的环境之间的矛盾（人类和环境之间的消极影响就构成环境问题 ）（1）人类的生产活动对环境的影响积极对环境起改善和美化作用消极对环境起退化和破坏作用（2）自然环境限制和破坏人类的生产和活动2.不同社会时期出现的环境问题时期 生产力水平 主要环境问题 备注农业社会以前低下 过渡采集渔猎造成物种减少第一个环境问题第一次浪潮 原始农业、畜牧业 以土地破坏为特征 第二个环境问题第二次浪潮 现代农业发展 以化石能为燃料和动力。产生了全面的环境问题第三次浪潮 世界发展不平衡 转嫁污染（污染向全球发展）3八大公害事件名称 发生地及时间 中毒情况 原因马斯河谷烟雾事件1932 年 12
4、月，比利时马斯河谷咳嗽、呼吸短促、流泪、喉痛、恶心、呕吐和胸窒闷，数千人发病，60 人死亡SO2 转化为 SO3 进入肺部多诺拉烟雾事件1948 年 10 月，美国多诺拉咳嗽、喉痛、胸闷、呕吐和腹泻，4 天内6000 人患病，17 人死亡SO2 同烟尘作用生成了硫酸盐，吸入肺部伦敦烟雾事件1952 年 12 月，英国伦敦胸闷、咳嗽、喉痛和呕吐，5 天内 4000人死亡，历年共发生12 起，死亡近万人粉尘中 Fe2O3 使 SO2 转变成硫酸，附着在烟尘，吸入肺部洛杉矶光化学烟雾事件1943 年 5 月到 10 月，美国洛杉矶刺激眼、喉、鼻，引起眼病、喉炎。大多数居民患病，65 岁以上老人死亡
5、400 人石油工业和汽车废气在紫外线辐射作用下产生的光化学烟雾水俣病事件 1953 年，日本九州南部熊本水俣镇口吃不清、面部痴呆、全身麻木，最后精神失常至死亡，患者180 多人，死亡 50多人食用含有甲基汞的鱼痛痛病事件 1931 年至 1937 年 3月，日本富山县关节痛开始，最后骨骼软化萎缩，自然骨折，患者 280 人，死亡 34 人食用含镉废水灌溉的“镉米” 和含镉的水四日哮喘事件1955 年以来，日本四日市支气管炎、支气管哮喘、肺气肿，患者500 多人，死亡 36人有毒重金属微粒及吸入肺部所致米糠油事件 1968 年日本九州、爱知县等 23 个府县眼皮肿、出汗，全身红疙瘩，恶心、呕吐，
6、肺功能下降，甚至死亡，患者 5000 多人，死亡 16 人食用含有多氯联苯的米糠油所致第二节 环境科学的内容和分科（一）环境科学的学科体系：（1）.理论地理学：环境科学的方法论、环境质量评价原理与方法、环境规划原理与方法（2）.综合环境学：宏观：全球环境学中观：区域环境学微观：聚落环境学（3）.部门环境学：与自然科学过渡：物理、化学、大气、水文、土壤环境学等与技术科学过渡：工程环境学与社会科学过渡（二）环境科学的分科：1.环境科学：环境生物学环境物理系环境化学环境生态型环境医学环境地学2.环境技术学：环境控制学环境工程学（环境污染防治工程技术、环境系统工程）3.环境社会学：环境法学环境经济学环
7、境管理学环境规划学环境教育学环境美学环境心理学环境理论学第三节 环境科学的发生和发展1. 探索阶段：(1)大约在公元前 5000 多年，中国在烧制陶瓷时就在柴窑中采用了烟囱排烟。 (2)在公元前 2000 多年就采用陶土管修建地下排水道。(3)古代罗马大约在公元前 6 世纪修建地下排水道。(4)19 世纪中以后，随着近代自然科学近代自然世界经济社会的发展，环境问题已开始受到社会的重视。地学、生物学、物理学、医学和一些工程技术等学科的学者开始从各自的学科角度分别研究环境问题2.形成阶段：从 20 世纪 50 年代开始，环境问题逐渐的成为全球性的重大问题。当时许多生物学家、化学家、物理学家、地理学
8、家、医学家、工程学家和社会学家等开始对环境问题共同进行调查研究。他们在运用原有学科理论和方法研究环境问题，逐渐衍生出了环境生物学、环境化学、环境地学、环境物理学、环境医学、环境工程学、环境经济学、环境法学和环境管理学等一些新的分支学科。在这些分支学科的基础上孕育产生了环境科学。 3.发展阶段：到 70 年代下半期，人们逐渐认识到环境问题还应包括人口、资源、自然保护和生态平衡以及社会环境问题。随着人们对环境、环境问题和污染防制技术的深入研究和探讨，环境科学迅速发展起来。第四节 环境的组成和结构一自然环境1自然环境：是人类赖以生存、生活和生产所必须的自然条件和自然资源的总称，即阳光、温度、气候、土
9、壤、地磁、空气、水、岩石、土壤、动植物、微生物以及地壳的稳定性等自然因素的总和。用一句话概括就是“直接或者间接影响到人类的一切自然形成的物质、能量和自然现象的总体” 。2.自然环境包括：（1）物质空气、水、岩石、动物、植物、微生物（2）能量气温、阳光、引力、地磁力（3）自然现象太阳的稳定性、地壳的稳定性、大气运动。水循环水土演变（一）生物环境：（1）组成：植物、动物和微生物（2）关系：通过食物链联系（3）能量流动：第一性生产率：绿色植物通过光合作用合成有机质的速率。净第一性生产率：除去植物呼吸作用和代谢过程所消耗，剩余的有机质。生产率金字塔： 1/10 定律，能量由一个营养级流向下一营养级的过
10、程中，大约有 90%的能量损耗。（二）无机环境1.非生物环境：（1）能源：太阳能、其他能源（2）气候：光照、温度、降水和风（3）介质：岩石、土壤、水和空气2.物质代谢原料：CO2、H2O、O2 、N2 等 无机盐 腐殖质、脂肪、蛋白质、碳水化合物等二社会环境1.社会环境：是指人类的社会制度等上层建筑条件，包括社会的经济基础、城乡结构以及同各种社会制度相适应的政治、经济、法律、宗教、艺术、哲学的观念和机构等。 2.关系：自然环境是社会环境的基础，而社会环境又是自然环境的发展 三工程环境1.工程环境：是人类在利用和改造自然环境中创造出来的人工环境。2.人类与自然环境的物质、能量和信息交换过程，包括
11、以下几个方面：（1）提取：采集、狩猎、农牧业、采掘业、冶炼工业、能源工业等。（2）加工：机械加工：改变物质的物理性质而不改变其化学特性。化学加工；改变原来的化学特性（3）消费：生产消费和生活消费（4）排放：直接排放和处理后再排放第二章 大气环境第一节 大气的结构和组成一大气的结构1. 大气结构：对流层平流层中间层热成层逸散层2. 大气的组成：（1）地球表面大气主要由氧、氮和几种惰性气体组成，这些成份占空气总量的 99.9%（2）大气中的稳定成份：氧、氮、惰性气体。（3）大气中的可变成份：二氧化碳（0.033%）和水蒸气（04%） 。二大气的组成大气组成稳定的原因：大气中的主要成分氧、氮来自于光
12、合作用和反硝化作用，经过固氮作用产生有机氮，燃烧氧化形成二氧化碳第二节 大气污染和污染物一、大气污染的发生（一） 什么是大气污染1.大气污染：指大气中一些物质的含量达到有害的程度，以至破坏人和生态系统的正常生存和发展，对人体、生态和材料造成危害的现象2.大气污染的发生：当污染物输入速率大于输出速率就会导致大气污染（污染源进入环境后经过化学反应、生物活动、物理沉降后排出）大气污染主要是指人类活动造成的，但大气污染决不仅仅局限于城市或工业区，污染物最终会扩散到整个大气层。由于自然环境所具有的物理、化学和生物作用过程（自然净化作用） ，天然污染源造成的大气污染，经过一定时间后会得到恢复。（二）大气污
13、染的来源（1） 大气污染源：是指向大气排放有害物质或对大气环境产生有害影响的场所、设备和装置（2） 大气污染源的分类：根据污染物质的来源： 天然污染源 ：火山喷发：SO2、H2S 、CO2 、CO 、HF 及火山灰等颗粒物质。森林火灾：CO、CO2、SO2 、NO2、HC 等植物释放：萜稀类碳氢化合物等海浪飞沫：含硫酸盐和亚硫酸盐的颗粒物。 人为污染源燃料燃烧：燃料种类：煤、石油、天然气工业化生产过程：石油化工、金属冶炼交通运输过程中排放：汽车、飞机、轮船农业活动排放：农药及化肥的使用 按照污染源性状特点： 固定式污染源：污染物从固定点排出。工业、家庭流动式污染源：交通工具按排放物的空间分布点
14、污染源：具有确定空间位置的、集中在一点或可当作一点的小范围内排放污染物的发生源，如高烟囱。面污染源：是指时空上无法定点监测的，以面状形式排放污染物的发生源，如低烟囱、民用煤炉等。（二） 大气污染物及大气污染类型1大气污染物：由于人类活动或自然过程排入大气的并对环境或人产生有害影响的物质。2大气污染物的分类按存在的物理状态可以分为：气体状态污染物固体颗粒污染物 按其形成过程 一次污染：反应物、非反应物 二次污染3.一次污染物：直接从污染源排放的污染物质，如 SO2、NO、CO 和颗粒物等（1）反应物：一些污染物，在大气环境中， 常与其他化学物质发生反应，或促进催化其他污染物之间的反应（2）非反应
15、物：污染物在大气环境中较 稳定，不与其他物质发生反应，或反应速度很慢的污染物。4.二次污染：由一次污染物在大气中互相作用，经化学反应或光化学反应形成的与一次污染物的物理、化学性质完全不同的新的大气污染物。特点：其毒性或有害性比一次污染物更强。5.大气中的主要污染物：（三） 主要大气污染物1.气溶胶状态污染物：在大气污染中，直径为 0.002um100um 大小的液滴或固态粒子在气体介质中的悬浮体称为气溶胶状态污染物。一次气溶胶：从排放源排放的微粒（烟囱排出的烟粒、风刮起的灰尘以及海水溅起的浪花等）二次气溶胶：从源排放的气体，经过某地大气化学过程所形成的微粒（火里发电厂、钢铁厂、金属冶炼厂、化工
16、厂、水泥厂及工业民用锅炉排放出的 H2S 和 S2O 气体，经过大气氧化过程。最终转化为硫酸盐微粒） 。2.气溶胶状态污染物危害：（1）散射作用使能见度降低（2）粒径小，通过呼吸道沉积于支气管和肺部造成人体伤害（3）长期悬浮于大气，并能远距离传输，不仅对局地空气质量有影响，对全球范围的空气质量也有影响3.总悬浮颗粒物（TSP）：TSP用标准大容量颗粒样皿（流量在 1.11.7 立方米/每分钟）在滤膜上所收集到的颗粒物的总质量，是分散在大气中的各类粒子的总称, 其粒径大小绝大多数在 100m 以下。（1）飘尘：能在大气中长期漂浮的悬浮物质，直径 在 10um 以下。特点：粒径小于 10m 的微粒
17、粒径子易被直接吸入呼吸道的危害能在大气中长期漂浮大气中为其他污染物化学反映提供反应床（2）降尘：总悬浮颗粒物中直径大于 30um 的粒子，在大气中因重力作用很快沉降下来特点：因其自身的重力作用会很快沉降下来,在污染源周围可找到单位面积的降尘量 评价大气污染程度的指标之一（3）可吸入粒子（IP）：粒子直径小于 10um 的悬浮颗粒物。（4）气溶胶粒子按其来源及其物理形态可分为：（1）天然气溶胶（2）人为气溶胶（3）烟、雾、尘等（5）飞灰：系指由燃料燃烧产生的烟气带走的灰分中分散的较细的粒子。灰分系含碳物质燃后残留的固体残渣（6）黑烟：通常系指由燃烧产生的能见气溶胶，是燃料不完全燃烧的碳粒，粒径约
18、为 0.5m。常以格林曼黑度（单位级，越小表示污染度越小） ，黑烟的遮光率、沾污的黑度或捕集的质量来定量地表示黑烟（7）液滴：指在静止条件下能沉降、在紊流条件下能保持悬浮，主要粒径范围在200m 以下的小液体粒子。（8）轻雾或霜：指液态分散性和液态凝聚性气溶胶的统称。粒径范围 5100m在气象学中它相当于能见度 12km（9）重雾：指属于气体中的液滴悬浮体的总称，造成能见度小于 1km 的小水滴的悬浮体。在工程中泛指小液体粒子的悬浮体，是由液体蒸汽的凝结、液体的雾化和化学反应等过程形成的，如水雾、酸雾、碱雾等4.硫氧化合物：主要指 SO2 和 SO3，它们本身毒性不大，但通过二次氧化和与水结合
19、形成硫酸烟雾和酸雨。大气中的 SO2 主要来自含硫燃料的燃烧过程，以及硫化物矿石的焙烧、冶炼过程。 通常煤的含硫量 0.5-6%，石油为 0.5-3%。硫在燃烧中可以：（1）以无机硫化物形式存在（2）有机硫化物形式存在5.氮的氧化物（含氮化合物）造成大气污染的 NOX 主要是指 NO 和 NO2，另有 N2、N2O5、NH3 以及它们经过各种大气反应而形成的硝酸盐、亚硝酸盐（酸雨成分）铵盐和过氧乙酰硝酸酯（PAN光化学烟雾成分） 。大气中 NOX 的人为源主要是燃料燃烧，燃烧中产生的 NOX 主要是 NO，占 90%以上。（2） 燃烧源：三分之一来自固定燃烧源，三分之二来自流动燃烧源（3） 燃
20、料燃烧生成 NOX 的两种途径： 燃料型 NOX：燃料中含有的氮的化合物在燃烧过程中氧化生成 NOX 温度型 NOX：燃烧时空气中的 N2 在高温下氧化生成 NOX。此外，氮原子可与火焰中的 OH 自由基反应生成 NO 和氢原子。研究发现，燃烧过程中 NO 的的生成量主要与燃烧温度和空燃比有关（4） 相关概念：空燃比：空气的质量与燃料质量之比（空气质量 / 燃料质量） 。富燃料：空气与燃料的混合物中,空气量少于化学计量，此燃料混合物称为富燃料 。贫燃料：空气与燃料的混合物中,空气量多于化学计量，此燃料混合物称为贫燃料 化学计量空燃比：当燃料完全燃烧时，即无过量的 O2 时，空气与燃料的混合物称
21、为化学计量混合物，此时的空气质量与燃料的比例为化学计量空燃比 。根据计算:燃烧 1 吨天然气产生 6.35 Kg 的 NOX；燃烧 1 吨石油产生 9.1 Kg 12.3 Kg 的 NOX；燃烧 1 吨煤产生 8 Kg 9 Kg 的 NOX。（5） 氮氧化物的天然源主要为生物源:由生物机体腐烂形成的硝酸盐，经细菌作用产生的 NO 及随后缓慢氧化形成的 NO2。生物源产生的氧化亚氮（N2O）氧化形成 NOX。有机体中氨基酸分解产生的氨（NH3）经自由基（OH）氧化形成的 NOX。大气中的 NOX 最终转化为硝酸（HNO3）和硝酸盐微粒，经湿沉降和干沉降从大气中除去。（6） 碳的氧化物（含碳化合物
22、）：碳的氧化物在大气中主要包括 CO 和 CO2:CO2 是大气中的正常组分；CO 是大气中排放量极大的污染物。（7） 作为大气污染源 CO 的主要危害在于：影响人类健康和生态环境，其表现在：引起视力下降、头痛高浓度可被血液中的血红蛋白吸收，引起心脏紧搐，供氧不足导致死亡参与光化学烟雾形成转化成 CO2 影响全球气候（8） 碳的氧化物： 一氧化碳：人为源：燃料不完全燃烧所造成。城市中 80%为汽车排放，另有锅炉，煤气工业等。天然源：甲烷氧化、海水挥发、植物排放、天然有机烃类氧化、火山喷发、森林大火等 二氧化碳人为源：来自矿物燃料的燃烧。天然源：动、植物（人类）呼吸、生物有机体腐败氧化、甲烷转化
23、、海洋脱气等（9） 温室效应CO2 是一种无色、无味、无毒的气体，对人体无显著危害作用，在自然界的碳素循环中扮演重要角色，近代以来 CO2 急剧增高，CH4 增多温室效应：是由于大气中 CO2 的增加和 CH4 的增多引起了全球气候变暖，从而导致了一系列全球环境和生态的变化。温室效应的影响：冰山融化，海平面上升，陆地下沉气候变迁自然灾害频发生态物种锐减 等（9）碳氢化合物：含 C1-C8 的可挥发的所有碳氢化合物烃类甲烷：厌氧细菌的发酵；自然界淹水土体有机质的分解；原油和天然气的泄漏；天然源植物释放非甲烷：人为源：汽油燃烧、有机物焚烧、溶剂蒸发、石油蒸发、废物提炼（10） 含卤素化合物：大气中
24、以气态存在的含卤素化合物主要有三类： 卤代烃：卤代脂肪烃（DDT、666） 、卤代芳香烃 其他含氯化合物：氯气、氯化氢 氟化物：氟和氟硅酸、氟化氢、氟化硅（11） 其他有害物质铅及铅化物镉及镉化物：氢氧化镉腐蚀眼睛、皮肤、胃肠道、呼吸道，皮肤接触可引起灼伤，吸入可引起迟发几小时的肺水肿，严重病例有死亡危险。长期或高浓度接触可引起肾脏和血液损害，能影响嗅觉氟及氟化物（四） 大气污染类型：能源性质（煤炭型、石油型、退合型、特殊型） 、气候条件、污染物化学特性（还原型、氧化型）不同，会导致不同的大气污染类型1. 大气污染类型的分类根据燃料性质或大气污染物的组成分煤炭型：煤炭燃烧时放出的烟气、粉尘、S
25、O2 等，一次污染物经过化学反应生成硫酸盐类气溶胶等二次污染物.石油型：汽车排气、石油冶炼等排放 NOx、O3 。混合型：煤、石油等及工厂排放各种化学物质。特殊型：特殊工业企业排放的特殊气体。 根据污染物的化学特性（1）还原型（煤炭型）：主要是 SO2 、CO、颗粒物等，逆温下形成还原型烟雾。（2）氧化型(汽车尾气型)：主要是 CO、NOx、HC 等一次污染物经阳光 照射、光化学反应形成 O3、醛类、酮类、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等二次污染物。第三节 大气污染的危害世界卫生组织和联合国环境组织发表的一份报告说：“空气污染已成为全世界城市居民生活中一个无法逃避的现实。 ”如果人类生活在污染十分严
26、重的空气里，那就将在几分钟内全部死亡 工业文明和城市发展，在为人类创造巨大财富的同时，也把数十亿吨计的废气和废物排入大气之中，人类赖以生存的大气圈却成了空中垃圾库和毒气库。因此，大气中的有害气体和污染物达到一定浓度时，就会对人类和环境带来巨大灾难一大气污染对人体和健康的伤害1.大气污染物主要通过三条途径危害人体：一是人体表面接触后受到伤害，二是食用含有大气污染物的食物和水中毒，三是吸入污染的空气后患了种种严重的疾病。各种大气污染物是通过多种途径进入人体的，对人体的影响又是多方面的。而且，其危害也是极为严重的。 二大气污染危害生物的生存和发育1.大气污染主要是通过三条途径危害生物的生存和发育的：
27、是使生物中毒或枯竭死亡，是减缓生物的正常发育，是降低生物对病虫害的抗御能力。植物在生长期中长期接触大 气的污染，损伤了叶面，减弱了光合作用；伤害了内部结构，使植物枯萎，直至死亡。各种有害气体中，二氧化硫、氯气和氟化氢等对植物的危害最大。大气污染对动物的损害，主要是呼吸道感染和食用了被大气污染的食物。其中，以砷、氟、铅、钼等的危害最大。大气污染使动物体质变弱，以至死亡。大气污染还通过酸雨形式杀死土壤微生物，使土壤酸化，降低土壤肥力，危害了农作物和森林。 三大气污染对物体的腐蚀大气污染物对仪器、设备和建筑物等，都有腐蚀作用。如金属建筑物出现的锈斑、古代文物的严重风化等。 四大气污染对全球大气环境的
28、影响大气污染发展至今已超越国界，其危害遍及全球。对全球大气的影响明显表现为三个方面：是臭氧层破坏是酸雨腐蚀是全球气候变暖五酸雨：亦称酸性沉降，它可分为“湿沉降”与“干沉降”两大类，前者指的是所有气状污染物或粒状污染物，随着雨、雪、雾或雹等降水型态而落到地面者，后者则是指在不下 雨的日子，从空中降下来的落尘所带的酸性物质而言1.概念：酸雨 （acid rain）是指 PH 值小于 5.6 的雨雪或其他形式的降水。雨水被大气中存在的酸性气体污染。酸雨主要是人为的向大气中排放大量酸性物质造成的。我国的酸雨主要是因大量燃烧含硫量高的煤而形成的，多为硫酸雨，少为硝酸雨，此外，各种机动车排放的尾气也是形成
29、酸雨的重要原因。 六我国三大酸雨区1.西南酸雨区：是仅次于华中酸雨区的水污染严重区域。 2.华中酸雨区：目前它已成为全国酸雨污染范围最大，中心强度最高的酸雨污染区。 3.华东沿海酸雨区：它的污染强度低于华中、西南酸雨区。 七酸雨的危害1、对水生系统的危害，会影响鱼类和其他生物群落，改变营养物和有毒物的循环，使有毒金属溶解到水中，并进入食物链，使物种减少和生产力下降。2、对陆地生态系统的危害，重点表现在土壤和植物。对土壤的影响包括抑制有机物的分解和氮的固定，淋洗钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化。对植物，酸雨损害新生的叶芽，影响其生长发育，导致森林生态系统退化。 3、对人体的影响。一是通过食物链
30、使汞、铅等重金属进入人体，诱发癌症和老年痴呆；二是酸雾侵入肺部，诱发肺水肿或导致死亡；三是长期生活在含酸沉降物的环境中，诱使产生过多的氧化脂，导致动脉硬化、心肌梗塞等疾病概率增加。4、对建筑物、机械和市政设施的腐蚀。 八酸雨影响1. 慢车：波兰的托卡维兹因酸雨腐蚀铁轨，火车每小时开不到 40 公里，而且还显得相当危险。 2泡菜：酸雨酸化了土壤以后，进一步也酸化了地下水。德国、波兰和前捷克交界的黑三角地区(当地先以森林，后以森林被酸雨破坏而著名)的一位家庭主妇，在接待日本客人奉茶时说：“我们这个地区只有几口井的井水可供饮用。我们自己也常开玩笑说，只要用井水泡蔬菜，就能够做出很好的泡菜(指腌菜)来
31、。 ” 3.染发：酸化的地下水还腐蚀自来水管。瑞典南部马克郡的西里那村，有一户人家三个孩子的头发都从金黄色变成了绿色。这就是使马克郡出名的“绿头发”事件。原因是他们把井中的汲水管由锌管换成了铜管，而 pH 小于 5.6 的水对铜有较强的腐蚀性，产生铜绿。所以这户人家的浴室和洗漱台都已被染成铜绿色。这种溶有铜或锌离子的水还能使婴幼儿发生原因不明的腹泻。马克郡的幼儿园发生过的集体“食物中毒”也是这个原因(大约半数的瑞典人都是把地下水作为饮用水源的)。英国的兰克夏，水龙头里曾放出含有因水管腐蚀而造成大量铁锈的浊水。酸雨甚至使输水管道因腐蚀而破裂。1985 年圣诞节前 4 天，英国约克夏直径 1 米的
32、输水管破裂，备用的也都不能使用，使 20 万人一度处于断水的恐慌之中。4.泰姬陵变色：大理石含钙特多，因此最怕酸雨侵蚀。例如，有两座高 157 米尖塔的著名德国科隆大教堂，石壁表面已腐蚀得凹凸不平， “酸筋”累累。通向人口处的天使和玛丽亚石像剥蚀得已经难以恢复。其中的砂岩(更易腐蚀)石雕近 15 年间甚至腐蚀掉了 10 个厘米。已经进入世界遗产名录的著名印度泰姬陵，由于大气污染和酸雨的腐蚀，大理石失去光泽，乳白色逐渐泛黄，有的变成了锈色5.国子监遭殃：中国北京国子监街孔庙内的“进士题名碑林”(共 198 块)距今已有 700年历史，上面共镑刻了元、明、清三代 51624 名中第进士的姓名、籍贯
33、和名次，是研究中国古代科举考试制度的珍贵实物资料，已被列为国家级文物重点保护单位。近年来，许多石碑表面因大气污染和酸雨出现了严重腐蚀剥落现象，具有珍贵历史价值的石碑已变得面目皆非。据管理人员介绍，这些石碑主要是最近 3 年中损坏得比较厉害，所以第 198 块进士题名碑距今虽只有不到百年的时间，但它的毁损程度也丝毫不亚于其他石碑。实际上，北京其他石质文物，例如，大钟寺的钟刻、故宫汉白玉栏杆和石刻，以及卢沟桥的石狮等，也都不同程度存在着腐蚀或剥落现象6.自由女神化妆：酸雨同样也腐蚀金属文物古迹。例如，著名的美国纽约港自由女神像，钢筋混凝土外包的薄铜片因酸雨而变得疏松，一触即掉(而在 1932 年检
34、查时还是完好的)，因此不得不进行大修(已于 1986 年女神像建立 100周年时修复完毕)。意大利威尼斯圣玛丽教堂正面上部阳台上的四匹青铜马曾被拿破仑掠到过巴黎，后来完璧归赵。近来却因酸雨损坏严重无法很好修复，只得移到室内，在原处用复制品代替。世界上类似情况还有许多。荷兰中部尤特莱希特大寺院中，有一套组合音韵钟，是在 17世纪铸造的名钟。300 年来人们一直十分喜欢听它的声音。可是近 30 年来钟的音程出了毛病，音色也逐渐变得不洪亮。因为钟是用 80%的铜制的，由于敲钟时反复震动铜锈逐渐剥落，酸雨腐蚀已经进入到钟的内部7.洞穿珍贵彩色玻璃：在欧洲，镶有中世纪古老彩色玻璃的教堂等建筑超过 10
35、万栋。这些彩色玻璃弥足珍贵，在第二次世界大战中曾卸下来疏散开，多数安然无恙。可是却和其他古建筑一样，不能躲过酸雨的侵袭。这些彩色玻璃逐渐失去神秘的光泽，变褐，有的甚至完全褪色。仔细观察玻璃表面，有无数细小的洞。酸雨在小洞中继续和钾、钠、钙发生反应(钙是中世纪生产的玻璃中才有的)。例如和钙发生化学反应后生成石膏。酸雨从内部损害了玻璃。 8.酸雨袭击南极：令人震惊的是，南极也观测到了酸雨，而且是比较强的酸雨。例如，中国南极长城站 1998 年 4 月曾先后 8 次观测到酸雨，其中最低 pH 值只有 4.45。长城站的铁质房屋和塔台被锈蚀得成层剥落，有的不得不进行更新。为了减缓腐蚀，每年要刷 2-3
36、 次油漆。 9.室内空气污染：室内空气污染是有害的化学性因子、物理性因子和（或）生物性因子进入室内空气中并已达到对人体身心健康产生直接或间接，近期或远期，或者潜在有害影响 的程度的状况。10室内环境的重要性：人们每天平均大约有 80%以上的时间在室内度过。随着生产和生活方式的更加现代化，更多的工作和文娱体育活动都可在室内进行,购物也不必每天上街,合适的室内微小气候使人们不必经常到户外去调节热效应，这样,人们的室内活动时间就更多,甚至高达 93%以上。因此，室内空气质量对人体健康的关系就显得更加密切更加重要。虽然，室内污染物的浓度往往较低，但由于接触时间很长，故其累积接触量很高。尤其是老、幼、病
37、、残等体弱人群、机体抵抗力较低、户外活动机会更少，因此，室内空气质量的好坏与他们的关系尤为重要。 （1）造成室内空气的污染主要来源于以下 5 个方面：是人体呼吸、烟气；是装修材料、日常用品；是微生物、病毒、细菌；是厨房油烟；是空调综合症。这些污染物随着呼吸进入人体内部，长期积累，严重危害着人们的身体健康。 （2）室内环境污染造成危害的 12 种主要表现: 每天清晨起床时，感到憋闷、恶心、甚至头晕目眩。 家里人经常容易患感冒虽然不吸烟，也很少接触吸烟环境，但是经常感到嗓子不舒服，有异物感，呼吸不畅家里小孩常咳嗽、打喷嚏、免疫力下降，新装修的房子孩子不愿意回家家人常有皮肤过敏等毛病，而且是群发性的
38、。 家人共有一种疾病，而且离开这个环境后，症状就有明显变化和好转新婚夫妇长时间不怀孕，查不出原因孕妇在正常怀孕情况下发现胎儿畸形新搬家或者新装修后，室内植物不易成活，叶子容易发黄、枯萎，特别是一些生命力最强的植物也难以正常生长。 新搬家后，家养的宠物猫、狗甚至热带鱼莫名其妙的死掉，而且邻居家也是这样一上班就有感觉喉疼，呼吸道发干，时间长了头晕，容易疲劳，下班以后就没有问题了，而且同楼其他工作人员也有这种感觉新装修的家庭和写字楼的房间或者新买的家具有刺眼、刺鼻等刺激性异味，而且超过一年仍然气味不散。 第四节 大气污染综合防治与管理在符合自然规律的前提下，运用社会、经济、技术多种手段对大气污染进行
39、从源头到末端的综合防治，才能达到人与大气环境的和谐一.清洁能源1.清洁能源战略：包括常规能源的清洁利用、可再生能源的利用、新能源的开发、各种节能技术等2.洁净煤技术：从煤炭开发利用的全过程中，旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等新技术。有选煤、型煤、水煤浆、流化床燃烧、整体煤气化联合循环、煤炭气化及液化、污染控制、煤系废弃物综合利用等多种技术3节能：采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可接受的一切措施，高效的利用能源资源。二绿色交通：制定合理的交通规划 发展清洁汽车三末端治理（一）烟尘治理技术：机械式除尘装置袋式除尘装置湿式除尘装置电除尘装置（二）二氧化碳净化技术：
40、1燃料脱硫：加氢催化，使重油里面的有机硫化物的 C-S 键断裂，硫变成简单的气体或固体化合物，从重油中分离出来。2 烟气脱硫：湿法：把烟气中的 SO2 和 SO3 转化为液体或固体化合物，从而把它们从烟气中分离出来。具体有碱法、氨法、石灰吸收法干法：采用固体粉末或非水液体作为吸附剂或催化剂进行烟气脱硫，分为吸附法、吸收法和催化氧化法（三）氮氧化物的治理技术：吸收法非选择催化还原法选择性催化还原法四.环境自净第二章 水体环境第一节 水体环境概述一、世界水资源与水循环（一）水资源的分布（二）水循环地球是太阳系八大行星之中唯一被液态水所覆盖的星球。地球上水的起源在学术上存在很大的分歧，目前有几十种不
41、同的水形成学说。有观点认为在地球形成初期，原始大气中的氢、氧化合成水，水蒸气逐步凝结下来并形成海洋；也有观点认为，形成地球的星云物质中原先就存在水的成分。另外的观点认为，原始地壳中硅酸盐等物质受火山影响而发生反应、析出水分。也有观点认为，被地球吸引的彗星和陨石是地球上水的主要来源，甚至现在地球上的水还在不停增加科学家发现，地球表面的水会向太空流失。这是因为大气中水蒸气分子在太阳紫外线的作用下，会分解成氢原子和氧原子。当氢原子到达 80100 公里气体稀薄的高热层中，氢原子的运动速度会超过宇宙速度，于是脱离大气层而进入太空消失掉。科学家推算，飞离地球表面的水量与进入地球表面的水量大致相等。但地质
42、科学家发现，2 万年来，世界海洋的水位涨高了大约 100 米。于是，地球表面水量不断增多就成难解之迷。直到最近，美国衣阿华大学研究小组的科学家，从人造卫星发回的数千张地球大气紫外辐射图像中，发现在圆盘形状的地球图像上总有一些小黑斑。每个小黑斑大约存在 23 分钟，面积约有 2000 平方公里。经过分析，这些斑点是由一些看不见的冰块组成的小彗星冲入地球大气层，破裂和融化成水蒸汽造成的。科学家估计，每分钟大约有 20 颗平均直径为10 米的冰状小彗星进入地球大气层，每颗释放约 100 吨水。地球形成至今大约已有 38 亿年的历史，由于这些小彗星不断供给水分，从而使地球得以形成今天这样庞大的水位。现
43、在，又有科学家提出了一项全新的理论。日本专家认为，地球上几乎所有的水均为“土生土长” ，而非来自宇宙。东京理工学院的地质学家们表示，在地球开始形成的最初阶 段，其内部曾包含有非常丰富的氢元素，它们后来与地幔中的氧发生了反应并最终形成了水。 有科学家表示：“对于地球上生命的出现与演化来说，水是绝对不可或缺的，但丰富的水到底是在地球的什么地方形成的呢？它们为什么到现在依然稳定地存在？” 地质学家认为，在地球形成之初，其温度一度曾非常高而且也极其干旱。按照此前的理论，在大约 38 亿年前，曾有数百万颗富含水的小行星和彗星撞击过地球，这可以用来解释，为什么大洋会在地球形成之后才得以出现二、天然水质（一
44、）天然水的化学组成1地球上的水（1）溶解气体：主要气体：N2 、O2 、CO2微量气体：H2 、CH4、 H2S（2）溶解物质：主要离子 Cl_、SO22_、 HCO3 _ 、CO32_ 、Na+ 、 Ca2+ 、 Mg2+ 生物生成物：NO3 _ 、NO2_ 、 H2PO4_ 、 HPO42_ 、 PO43_ 、 Fe2+ 、 Fe3+ 微量离子：Br_ 、I_ 、 F_ 、 Ni 、 Ti 、 V 、 Ba、Rn 等 （3）胶体物质：有机胶体：腐殖质胶无机胶体：SiO2、 Fe(HO)3 、 Al(HO)3 （4）悬浮物质：细菌藻类及原生动物泥土、粘土其他不溶物质（二）天然水化学成分的形成
45、1.决定因素：与水接触的物质的成分和溶解度 取决于作用条件2.作用形式：固体物质的溶解和沉淀 酸碱反应 水化学平衡体系中离子成分与气相间的平衡 氧化还原反应 固体物质与水中离子成分之间的交换反应 有机物的矿化作 用 生物化学作用（三）各种类型天然水质1.水在不同储层中的滞留时间 区域 平均滞留时间 区域 平均滞留时间大气 9-10 天 大陆海洋 河川 2-3 周浅层最深层100-150 天30000-40000 年湖泊冰冠和冰川10-100 年10000-15000 年世界范围海洋平均 3000 年 深地下水 几千年浅地下水 几百年2.大气降水：（1）大气降水的化学成分：地区 PH 组成 Na
46、+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl_、SO2、NO3、NH4+北欧 5.47 2.05、 0.35、1.42、0.39、 3.47、2.19、0.27、 0.41澳大利亚东南部 2.46、 0.37、1.20、0.50、 4.43美国西部 0.30、 1.11、0.37、 0.35、0.54、2.94、2.21美国东部 0.21、 0.09、0.43、 0.23、0.10、4.05、0.21中国京津唐地区 6.08 140.9、 42.31、92、 157.3、136.6、50.32、141.1中国新西南地区 4.07 10.1、 26.4、115.6、 28.3、 8.2、205.5、21、
47、 78.9第三节 大气降水的特性：不同区域的大气降水的化学成分有差异（水汽来源不同：海洋河内陆）第四节 溶解的气体接近饱和降水普遍显酸性较其它水质，降水的矿化度最低，对于各种可溶性盐类远未饱和。降水具有是各种元素进入水中的能力第五节 河水的化学组成及特性：河水的化学成分第六节 河水的特性： 河水的矿化度普遍低，平均只有 0.150.35g/L 河水中各种离子差异很大，其含量顺序是：HCO3 _SO42_ Cl_NO3_ ，Ca2+Mg2+ Na+K+ 河水的化学组成空间分布差异大 河水的化学组成的时间变化差异第七节 水的矿化度水的矿化度通常以 1 升水中含有各种盐分的总克数来表示(克/升)。根
48、据矿化度的大小，水可分为以一下五种：淡水（小于 1 克/升） 、弱碱水（13 克/升） 、咸水（310克/升） 、强碱水（1050 克/升） 、卤水（大于 50 克/升）在各种补给中，地下水的矿化度最高，冰雪融水补给的矿化度最小。由降水形成的地表径流矿化度也很小。以雨水或冰雪融水补给为主的河流，在汛期矿化度明显降低；夏季植物繁茂，使 NO3_ 、NO2_ 、NH4+含量减少。枯水期以地下水补给为主，河水矿化度增大；由于水生生物减少，NO3_ 、NO2_ 、NH4+的含量达到全年最大值（5）湖水的化学组成特性：1）湖水的矿化度有差异淡水湖35 克/升。不同类型的湖泊其分布具有地带性规律2）湖中生
49、物作用强烈，各地的淡水湖都有不同程度的富营养化趋势3）湖水交替缓慢，深水湖有分层性随着水深的增加，溶解氧的含量降低，CO2 的含量增加。在湖水停滞区域，会形成局部还原环境，以致湖水中游离氧消失，出现 H2S 和 CH4（6）地下水的化学组成特性1）地下水与周围围岩构成地下水圈，从地表到地下深处，使得土壤圈和岩石圈各种元素及化合物都可能存在于地下水中2）矿化度的变化范围很大，从淡水到盐水都存在在淡水中阴离子 HCO3 _以为主，阳离子以 Ca2+为主。随着矿化度增大，阴离子按 HCO3_SO42_ Cl_次序增加；阳离子中 Na+逐渐代替 Ca2+成为主要成分，而且 Mg2+含量也在增加3）地下水的化学成分的时间变化极为缓慢，常需地质年代来衡量4）地下水与大气接触有很大局限，仅限于表层，若交替
