1、1绪论第一节 环境及环境的分类一、环境的基本内涵环境是一个相对的概念，对环境科学来说，环境相对的中心事物是人类。环境就是人类赖以生存、生活和生产的宇宙空间。人类环境可分为 自然环境 和 社会环境。环境概念的三个层次：1. 哲学定义（P1）2. 科学定义（P1）3. 工作定义（P2）二、环境的功能和基本特征环境系统是一个动态系统和开放系统。环境平衡就是保持系统的有序性。保持开放的环境系统有序性的能力就是环境系统的稳定性。系统的组成和结构越复杂，的稳定性越大，越容易保持平衡，这是因为系统中和成分之间的相互作用的反馈机制，它使系统具有自我调节的能力。而且，环境系统的网络结构使环境具有整体功能，形成集
2、体效应和协同效应。环境背景值：环境在不受或未受污染影响的情况下，各要素的化学元素的正常含量和环境中能量的分布的正常值。环境容量：在人类生存好自然环境不至受害的情况下，环境所能容纳污染物的最大负荷量。环境自净：污染物或污染因素进入环境后，将引起一系列物理、化学、生物的作用，环境自身能逐步清除污染物，达到自然净化的目的的作用。环境自净按机理可分为物理净化、化学净化和生物净化三类。环境污染：人类活动产生的污染物或污染因素进入环境的量超过环境容量或自净能力，导致环境质量恶化的现象。环境的基本特征：（P3 ）1. 整体性2. 不可逆性3. 有限性4. 隐显性5. 灾害放大性三、环境的分类1. 按主体分：
3、人类环境和生物环境2. 按范围分：特定空间环境、劳动环境、生活区环境、城市环境、区域环境、全球环境和星际环境3. 按环境要素分：自然环境和社会环境（图 1-1，P4 ）四、人与自然人类在自然环境中的地位与作用一方面，人类在自己的发展中不断地征服自然，不断地改造周围的自然环境；另一方面，人类在征服和改造自然地过程中又始终受到周围自然环境的影响和制约。第二节 环境科学及其研究内容和任务一、 环境科学的产生及发展二、 环境科学的特点21、 综合性2、 人类所处地位的特殊性3、 学科形成的特殊性三、 环境科学的研究内容研究对象人类与环境的矛盾研究内容环境质量的变化和发展四、 环境科学的研究任务及研究方
4、法1、 研究任务（1） 探索全球范围内自然环境演化的规律（2） 探索全球范围内人与自然的相互依存关系（3） 协调人类生产、消费活动与生态要求之间的关系（4） 探索区域污染综合防治的途径2、 研究方法（1） 研究理论基础系统论（2） “人类环境”系统分析与综合（3） “人类环境”系统工程与管理五、 环境科学的分支学科及其与相邻学科的联系（图 1-2，P13 ）六、 未来展望第二章城市生态系统和城市生态环境基础第一节 生态系统及其层次 地球表面有生命的地带被称为“生物圈” 。它包括地球上一切生命有机体（植物、动物和微生物）及其赖以生存和发展的环境（空气、水、岩石、土壤等） 。生物群落与环境之间以及
5、生物群落内部通过能量流动和物质循环形成一个统一整体，即生态系统。 生态系统中存在着自然的层次即等级性。一、种群（population）种群：是在一定空间范围内同时生活着的同种个体的集群。它是生态学研究的最小生态单位。生态龛包括物种在环境中所处的地位以及食物、行为等细节。因此，有多少物种就会有多少生态龛，这就是说生物界里没有两种生物的生态龛完全相同，尽管有一些可能非常相似。 种群代表由个体水平进入群体水平的第一个层次。种群的基本特征 数量特征（最基本特征）：出生率、死亡率、迁入率和迁出率； 空间特征：聚群分布、随机分布和均匀分布； 遗传特征 : 种群具有一定的遗传组成，是一个基因库，但不同的地理
6、种群存在着基因差异； 系统特征：自组织、自调节系统。二、群落群落：具有直接或间接关系的多种生物种群的有规律的组合，具有复杂的种间关系。3群落的基本特征：具有一定的外貌和结构具有一定的物种组成不同物种之间的相互影响具有形成群落环境的功能一定的动态特征一定的分布范围 边界特征第二节 生态系统的概念和生态系统的功能一、生态系统的组成和类型生态系统（ecosystem）是指在一定的空间内生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动相互作用、相互依存而构成的一个生态学功能单位。生态系统的特性 生态系统是生态学上的一个主要结构和功能单位，属于生态学研究的最高层次； 生态系统内部具有自我调节能力； 能量流动、
7、物质循环是生态系统的两大功能； 生态系统营养级的数目一般不超过 56 个； 生态系统是一个动态系统，要经历从简单到复杂、从不成熟到成熟的发育过程。生态系统的组成（P18 ，图 2-1） 非生物环境（驱动能量、气候因子、生长基质和媒介、生物生长代谢的材料） 生产者 消费者 分解者 生态系统的类型 自然生态系统、半自然生态系统和人工生态系统 陆地生态系统、水生生态系统和湿地生态系统二、食物链与食物网食物链是指生物群落中动植物由于食物关系而形成的一种联系，是能量流动和物质循环的主要渠道。食物链也是连接生态系统中生产和消费的桥梁。各食物链不是彼此孤立的，而是相互联系、相互交叉，形成一个纵横交错的网络，
8、即食物网。三、生态系统的功能四大基本功能：生物生产生物能量流动物质循环信息传递生物生产4第一性生产（初级生产）第二性生产（次级生产） 次级生产是以初级生产水平为基础的；初级生产是将无机物转化为有机物，太阳辐射能转化为化学能的过程。次级生产主要是对有机物与化学能再加工转化的过程。 次级生产过程的转化环节较多。能量流动（单向递减）物质循环（P2223）碳循环氮循环硫循环信息传递物理信息（光信息、声信息、电信息、磁信息）化学信息（动植物间、动物间、植物间）行为信息营养信息（“十一定律” ）第三节 生态平衡与生态系统的稳定性一、生态平衡生态平衡是指生物种类的组成和数量比例持久地没有明显变动，在外来干扰
9、下，能通过自我调节恢复到原初的稳定状态。生态平衡的基本特征能量学特征（P/R 比率）食物网特征营养物质循环上的特征群落结构的特征量的生产以及质的生产和反馈机制稳定成熟期的生态系统的表现二、生态平衡的基础生物多样性的结构生态功能的完整性三、生态平衡失调的特征及引起生态平衡失调的因素生态平衡失调的特征（结构缺损、能量流受阻或物质循环中断）引起生态平衡失调的因素（自然灾害、人为干扰）5四、生态平衡的调节机理反馈机制（正反馈、负反馈）抵抗力恢复力（生态平衡阈值）第四节 城市生态系统一、城市的含义和特征城市 是指具有 10 万以上人口，建筑物占 50% 以上面积，具有较为发达的交通线网和车辆来往频繁的人
10、类聚居区域。 特征非农业人口集中区域；是一定区域的政治、经济或文化中心是由多种建筑物组成的物质设施综合体。二、城市发展及其特征生产高度集中，商业贸易飞速发展，城市基础设施完备，城市功能多样化三、城市生态系统城市环境系统（人工环境）城市生态系统及其特征以人为主体；不独立和不完全的生态系统；人工生态系统多层次的复杂系统城市生态系统的功能（物质流、能流、信息流）全球性环境问题 第一节 概述全球性环境问题的衡量标准环境破坏是否具有跨国性的影响解决环境破坏的过程中是否涉及跨国因素全球性环境问题的特征跨国性灾难性第二节 气候变化1.全球变暖现象在有记载的 140 年当中，最热的十个年份依次是1998、 1
11、997、 1995、1990、1999、2000、1991、1994、1983、1988 年。它们都是在 1980年以后的 20 多年中，前 8 个都在 20 世纪 90 年代及以后。所以说 20 世纪 80 年代以来，出现了全球变暖的趋势，这种趋势还在继续。 6第二节 气候变化2.温室效应大约在 1800 年，法国数学家、物理学家傅立叶（J.Fourier）提出地球的大气与温室的玻璃功能相似，他的比喻沿用至今，叫温室效应。过了约 60 年，英格兰的丁达尔（J.Tyndall）用实验演示了 H2O（气态）和 CO2 吸收热辐射，又向各个方向放出红外辐射。二者在大气中把部分辐射能还给地球，所以地
12、表实际损失辐射能减少，全球温度不是-18，而是 15。 第二节 气候变化3.温室气体产生温室效应的温室气体并非大气主要成分 N2 和 O2，而是一些“痕量气体” 。一般地，温室气体分子至少有三个原子，即多原子分子（如 H2O（气态） 、CO 2、CH 4、N 2O 等） ，当其原子间呈不对称振动时，分子的偶极矩改变，同时吸收红外辐射。关键温室气体情况 温室气体 CO2 CFC11/CFC12 CH4 N2O体积分数/10 -6 (1750 年) 280 0 0.7 0.275(1994 年) 358 0.00076 1.72 0.312平均年增长速率（19841994） 0.4 0 0.6 0
13、.25对全球变暖的贡献（19801990） 55 17 15 6第二节 气候变化4.全球变暖的危害 自然的温室效应并非坏事，它让大气像毛毯一样给地球保温，以适合人类的居住。然而，大规模的人类活动时温室效应增强，即发生了“全球变暖” 。在过去的 100 年中，全球平均地表气温大约上升了 0.30.6，我国东北和华北地区近十年来平均温度甚至上升了23。 第二节 气候变化全球变暖会使海水热膨胀，高山冰川、两极冰盖融化，百年来全球海平面上升1020cm，低洼的滨海地区和一些岛屿会被淹没。著名的“洼地之国” 荷兰有 1/3 的国土在海拔 1m 以下，荷兰西部有 40以上的土地低于或等于现在的还平面。面临
14、威胁的城市还有上海、曼谷、和威尼斯等。 第二节 气候变化7全球变暖还导致了干旱、洪涝、台风、火灾等自然灾害的频繁发生，仅 1997 年2000 年间，就造成全球近 10 万人死亡，3 亿人被迫离开家园或无家可归。全球变暖还导致生物“疯长”第三节 臭氧层破坏 1. 大气臭氧层的耗损1985 年，英国的法曼等人发表了自 1957 年以来南极哈雷湾考察站上空臭氧总量的数据，并首先提出了“臭氧空洞” 的概念。美国航空航天局（ NASA）从卫星上用臭氧总量扫描光谱仪测定南极上空的臭氧总量，发现南极臭氧空洞春初出现，春末闭合。空洞的面积在 1984 年相当于 1 个美国的大小，1996 年相当于 2 个欧
15、洲，2000 年达到历史最大值：2830 万平方公里，相当于三个中国那么大。1988 年，美国科学家提出地球的北极也出现了臭氧空洞，但比南极的小。1998 年，我国学者发现，我国青藏高原上空也出现了臭氧空洞。1994 年，国际臭氧委员会宣布，自 1969 年以来，全球臭氧层总量减少 10，南极上空下降 70。 第三节 臭氧层破坏位于平流层的臭氧层对紫外辐射有显著的吸收作用。这也是我们如此重视臭氧空洞的主要原因。紫外辐射分为三个波段：100295nm 的 UVC 对生物危害最大，但可被臭氧层完全吸收；295320nm 的 UVB 对生物有一定的维护，可被臭氧层吸收大部分；320400nm 的 U
16、VA 对生物基本无害，可以全部通过臭氧层。UVB 会伤害脱氧核糖核酸（DNA） 。据联合国环境署（ UNEP）报告：臭氧层每减少 10，皮肤癌的发病率将增加 26，白内障患者将增加 160175 万人。UVB 还会影响人体的免疫功能，使包括艾滋病毒在内的多种病毒活力增强。UVB 会破坏植物光和作用，使农作物减产；破坏浮游生物的染色体和色素，影响水生食物链，减少水产资源；加速橡胶、塑料的老化。 第三节 臭氧层破坏2.人类拯救臭氧层的行动 1985 年，一些国家签订了保护臭氧层维也纳公约 ，中国于 1989 年加入。 1987 年 9 月，中国在内的 43 个国家签订了关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔
17、议定书 ，对 5 种 CFC 和 3 种哈龙提出控制时间表。中国于 1990 年加入。 1999 年 11 月， 中国逐步淘汰消耗臭氧层物质国家方案（修订稿） 对中国目前主要生产、消费的 4 类 10 种受控的 ODS 提出逐步淘汰方案。它们是： 6 种 CFC，2 种哈龙，CCl4 和 CH3CCl3。 截止到 2000 年 5 月，共有 176 个国家批准了1985 年维也纳公约 ；175 个国家批准了 1987年蒙特利尔议定书 。到 1998 年底，在工业化国家利最初受控的氯氟烃类（CFC）产量已经下降了 95。最初受控的哈龙产量已经下降了 99.8。 8第三节 臭氧层破坏 科学家预计，
18、臭氧层将稳步地恢复到工业化以前的强度。但是臭氧层的恢复速度将比其受损害的速度慢得多。今后 1020 年很可能看到臭氧层维持在低水平上，但到 21世纪中叶，就可能见到臭氧层的完全恢复。第四节 酸沉降1872 年英国化学家史密斯（R.A.Smith）在空气和降雨：化学气候学的开端一书中首先使用了“酸雨（ acid rain） ”这一术语。20 世纪 60 年代，瑞典土壤学家奥登（S.Oden ）发现酸性降雨是欧洲一种大范围现象。1982 年在瑞典召开了国际环境酸化会议。酸雨已经成为当代区域性环境污染问题之一。 第四节 酸沉降 1.概念 并非 pH90%，出水 14mg/l） 。3. 氧化塘处理废水
19、的特点优点：利用自然供氧，运行费用低，构造简单。缺点：气温、日照对净化能力影响大，占地面积大。4.厌氧生物化学法对于高浓度有机废水及污泥，不宜直接采用好氧生物法处理，而用厌氧消化法预处理。在厌氧条件下，由兼性菌和厌氧菌分解有机物，产物主要是甲烷，可燃烧。副产物有硫化氢、臭气大，有硫化铁、呈黑色。废水停留时间长，设备容积要求大。主要构筑物是厌氧消化池。优点 24适于高浓度废水和好氧难降解的有机废水。能耗低。负荷高。剩余污泥少。 N 、 P 需要少，对 N、 P 缺乏的工业废水需投加的营养盐少。有一定杀菌作用（废水、污泥中的寄生虫卵、细菌、病毒等） 。生产灵活、适应性强，可季节性、间歇性运转。可产
20、生有价值的副产物，如沼气。缺点厌氧微生物生长繁殖慢，启动、处理时间长。出水水质达不到排放标准，需进一步好氧处理。操作控制因素比较复杂。第六章 大气污染与防治大气概述大气环境问题第一节 大气大气的垂直结构 （ 1）外层（逃逸层）热层以上的大气层统称外层，外层大气部分处于电离状态。外层是大气的最外层，但其边界在哪里，尚不能定论，实际上外层是大气圈向星际空间的过渡。 (2) 热层（电离层）热层大气温度随高度迅速增加，该层能量主要来自波长小于 175nm的紫外光，以及太阳的微粒辐射及宇宙空间的高能粒子。本层下部的带电层反射无线电短波，并可使之围绕地球折射若干次。 （3）中层 中层温度随高度而降低，到顶
21、层温度降至 190K 左右。本层高度为 8085 千米，大气在中层进行着强烈的化学反应。（4）平流层平流层内空气表现为大尺度的平流运动。平流层中水汽含量很少，尘埃含量很少，大气透明度很高。平流层中臭氧集中，太阳辐射光中紫外部分（290nm）几乎全部被吸收，因此温度较高。温度最25初随高度缓慢递增。(5) 对流层对流层位于近地面，直接与水圈、岩石圈、生物圈接触，与人类活动最为密切。对流层中空气分布相当均匀，这是由于地面吸收了太阳辐射中的红外线、可见光部分及波长大于 300nm 的紫外线，并将这部分光转化为热能，使之内部发生强烈对流的缘故。对流层内温度随高度向上递减。对流层的高度分布不均匀，赤道地
22、区有 1618km，两极仅为 812km。 第二节 大气环境问题 一、光化学烟雾 1. 概念：汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物和氮氧化合物等一次污染物在阳光作用下会发生光化学反应生成臭氧和醛等二次污染物。参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物（其中有气体污染物，也有气溶胶）所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。3.发生条件首先，大量的一次污染物生成光化学烟雾。其次，非常强烈的日照条件也有利于光化学烟雾的产生。再次，地理条件限制了污染空气的扩散和稀释。该类污染常发生在河谷地带或盆地等区域。4. 危害 光化学烟雾成分复杂，但是对动植物以及材料有害的主要是臭氧、醛、酮、硫酸等二次污
23、染物。1）人和动物受到的伤害主要是眼睛和呼吸道粘膜受到刺激，产生头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等。2）植物受到臭氧的损害，开始时表皮褪色，呈蜡质状，经一段时间后，叶绿素发生变化，叶片上出现红褐色斑点。3）臭氧还能造成橡胶制品老化，脆裂，使染料褪色，并损害油漆涂料、纺织纤维和塑料制品。 5. 案例1） 美国洛杉矶市光化学烟雾（1943 年起）首先，洛杉矶拥有大量汽车，据 2000 年统计资料，洛杉矶的汽车数量超过了 800 万辆。这样洛杉矶每天都消耗 2 万吨以上的汽油，汽车排出的污染物占洛杉矶大气污染物的90%。因此，洛杉矶有足够的一次污染物生成光化学烟雾。其次，洛杉矶地处
24、洛杉矶盆地，容易形成上热下冷的逆温现象（每年 300 天以上） ，污染物不易扩散。26再次，洛杉矶夏季的阳光非常强烈，为形成光化学烟雾提供了外界条件。2） 兰州西固区光化学烟雾（1974 年起）1974 年以来，每到夏季和秋季，我国甘肃省省会兰州市西固区的居民经常会出现眼睛受到刺激流泪、恶心、头晕等症状。经调查证该地区存在光化学烟雾类型的大气污染，污染源主要是石油化工及炼制业。由于其一次污染物的来源与比例（HC/NOx 值在 76224 之间，是国外大城市的数十倍（通常小于 12） ）与国外有明显区别，它有自己的规律和特点，其臭氧峰值出现的时间（12： 00 左右）比美国洛杉矶提前 23 个小
25、时，而且在 9：3014：00 期间出现两个峰值。同时，由于西固区地处黄河河谷，污染物不易扩散稀释，再加上西北高原的强烈日照，所以在夏、秋容易发生光化学烟雾污染。 二、煤烟型烟雾 1. 来源及污染物燃煤是煤烟型烟雾的主要污染源。煤是一种复杂的物质聚集体，其可燃成分主要是由碳、氢及少量氧、氮和硫等一起构成的有机聚合物。煤中也含有多种不可燃烧的无机成分（统称煤灰） ，其含量因煤的种类和产地不同有很大差异。燃煤与燃气和燃油相比，相同规模的燃烧设备，燃煤排放的颗粒物和二氧化硫要高得多。虽然燃烧条件影响污染物的形成和排放，但是煤的品质是最主要的影响因素。 2. 特征煤烟型烟雾的一次污染物是煤烟和二氧化硫
26、，二次污染物是硫酸雾和硫酸盐。在冬季气温低、无风和静风、湿度高的有雾天气下容易发生，白天夜间连续出现。3. 发生条件首先，大量燃烧煤而产生的煤烟和二氧化硫为煤烟型烟雾提供了充足的一次污染物。其次，多雾的气象条件也有利于煤烟型烟雾的产生。再次，地理条件限制了污染空气的扩散和稀释。该类污染常发生在河谷地带或盆地等容易形成逆温的区域。4. 危害煤烟型污染可严重影响能见度，视程甚至只有几米远。它还会严重刺激人和动物的呼吸道，危害森林等植物，腐蚀建筑物。 3. 案例（伦敦烟雾） 从 1873 年到 1962 年，伦敦历史上曾经发生过 6 次煤烟型烟雾污染事件，其中以1952 年最为严重。1952 年 1
27、2 月 58 日，英国几乎全境为浓雾笼罩，并且逆温，逆温层在40 150m 低空，导致燃煤产生的烟雾不断积累。伦敦市尘粒浓度为平时的 10 倍；二氧化硫浓度为平时的 6 倍。大气中的烟尘和二氧化硫，经过一系列的变化，生成硫酸雾和硫酸盐。4 天内伦敦市死亡人数较常年同期约多 4000 人。时间发生的 1 周中因支气管炎、冠心病、肺结核和心脏衰弱死亡的人数分别是事件前的同类死亡人数的 9.3 倍、2.4 倍、5.5 倍和 2.8 倍。肺炎。肺癌、流感及其他呼吸道疾病患者死亡率均成倍增加。 三、酸雨 四、臭氧耗竭五、全球变暖大气污染防治 27一、空气污染指数及相应空气质量 从 2001 年 6 月
28、5 日起，我国“ 重点城市空气质量日报” 包括 47 个环保重点城市；指标体系中包括可吸入颗粒物 PM10、二氧化氮和二氧化硫，由中央电视台向全国发布。预报内容为当日 20 时至次日 20 时城市的空气质量状况，包括污染指数、首要污染物和环境空气质量等级。 有的城市还对公布的空气污染项目进行了增加和调整。以北京为例，北京市从 1999年 5 月开始公布空气质量日报，其中除了全国都有的项目之外，还增加了一氧化碳和臭氧两项。臭氧是光化学烟雾中的光化学氧化剂之一，增加这一项，有利于预防光化学污染的发生。 二、大气污染防治技术 （一） 提高能源效率与节能 能源根据来源和转化形态可分为一次能源和二次能源
29、。一次能源又叫初级能源，是指从自然界直接取得，不改变其基本形态的能源；二次能源是指经过加工、转换成另一种形态的能源。一次能源又可分为可再生能源和不可再生能源。 当前世界能源消耗有一下特点：1. 能源主要来自一次不可再生能源。近年来，国际一次能源消耗结构发生较大变化，从以石油为主转变为以煤为主，同时天然气的消耗比例明显上升。2. 全球能源消耗水平有很大差异。占世界 1/4 的工业化国家，消耗世界能源的 3/4。其中人口只占世界 5的美国，却消耗世界 25的能源。我国人均能源消耗不到世界平均水平的 1/3。 目前，全球能源消耗的总体趋势是持续增长的。我国的能源工业发展很快，当前我国能源总产量居世界
30、第三，但同时也存在人均能源相对不足以及空间分布不均等问题。而且，与我国经济规模相比，我国属于能源高消费国家。在许多情况下提高能源效率和节能是减少污染物排放的最有效的方法，并且，在所有污染防治技术中节能是最经济的方法，不但减少了温室气体的排放，而且节约了能源，具有相当的经济效益。 我国的节能重点是以下几个方面： 1. 燃煤电厂 数量众多的小机组是导致中国供电煤耗居高不下和大气污染的主要原因。 2. 工业锅炉 工业锅炉的煤炭消耗量约占中国总耗煤量的 30，是节能潜力最大的终端用能设备。 3. 钢铁工业 钢铁工业的能耗占全国总能源使用量的 10左右。 在钢铁工业的能源消费量中，煤和焦炭占 74.4。
31、钢铁工业的主要节能措施有降低铁钢比、推行连铸、减少平炉钢、推广高炉喷煤粉。 4. 建材工业 建材工业能源消费量占全国煤炭消费量的 17以上，也是节能潜力较大的工业部门。 (二)洁净煤技术洁净煤技术是指从煤炭开发利用的全过程中，减少污染物排放与提高利用效率的加28工、燃烧、转化及污染控制等新技术。主要包括煤炭洗选、加工、转化、先进发电技术、烟气净化等方面的内容。 （三） 开发清洁能源和可再生能源 1. 注重清洁能源的发展。世界上发展较快的清洁能源主要有地热能、风能、太阳能、氢能、核能、生物质能、天然气等。 2. 贯彻关于划分高污染燃料的规定 。2001 年 4 月，我国国家环保总局颁布的关于划分
32、高污染燃料的规定 ，明确规定高污染燃料包括：原（散）煤、粉煤、煤泥、燃料油（重油和渣油） 、各种可燃废物和直接然用的生物质燃料（树木、秸秆、锯末、稻壳、蔗渣）等。 新型能源汽车的开发（四） 酸雨和二氧化硫污染的控制酸雨控制区包括酸雨最严重的地区及其周边二氧化硫排放量较大的地区。（五） 机动车污染的控制机动车污染与机动车保有量、燃料利用率、燃料性能及交通状况等诸多因素密切相关。（六） 工业污染的控制有关的环境保护法律是工业污染控制的基础。我国的污染笼子政策建立在预防为主、防治结合，污染者付费和强化环境管理这三项基本原则上。 第五章 固体废弃物的最小化 总体结构第一节 固体废弃物的循环利用 固体废
33、物的定义固体废物的来源和分类固体废物对环境的危害第二节 固体废弃物处理方法 固体废物处理与处置固体废弃物处理的原则固体废物处理途径固体废弃物的处置第一节 固体废弃物的循环利用一、固体废物的定义固体废物亦称废物，一种过程的废物随着时空条件的变化，往往可以成为另一过程的原料，废与不废是相对的，它与技术水平和经济条件密切相关。所以，废物也有“放在错误地点的原料”之称。29我国固体废物的利用率较低，于 1989 年仅为 26%，而发达国家一般都在 50%以上。我国的资源能源利用率很低，大量的资源、能源会随固体排放而流失。矿产资源一般只能利用 50%左右，能源利用 30%二、固体废物的来源和分类 固体废
34、物的来源大体上可以分为两类：一类是生产过程中产生的废物（不包括废气、废水） ；另一类是产品在流通过程和消费使用后产生的固体废物。固体废物分类方法很多，可以根据其性质、状态和来源等进行分类。如按其化学性质可分为有机废物和无机废物；按其形状可分为固体废物（粉状、粒状、块状）和泥状废物（污泥） ；按其危害状况可分为有害废物（指有易燃性、易爆性、腐蚀性、毒性、传染性、放射性等废物）和一般废物。应用较多的是按其来源进行分类，分为工业固体废物、矿业固体废物、农业固体废物、城市垃圾和有害废物五类。三、固体废物对环境的危害固体废物对人类环境的危害很大。一方面，固体废物是各种污染物的终态，特别是从污染控制设施排
35、出的固体废物，浓缩了许多污染物成分，而人们对这类污染物却往往产生一种稳定、污染慢的错觉；另一方面，在自然条件影响下，固体废物中的一些有害成分会转入大气、水体和土壤，参与生态系统的物质循环，具有潜在的、长期的危害性。因此，对固体废物，特别是有害固体废物处理、处置不当，会严重危害人体健康。固体废物对环境的危害主要表现在以下方面：1侵占土地；2.污染土壤；3.污染水体；4.污染大气；5.影响环境卫生 1侵占土地固体废物不加利用时，需占地堆放，堆积量越大，占地越多。据估算，每 堆积 1万吨废物，占地约需 1 亩（666.6m 2） 。截止 1994 年，我国仅工矿业固体废物的累计堆存量就达 66 亿多
36、吨，占地 90 多万亩。随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的很大提高，矿山废物和城市垃圾占地与人类生存和发展的矛盾日益突出，例如，根据对北京市高空远红外探测的结果显示，北京市区几乎被环状的垃圾堆群所包围。 2.污染土壤废物堆放和没有采取适当防渗措施的垃圾填埋，经过风化、雨雪淋溶、地表径流的侵蚀，其中的有害成分很容易产生高温和有毒液体并渗入土壤，杀灭土壤中的微生物，破坏微生物与周围环境构成的生态系统，甚至导致草木不生。其有害成分若渗流入水体，则可能进一步危害人的健康。例如，在 20 世纪 80 年代，我国内蒙古包头市的某矿尾砂堆积30如山，造成尾砂坝下游的大片土地被污染，一个乡的居民被迫搬
37、迁 。3.污染水体固体废物若随天然降水或地表径流进入河流、湖泊，或随风飘迁落入水体，则使地面水受到污染；若随渗沥水进入土壤，则使地下水受到污染；若直接排入河流、湖泊或海洋，则会造成更大的水体污染不仅减少水体面积，而且还妨害水生生物的生存和水资源的利用。例如，德国莱茵河地区的地下水因受废渣渗沥水污染，导致当地自来水厂有的关闭，有的减产。 4.污染大气固体废物一般通过如下途径污染大气：以细粒状存在的废渣和垃圾，在大风吹动下会随风飘逸，扩散到远处；运输过程中会产生有害的气体和粉尘；一些有机固体废物在适宜的温度和湿度下会被微生物分解，释放出有害气体；固体废物本身以及在对其处理（如焚烧）时散发的毒气和臭
38、气等。典型的例子是曾在我国各地煤矿多次发生的自燃，散发出大量的 SO2、CO 2、NH 3 等气体，造成了严重的大气污染。 固废在运输和处理过程中，能产生有害气体和粉尘； 有机固废能被微生物分解释放出恶臭和毒气，造成地区性空气污染； 细粒废渣和垃圾，能随风飘逸扩散到远处，使平均视程降低 3070%。第二节 固体废弃物处理方法二、固体废弃物处理的原则我国于 80 年代中期提出了“无害化” 、 “减量化”、 “资源化”的控制固体废物污染的技术政策，今后的趋势也是从无害化走向资源化。1 “无害化”固体废物“ 无害化”（innocuity）处理是指将固体废物通过工程处理，达到不损害人体健康、不污染周围
39、自然环境的目的。目前，固废“无害化” 处理技术有：垃圾焚烧、卫生填埋、堆肥、粪便的厌氧发酵、有害废物的热处理和解毒处理等。其中“高温快速堆肥处理工艺” 、 “高温厌氧发酵处理工艺 ”，在我国都已达到实用程度， “厌氧发酵工艺” 用于废物“无害化”处理的理论已经成熟，具有我国特点的“粪便高温厌氧发酵处理工艺” 在国际上一直处于领先地位。 2 “减量化” 固体废物的“ 减量化”（minimization）是指通过适宜的手段减少和减小固体废物的数量和容积。这需要从两方面着手，一是减少固体废物的产生，二是对固体废物进行处理利用。首先从废物产生的源头考虑，为了解决人类面临的资源、人口、环境三大问题，人们必须注重资源的合理、综合利用，包括采用经济合理的综合利用工艺和技术，制定科学的资源消耗定额等。另外，对固体废物采用压实、破碎、焚烧等处理方法，也可以达到减量和便于运输、处理的目的。
