第2章-环境污染及其治理基础汇总课件.ppt

1、第二章第二章 环境污染及其治理基础环境污染及其治理基础陈云鹏陈云鹏上海交通大学资源与环境系上海交通大学资源与环境系第一节第一节 环境污染及其现状环境污染及其现状n环境：环境：存在的空气、水和土壤以及包括建筑物在存在的空气、水和土壤以及包括建筑物在内的空气和地面或地下的自然或人为结构中的空内的空气和地面或地下的自然或人为结构中的空气及其组成要素。气及其组成要素。n污染：污染：任何对环境中生存的人或其他生命有机体任何对环境中生存的人或其他生命有机体产生危害的物质释放到环境中的行为。产生危害的物质释放到环境中的行为。n环境污染（广义）：环境污染（广义）：由于自然的或人为的活动引起某些物由于自然的或人

2、为的活动引起某些物理、化学和生物等有毒因素或有害因素进入环境，在数量理、化学和生物等有毒因素或有害因素进入环境，在数量或强度上超出了环境的自净能力，并在环境中扩散、迁移、或强度上超出了环境的自净能力，并在环境中扩散、迁移、转化，使环境和它的组成要素如大气、水体、土壤等发生转化，使环境和它的组成要素如大气、水体、土壤等发生改变，扰乱和破坏了环境生态平衡，进而使环境系统状态改变，扰乱和破坏了环境生态平衡，进而使环境系统状态与功能变差，最终影响人类及其他生物正常生存和发展的与功能变差，最终影响人类及其他生物正常生存和发展的环境不协调现象。环境不协调现象。n环境污染（狭义）：环境污染（狭义）：主要指人

3、类活动所导致的主要指人类活动所导致的环境质量下降并影响人类正常生存和发展的现环境质量下降并影响人类正常生存和发展的现象。象。2009年10月14日晚上，第30届尤金史密斯人道主义纪实基金在美国纽约美国亚洲协会举行隆重的颁奖仪式，来自中国的卢广以关注中国污染的专题摄影获得了尤金史密斯人道主义摄影奖。广东省贵屿镇河流、水塘都已被污染，村民们只好在被严重污染的水塘里洗涤。2005年11月25日江苏泰兴化工园区的化工废料堆放长江堤上江苏泰兴化工园区的化工废料堆放长江堤上 2009年年5月月15日日镇江市钛粉厂每天大量的化工污水排放长江，下游不到镇江市钛粉厂每天大量的化工污水排放长江，下游不到1000米

4、处米处是丹阳市自来水取水处是丹阳市自来水取水处 2009年年6月月10日日山西省是全国污染最严重的地区，也是缺陷婴儿出生率最高的省山西省是全国污染最严重的地区，也是缺陷婴儿出生率最高的省份，这是一对爱心的农妇领养份，这是一对爱心的农妇领养17名残疾孩子名残疾孩子 2009年年4月月15日日一、环境污染的分类一、环境污染的分类n污染物的多样化使得对它们难以进行纯粹的系污染物的多样化使得对它们难以进行纯粹的系统分类统分类n可以根据污染物的不同性质进行功能分类可以根据污染物的不同性质进行功能分类n所有这些分类本质上都是人为和主观的所有这些分类本质上都是人为和主观的 自然形成自然形成 污染污染物物人为

5、产生人为产生有毒物有毒物CFCDDT基本物质基本物质CO2硝酸盐硝酸盐非基本物质非基本物质铅铅铜铜废物废物塑料塑料玻璃玻璃能量能量离子辐射离子辐射热能热能噪声噪声化学物质化学物质图图2-1 污染物的分类示例污染物的分类示例环境污染大致可以按环境污染大致可以按污染物性质、污染物形态、被污染物性质、污染物形态、被污染的客体、污染原因、污染程度、污染影响范围污染的客体、污染原因、污染程度、污染影响范围等等6种类型来分类。种类型来分类。污染类型是变迁的，污染类型是变迁的，40年前及更早主要是生物性污年前及更早主要是生物性污染。近染。近30年来随着工业生产和科技的发展，化学性、年来随着工业生产和科技的发

6、展，化学性、物理性和放射性污染已成为重要的污染源。物理性和放射性污染已成为重要的污染源。表表2-1 环境污染的类型和形式环境污染的类型和形式1.大气污染大气污染定义：定义：有害、有毒气体和悬浮物质介入大气中，其浓度超过了大气环境的容许量，致使大气质量恶化，对人类及动、植物产生直接或间接危害的现象。来源：来源：工业、厂矿、交通运输、火山爆发、核爆炸、农药 种类：种类：已知大气污染物超过1500种，其中排放量大的有烟尘、粉尘、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化合物、挥发性有机物、碳氢化合物、铅蒸汽等近200种。大气污染物类型大气污染物类型（1）煤炭型：燃烧煤炭产生的污染物污染大气，主要）煤炭型：燃烧煤炭产

7、生的污染物污染大气，主要有烟有烟气、灰尘、硫化物、氧化物等，我国主要的大气污染源。气、灰尘、硫化物、氧化物等，我国主要的大气污染源。（2）石油型：使用、生产石油和石化产品中各类油燃烧后）石油型：使用、生产石油和石化产品中各类油燃烧后排放的大量废弃造成的污染。排放的大量废弃造成的污染。主要有氮氧化物、碳氢化物主要有氮氧化物、碳氢化物及其进一步反应所生成的化合物等。目前，汽车尾气已成及其进一步反应所生成的化合物等。目前，汽车尾气已成为主要污染源。为主要污染源。（3）混合型：）混合型：由燃烧煤炭和石油加工过程中产生的废气以由燃烧煤炭和石油加工过程中产生的废气以及各种工业、工艺生产和加工过程中产生的有

8、毒、有害的及各种工业、工艺生产和加工过程中产生的有毒、有害的混合污染物造成的污染。混合污染物造成的污染。（4）特殊型：由于生产中的事故性泄露或人为排出有毒害）特殊型：由于生产中的事故性泄露或人为排出有毒害气体，造成局部区域的大气污染。主要污染物有气体，造成局部区域的大气污染。主要污染物有易挥发有易挥发有机物（机物（VOCVOC）、氯气、酸雾、硫化氢、汞及其他金属蒸汽等。）、氯气、酸雾、硫化氢、汞及其他金属蒸汽等。定义：定义：人类在生产、生活过程中产生的有害、有毒物质进人类在生产、生活过程中产生的有害、有毒物质进入水体，其量超过了水体的自净能力，引起水质恶化，降入水体，其量超过了水体的自净能力，

9、引起水质恶化，降低了水的使用价值，造成对环境、人体和其他生物的危害低了水的使用价值，造成对环境、人体和其他生物的危害现象。现象。类型：按照污染物性质，可把污染水体分为类型：按照污染物性质，可把污染水体分为生理性污染生理性污染（感官性污染）、物理性污染、化学性污染、生物性污染。（感官性污染）、物理性污染、化学性污染、生物性污染。2.水体污染水体污染水体污染类型水体污染类型（1）生理性污染：生理性污染：污染物排入天然水体后引起感官性状的污染物排入天然水体后引起感官性状的恶化，也称感官性污染。恶化，也称感官性污染。常以嗅觉、味觉、外观、透明度常以嗅觉、味觉、外观、透明度等感官性质为衡量指标。等感官性

10、质为衡量指标。（2）物理性污染：物理性污染：污染物排入天然水体后引起其物理特性污染物排入天然水体后引起其物理特性发生变化，如油、泡沫浑浊度、悬浮物的变化、水泡沫和发生变化，如油、泡沫浑浊度、悬浮物的变化、水泡沫和油膜的产生、颜色、水温的变化等。油膜的产生、颜色、水温的变化等。衡量指标为浑浊度、衡量指标为浑浊度、色度、悬浮物质量、导电率、温度等。色度、悬浮物质量、导电率、温度等。（3）化学性污染：化学性污染：污染后水体发生化学性质的改变，如有污染后水体发生化学性质的改变，如有机物分解、酸碱度变化、水体硬度增高、有毒物质浓度超机物分解、酸碱度变化、水体硬度增高、有毒物质浓度超标等。标等。衡量指标有

11、生化需氧量、化学耗氧量、溶解氧量、衡量指标有生化需氧量、化学耗氧量、溶解氧量、pH值、硬度以及某些毒物含量。值、硬度以及某些毒物含量。（4）生物性污染：生物性污染：水体被有害微生物、寄生虫等病原体或水体被有害微生物、寄生虫等病原体或能引起人类过敏反应的变应原等污染，造成水体恶化，并能引起人类过敏反应的变应原等污染，造成水体恶化，并会使人及动物感染或传染，导致直接或间接危害人类健康会使人及动物感染或传染，导致直接或间接危害人类健康的一种污染。的一种污染。主要以大肠杆菌及细菌数等为衡量指标。主要以大肠杆菌及细菌数等为衡量指标。表表2-2 水体污染种类及典型污染物水体污染种类及典型污染物定义：定义：

12、污染物在土壤中的累积浓度超过土壤环境容量，引污染物在土壤中的累积浓度超过土壤环境容量，引起土壤质量恶化的现象。起土壤质量恶化的现象。土壤污染源：土壤污染源：农药和化肥的使用、污水灌溉、废渣侵蚀、农药和化肥的使用、污水灌溉、废渣侵蚀、大气和水质污染的间接影响等。大气和水质污染的间接影响等。土壤污染危害：土壤污染危害：植物生理功能失调，农作物生长发育不良，植物生理功能失调，农作物生长发育不良，并会通过食物链的不断积累和浓缩，危害人体健康。并会通过食物链的不断积累和浓缩，危害人体健康。3.土壤污染土壤污染安徽省马鞍山化工园区长江边上被化工厂污染的土地安徽省马鞍山化工园区长江边上被化工厂污染的土地20

13、09年年6月月26日日发生在湖南桂阳县、嘉禾、浏阳等地的土壤污染事件发生在湖南桂阳县、嘉禾、浏阳等地的土壤污染事件二、环境污染的特征二、环境污染的特征n污染的广泛性污染的广泛性n危害的长期性危害的长期性n作用的复杂性作用的复杂性n影响的多样性影响的多样性n治理的困难性治理的困难性 三、环境污染的危害三、环境污染的危害n公害：公害：严重的环境污染。严重的环境污染。n公害病：公害病：由公害诱发和引起的疾病。由公害诱发和引起的疾病。n公害事件：公害事件：由于环境污染，造成短期内大量人由于环境污染，造成短期内大量人群发病和死亡的事件。群发病和死亡的事件。表表2-3 著名的世界著名的世界“八大公害事件八

14、大公害事件”表表2-3 著名的世界著名的世界“八大公害事件八大公害事件”表表2-3 著名的世界著名的世界“八大公害事件八大公害事件”表表2-3 著名的世界著名的世界“八大公害事件八大公害事件”表表2-4 1997年美国年美国6种污染物估计释放总量（百万吨种污染物估计释放总量（百万吨/年）年）PM10：向大气释放颗粒物；：向大气释放颗粒物；NOx：氮氧化合物；：氮氧化合物；VOC：挥发性有机物：挥发性有机物四、污染物的评价四、污染物的评价 污染的环境持续性常和迁移性、生物富集性相关。污染的环境持续性常和迁移性、生物富集性相关。生物修复的原理是通过污染物的降解形成危害较生物修复的原理是通过污染物的

15、降解形成危害较小的产物。小的产物。污染物之间的作用可以是协同的或者对抗的。污染物之间的作用可以是协同的或者对抗的。表表2-5 水生生物对常见重金属的平均富集倍数水生生物对常见重金属的平均富集倍数五、污染的控制策略五、污染的控制策略第第二二节节 我国环境污染现状我国环境污染现状一、水资源污染一、水资源污染废、污水排放总量极大，约占世界废、污水排放总量极大，约占世界 10%以上；以上；我国城市污水处理率只有我国城市污水处理率只有36%，大量未经处理的污水，大量未经处理的污水直接排放，大多成为城市环境污染的二次污染源。直接排放，大多成为城市环境污染的二次污染源。82%的江河湖泊、的江河湖泊、45%城

16、市地下水遭受污染。城市地下水遭受污染。海洋环境质量公报：我国海洋近岸和近海海域水海洋环境质量公报：我国海洋近岸和近海海域水质劣于国家一类海水水质标准的面积已占总面积的质劣于国家一类海水水质标准的面积已占总面积的1/3。目前，我国大部分河口、海湾的海水铅含量均超过一目前，我国大部分河口、海湾的海水铅含量均超过一类水质标准，一些海域汞、镉的含量偏高。类水质标准，一些海域汞、镉的含量偏高。海域污染最严重的是大中城市附近的河口。海域污染最严重的是大中城市附近的河口。表表2-6 近几年我国废水、污水排放量（亿吨）近几年我国废水、污水排放量（亿吨）图图2-2 全国废水排放量年际对比全国废水排放量年际对比表

17、表2-7 全国废水中重金属污染物排放量（吨）全国废水中重金属污染物排放量（吨）图图2-3 工业废水中五项重金属历年排放趋势工业废水中五项重金属历年排放趋势二、大气污染二、大气污染1.颗粒物颗粒物我国城市降尘污染十分严重，大多数城市年均值我国城市降尘污染十分严重，大多数城市年均值300 g/m3，冬季悬浮颗粒污染超过国家二级标准（冬季悬浮颗粒污染超过国家二级标准（200 g/m3）的城市占）的城市占95%以上。以上。中国几乎所有城市的悬浮颗粒污染都超过世界卫生组织的标准中国几乎所有城市的悬浮颗粒污染都超过世界卫生组织的标准（90 g/m3），全国城市平均值），全国城市平均值150 g/m3，相当

18、于纽约的，相当于纽约的7倍，倍，伦敦的伦敦的14倍。倍。我国的一级标准为我国的一级标准为150 g/m3，能达到该标准的，能达到该标准的仅有厦门、北海、海口、珠海等极少数沿海城仅有厦门、北海、海口、珠海等极少数沿海城市。市。图图2-4 全国烟尘和工业粉尘排放量年际变化全国烟尘和工业粉尘排放量年际变化2.二氧化硫二氧化硫全国城市二氧化硫年均浓度为全国城市二氧化硫年均浓度为79 g/m3，半数以上半数以上城市超过国家二级标准（城市超过国家二级标准（60 g/m3）。）。大气中二氧化硫极易转化成硫酸，是形成酸雨的主大气中二氧化硫极易转化成硫酸，是形成酸雨的主要成分。要成分。我国酸雨区占国土面积的我国

19、酸雨区占国土面积的40%，西南、华南地区已，西南、华南地区已成为世界第三大酸雨区。每年因酸雨造成的损失超成为世界第三大酸雨区。每年因酸雨造成的损失超过过1000亿元。亿元。表表2-8 全国近年废气中全国近年废气中SO2排放量（万吨）排放量（万吨）图图2-5 全国二氧化硫排放地区分布全国二氧化硫排放地区分布新疆维吾尔自治区西藏自治区青海黑龙江吉林云南江西福建3.CO大气中存在最多分布最广的污染物，人为产生的大气中存在最多分布最广的污染物，人为产生的CO约有约有70%来自机动车尾气。来自机动车尾气。CO可在空气里滞留可在空气里滞留2-3年，在一定条件下可转化为年，在一定条件下可转化为CO2，但转化

20、率很低。，但转化率很低。空气中空气中CO浓度在浓度在105，人就中毒；浓度达到，人就中毒；浓度达到1%，人，人就死亡。就死亡。4.挥发性有机物（挥发性有机物（VOCs）20世纪世纪90年代以来已成为最严重的大气污染物年代以来已成为最严重的大气污染物之一。之一。我国未公开报道，但估计排放量在数量级上我国未公开报道，但估计排放量在数量级上与美国相近。与美国相近。近年来随着机动车辆的迅速增加，近年来随着机动车辆的迅速增加，VOCs排放排放将会明显增加。将会明显增加。表表2-9 美国美国1997年年VOCs释放总量及污染源释放比率释放总量及污染源释放比率5.温室气体（温室气体（CO2、氟利昂、甲烷、氧

21、化氮）、氟利昂、甲烷、氧化氮）造成的温室效应的比率分别为造成的温室效应的比率分别为57%、25%、12%和和6%。由于石化燃料的使用过去由于石化燃料的使用过去200年来大气中的年来大气中的CO2浓度由浓度由2.810-4上升到上升到3.510-4，浓度每年上升，浓度每年上升0.5%。大气中的氟利昂、氮氧化物会破坏臭氧层，阻止太阳辐射从大气中的氟利昂、氮氧化物会破坏臭氧层，阻止太阳辐射从地面的反射作用，更多的紫外线辐射到地面，使地球变暖。地面的反射作用，更多的紫外线辐射到地面，使地球变暖。大气中的氮氧化物主要来自于行使的车辆，全国氮氧化物平大气中的氮氧化物主要来自于行使的车辆，全国氮氧化物平均浓

22、度为均浓度为46 g/m3，一半以上的城市氮氧化物污染已超过二，一半以上的城市氮氧化物污染已超过二氧化硫污染。氧化硫污染。表表2-10 温室气体在大气中的浓度与寿命温室气体在大气中的浓度与寿命三、土壤污染三、土壤污染使用化肥、农药、污水灌溉是造成土壤污染的主要原因之一。使用化肥、农药、污水灌溉是造成土壤污染的主要原因之一。氮素化肥的有效利用率一般仅氮素化肥的有效利用率一般仅30%，约有，约有70%进入水、土环境。进入水、土环境。农药附着在植物体上的只有农药附着在植物体上的只有18%-20%，落到地面的高达，落到地面的高达40%-60%，漂浮在大气中的占，漂浮在大气中的占5%-30%。有机氯、重

23、金属与类金属及其化合物等的分子稳定，不易分解。有机氯、重金属与类金属及其化合物等的分子稳定，不易分解。过量使用如过量使用如DDT等农药会使土壤中的残留量增高。等农药会使土壤中的残留量增高。四、固体废弃物污染四、固体废弃物污染：是指由人类在生产建设、日常生活和其他活动中：是指由人类在生产建设、日常生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或放弃的固态、半固态物质，置于容器但被抛弃或放弃的固态、半固态物质，置于容器中的非固态物质，以及法律、法规规定纳入固体中的非固态物质，以及法律、法规规定纳入固体废物管理的物质。废物管理的物质。固体

24、废物来源广泛，组成复杂，分类方法很多。按照来源分类固体废物来源广泛，组成复杂，分类方法很多。按照来源分类主要包括：主要包括：（1）矿业固体废物）矿业固体废物（煤矸石、废石、尾矿）（煤矸石、废石、尾矿）（2）工业固体废物）工业固体废物（冶金固体废物、化学工业固体废物、燃料灰渣、石油工（冶金固体废物、化学工业固体废物、燃料灰渣、石油工业固体废物、粮食及食品工业固体废物、其他）业固体废物、粮食及食品工业固体废物、其他）（3）城市固体废物）城市固体废物（生活垃圾、城建渣土、商业固体废物、粪便）（生活垃圾、城建渣土、商业固体废物、粪便）（4）农业固体废物）农业固体废物（植物秸秆、腐烂的蔬菜和水果、果树枝

25、、落叶等）（植物秸秆、腐烂的蔬菜和水果、果树枝、落叶等）（5）有害固体废物）有害固体废物：除了放射性废物以外的具有毒性、易燃性、反应性、腐：除了放射性废物以外的具有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、爆炸性、传染性等而可能对人类的生活环境和健康产生危害的废物。蚀性、爆炸性、传染性等而可能对人类的生活环境和健康产生危害的废物。总体上我国固体废物污染呈加重趋势。主要表现在：总体上我国固体废物污染呈加重趋势。主要表现在：（1 1）固体废物产生量持续增长，工业固体废物平均年）固体废物产生量持续增长，工业固体废物平均年增长增长7%7%，城市生活垃圾年增长，城市生活垃圾年增长4%4%；（2 2）固体废物处置能力

26、明显不足，大部分危险废物处）固体废物处置能力明显不足，大部分危险废物处于低水平综合利用或简单储存状态；于低水平综合利用或简单储存状态；（3 3）城市垃圾处理率为）城市垃圾处理率为58%58%，至少，至少85%85%的堆存垃圾掩埋的堆存垃圾掩埋在农村，农村环境卫生明显下降，农村固体废物污染在农村，农村环境卫生明显下降，农村固体废物污染问题日益突出。问题日益突出。表表2-11 我国工业固体废物和危险废物产生量我国工业固体废物和危险废物产生量表表2-12 我国工业固体废物综合利用和垃圾无害化情况（我国工业固体废物综合利用和垃圾无害化情况（2007）第第三三节节 环境污染源及优先污染物环境污染源及优先

27、污染物一、环境污染源一、环境污染源环境污染物：环境污染物：进入环境并引起环境污染或环境进入环境并引起环境污染或环境破坏的物质。破坏的物质。环境污染物按污染源可分成：环境污染物按污染源可分成：生产性污染、生生产性污染、生活性污染、交通性污染、其他污染。活性污染、交通性污染、其他污染。1.生产性污染生产性污染工业性污染工业性污染（工业生产、矿山开采）（工业生产、矿山开采）农业性污染农业性污染（农药、化肥等）（农药、化肥等）表表2-13 工业性污染物中主要污染物及其来源工业性污染物中主要污染物及其来源2.生活性污染生活性污染粪便、垃圾、污水、医院的污水及废弃物、其他人类粪便、垃圾、污水、医院的污水及

28、废弃物、其他人类活动造成的污染（如烧菜、吸烟、燃放烟花爆竹等）活动造成的污染（如烧菜、吸烟、燃放烟花爆竹等）3.交通性污染交通性污染由汽车、火车、飞机、轮船等交通工具排放出的废气、由汽车、火车、飞机、轮船等交通工具排放出的废气、噪音等，以及海上事故、沉船等漏油事故等。噪音等，以及海上事故、沉船等漏油事故等。4.其他污染其他污染 各种通讯设备产生的微波辐射、电磁辐射、自然灾各种通讯设备产生的微波辐射、电磁辐射、自然灾害、害、突发事故、战争、未经处理的放射性废弃物等。突发事故、战争、未经处理的放射性废弃物等。二、优先污染物二、优先污染物（定义）：指的是在众多的污染物中筛选出的潜在危险大并作为优先研

29、究（定义）：指的是在众多的污染物中筛选出的潜在危险大并作为优先研究与控制对象的污染物。与控制对象的污染物。美国是最早开展优先污染物监测的国家，在美国是最早开展优先污染物监测的国家，在20世纪世纪70年代美国环境保护署年代美国环境保护署就筛选出就筛选出6大类共大类共129种优先污染物。种优先污染物。1980年，德国公布了年，德国公布了120种水中有毒污染物名单。种水中有毒污染物名单。1985年，前苏联公布了年，前苏联公布了561种有机污染物在水中的极限容许浓度。种有机污染物在水中的极限容许浓度。1986年，日本环境厅公布了年，日本环境厅公布了189种有毒污染物。种有毒污染物。1998年，中国国家

30、危险废物名录发布，年，中国国家危险废物名录发布，47大类有毒有害废物。大类有毒有害废物。目前，我国初选出水中优先污染物目前，我国初选出水中优先污染物249种，水中优先种，水中优先控制污染物黑名单为控制污染物黑名单为68种。种。表表2-14 我国水中优先控制污染物黑名单我国水中优先控制污染物黑名单三、持久性污染物（三、持久性污染物（POPs）（定义）：有机氯、有机汞等一类很难生物降解或不（定义）：有机氯、有机汞等一类很难生物降解或不能降解的有机毒物，由于它们的化学性质稳定，很难能降解的有机毒物，由于它们的化学性质稳定，很难被生物降解，因而会长期存在于环境中，这类有机毒被生物降解，因而会长期存在于

31、环境中，这类有机毒物被称为持久性有机污染物。物被称为持久性有机污染物。1.POPs的危害的危害 可以通过生物富集作用，被脂肪组织大量吸收放大可以通过生物富集作用，被脂肪组织大量吸收放大到原始值的到原始值的7万倍。万倍。很稳定，可在环境中存在数十年。很稳定，可在环境中存在数十年。引起人类致癌、过敏、损伤中枢及周围神经系统，引起人类致癌、过敏、损伤中枢及周围神经系统，通过改变激素引起内分泌失调而破坏生殖与免疫系统。通过改变激素引起内分泌失调而破坏生殖与免疫系统。不仅危害当代，还影响下一代不仅危害当代，还影响下一代2.12种持久性有机毒物种持久性有机毒物 2001年年5月，联合国环境会议通过了关于持

32、久性有月，联合国环境会议通过了关于持久性有 机污染物的斯德哥尔摩公约。机污染物的斯德哥尔摩公约。目前，公认急需解决的目前，公认急需解决的12种持久性有机毒物为：种持久性有机毒物为：艾氏剂、氯丹、艾氏剂、氯丹、DDT、狄氏剂、七氯、六氯化苯、狄氏剂、七氯、六氯化苯、异狄氏剂、毒杀芬、灭蚁灵、多氯联苯、多氯对苯异狄氏剂、毒杀芬、灭蚁灵、多氯联苯、多氯对苯 并呋喃、多氯对苯并二噁英并呋喃、多氯对苯并二噁英第第四四节节 污染物的迁移与转化污染物的迁移与转化一、污染物在环境中的迁移与转化一、污染物在环境中的迁移与转化污染物在环境中的迁移取决于其本身的理化性质和环境条件。污染物在环境中的迁移取决于其本身的

33、理化性质和环境条件。物理化学性质：物理化学性质：污染物组成及各组分主要理化参数（离子半径、污染物组成及各组分主要理化参数（离子半径、粒子电位、化合价、溶解度、络合常数等）粒子电位、化合价、溶解度、络合常数等）环境条件：环境条件：环境的氧化还原条件、酸碱状态、压力、温度等。环境的氧化还原条件、酸碱状态、压力、温度等。1.污染物的迁移方式（污染物的迁移方式（3种）种）机械迁移：机械迁移：以水或气为迁移介质，在自然或人为给予的推动以水或气为迁移介质，在自然或人为给予的推动力力 下迁移，下迁移，如弥散、稀释、溶解、吸附、沉降等作用。如弥散、稀释、溶解、吸附、沉降等作用。物理化学迁移（主要方式）：物理化

34、学迁移（主要方式）：以一系列物理的、化学的或物以一系列物理的、化学的或物理理 化学的作用实现污染物的迁移，化学的作用实现污染物的迁移，如对无机污染物的氧化还原、如对无机污染物的氧化还原、络合、吸着、水解等；对有机污染物在大气中的自然分解、络合、吸着、水解等；对有机污染物在大气中的自然分解、转化、合成等。转化、合成等。生物迁移：生物迁移：以生物吸收、代谢、生长、死亡等过程所实现污以生物吸收、代谢、生长、死亡等过程所实现污染染 物的迁移。物的迁移。如植物根系吸收、富集与转化、水生生物的富集如植物根系吸收、富集与转化、水生生物的富集 和浓缩。和浓缩。二、污染物在生物体内的吸收与转化二、污染物在生物体

35、内的吸收与转化1.污染物的生物吸收污染物的生物吸收 以蒸汽、气体等形式存在的污染物易被肺吸收，到以蒸汽、气体等形式存在的污染物易被肺吸收，到 达肺泡后经过被动扩散透过呼吸膜进入血液。达肺泡后经过被动扩散透过呼吸膜进入血液。气溶胶和粒径小于气溶胶和粒径小于1.0 m的微粒进入肺部，附着在的微粒进入肺部，附着在 肺泡内；肺泡内；0.01-0.03 m的微粒会附着在支气管内的微粒会附着在支气管内 通过食物链进入人体，被消化管吸收；通过食物链进入人体，被消化管吸收；通过皮肤吸收，如多数有机磷农药、四氯化碳等通过皮肤吸收，如多数有机磷农药、四氯化碳等 植物通过根部吸收以及随后蒸腾作用输送到植物各植物通过

36、根部吸收以及随后蒸腾作用输送到植物各 部分；植物地上部分；叶片气孔吸收污染物。部分；植物地上部分；叶片气孔吸收污染物。2.毒物的生物转化毒物的生物转化 通过化学转变增加极性，使易随胆汁或尿液排出；主要在肝脏进行；生物转化不一定对毒物起解毒作用，也可能把某些 非毒物质增强毒性；（1）通过氧化、还原、水解作用将物质某些基团转）通过氧化、还原、水解作用将物质某些基团转 化，从而改变其生物活性及理化性质；化，从而改变其生物活性及理化性质；（2）经第一类反应后，某些物质仍需与极性更强的经第一类反应后，某些物质仍需与极性更强的物质结合反应，以形成较大溶解度并失去原有毒性。物质结合反应，以形成较大溶解度并失

37、去原有毒性。如：含有羟基、羧基、氨基等功能基团的药物与毒物或激素在肝细胞内的结合反应三、污染物的生物富集与放大三、污染物的生物富集与放大1.污染物的富集（污染物的富集（Bioenrichment）：生物有机体或处于同一级营养上的生物种群（包括动物、植：生物有机体或处于同一级营养上的生物种群（包括动物、植物），从周围环境中通过蓄积难分解有机毒物或某些重金属、物），从周围环境中通过蓄积难分解有机毒物或某些重金属、类金属及其化合物等，使生物体内此类物质的浓度远高于环境类金属及其化合物等，使生物体内此类物质的浓度远高于环境介质中浓度的现象。介质中浓度的现象。生物富集因子（生物富集因子（Bioconce

38、ntration factor，BCF）：）：生物机体生物机体内污染物的浓度与该污染物在环境介质中的浓度之比。内污染物的浓度与该污染物在环境介质中的浓度之比。2.污染物的积累污染物的积累：生物通过吸收、吸附、吞食等，蓄积某些重金属及其化合物：生物通过吸收、吸附、吞食等，蓄积某些重金属及其化合物或难分解有机毒物等，并随着生长、发育过程使污染物浓度进或难分解有机毒物等，并随着生长、发育过程使污染物浓度进一步增大的现象。一步增大的现象。一般情况下，水体中生物积累的速度高于陆地环境。一般情况下，水体中生物积累的速度高于陆地环境。积累重金属和有机卤代化合物：单细胞浮游植物食植性动物大型野生动物3.污染物

39、的生物放大污染物的生物放大：是指在生态系统中基于食物链关系的生物富集与积累，使某：是指在生态系统中基于食物链关系的生物富集与积累，使某种元素或难分解毒物在生物机体中的浓度随营养级的提高而逐种元素或难分解毒物在生物机体中的浓度随营养级的提高而逐步增大的现象。步增大的现象。营养级越高，积累毒物的浓度越大。营养级越高，积累毒物的浓度越大。四、污染物的生物降解四、污染物的生物降解1.污染物的生物可降解性污染物的生物可降解性：以污染物为营养物，利用微生物的：以污染物为营养物，利用微生物的代谢作用使污染物被降解。代谢作用使污染物被降解。生物降解常是物理降解、化学降解之后的污染物的最终降解生物降解常是物理降

40、解、化学降解之后的污染物的最终降解途径途径。（1）好氧生物降解好氧生物降解（原子氧、分子氧，氧作为最终电子受体）（2）厌氧生物降解厌氧生物降解（含氧化合物如H2O、SO42-、NO3-）（3）兼氧生物降解兼氧生物降解（厌氧过程控制在水解和酸化阶段，利用兼性的水解产酸菌，把环境中的难降解的复杂污染物转化为简单的物质）五、污染物在环境中的自净作用五、污染物在环境中的自净作用1.污染环境的自净污染环境的自净：是指通过物理的、化学的、生物的作用，逐步消除污染物达：是指通过物理的、化学的、生物的作用，逐步消除污染物达到自然净化的过程。到自然净化的过程。（1）物理净化物理净化-污染物由于污染物由于稀释、扩

41、散、凝聚、吸附、淋洗、稀释、扩散、凝聚、吸附、淋洗、沉降、挥发沉降、挥发等作用使污染物质沿着物流方向降低的过程。等作用使污染物质沿着物流方向降低的过程。（2）化学净化化学净化-污染物由于污染物由于氧化、还原、化合、分解、交换、氧化、还原、化合、分解、交换、络合络合等使污染物质浓度沿物流方向降低的过程。等使污染物质浓度沿物流方向降低的过程。（3）生物净化生物净化-依靠依靠生物的氧化、降解或转化生物的氧化、降解或转化等作用将环境等作用将环境中的有机污染物逐渐变为无机物质的过程。中的有机污染物逐渐变为无机物质的过程。O2O2O2O2O2O2O2O2O2大复气氧河流含氮有机污染物 可沉有机物好氧菌作用

42、产生NH4+NH3H2OCO2亚硝化菌作用NO2-硝化菌作用NO3-CO2CH4H2S有氧条件下 有机底泥 缺氧条件下，经厌氧菌作用 产生CH4CO2H2SNH3 污水图图2-6 水体中含氮有机物生物化学净化示意图水体中含氮有机物生物化学净化示意图 环境的自净能力是有限的！环境的自净能力是有限的！在污染物浓度不高的条件下，充分利用环境的自净在污染物浓度不高的条件下，充分利用环境的自净能力，但决不能把能力，但决不能把“三废三废”处理寄托于有限的环境处理寄托于有限的环境自净能力。自净能力。六、废水有机物污染指标六、废水有机物污染指标 废水中有机物种类繁多，现有的分析技术难以区分和定量。废水中有机物

43、种类繁多，现有的分析技术难以区分和定量。但这些有机物都可被氧化，可以用氧化过程中所消耗的氧量作但这些有机物都可被氧化，可以用氧化过程中所消耗的氧量作为有机物总量的综合指标，进行定量。为有机物总量的综合指标，进行定量。1.生化需氧量（生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand，BOD）：水温为：水温为20的条件下，由于微生物（主要是细菌）的生活活的条件下，由于微生物（主要是细菌）的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量。动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量。图图2-7 可生物降解有机物降解过程示意图可生物降解有机物降解过程示意图有机物有机物（可生物降解）（可生物降

44、解）异氧菌异氧菌 呼吸呼吸（氧化）（氧化）合成合成 CO2、H2O、能量、能量、NH3新细胞新细胞Ob内源呼吸内源呼吸Oa残存物质残存物质 CO2、H2O、能量、能量、NH3自氧菌自氧菌合成合成新细胞新细胞OcH2O、能量、能量、NO2-合合成成 Od自氧菌自氧菌新细胞新细胞能量、能量、NO3-第第1阶段阶段:Oa+Ob（总（总C氧化需氧量）氧化需氧量）第第2阶段阶段:Oc+Od（N氧化需氧量）氧化需氧量）5101520253035(d)BODu(Sa)NODu(a)(b)图图2-8 两阶段生化需氧量曲线两阶段生化需氧量曲线BOD（mg/L）（1）BOD5：一般情况下以水温为：一般情况下以水温

45、为20，5 d的生化需的生化需氧量作为度量污染氧量作为度量污染水体中的有机物浓度，以水体中的有机物浓度，以BOD5表示。表示。该指标优点：该指标优点：1 1）反映了微生物氧化有机物的状况，直接从卫生学角度阐明）反映了微生物氧化有机物的状况，直接从卫生学角度阐明被污染的程度。被污染的程度。该指标缺点：该指标缺点：1）测定时间需5 d，仍有点长，难以及时指导生产实践；2）如果污水中难生物降解的有机物浓度较高，BOD5测定结果 误差较大；3）某些工业废水不含微生物生长所需的营养物质，或者含有 抑制微生物生长的有毒有害物质，就会影响测定结果。（2）BOD20：20 d的生化需氧量，此时已完成了可生物降

46、解有机物的碳氧的生化需氧量，此时已完成了可生物降解有机物的碳氧化过程，作为总生化需氧量化过程，作为总生化需氧量BODu。图图2-8 生活污水与部分工业废水的生活污水与部分工业废水的BOD5值值2.化学需氧量（化学需氧量（Chemical Oxygen Demand,COD）：用强氧化剂（我国法定用重铬酸钾）在酸性条件下将有机物用强氧化剂（我国法定用重铬酸钾）在酸性条件下将有机物氧化成氧化成CO2与与H2O所消耗的氧量，以所消耗的氧量，以CODcr表示，简写为表示，简写为COD。该指标优点：该指标优点：1）由于重铬酸钾的氧化能力极强，可较完全地氧化水中各种性质的有机物，能较精确地表示污水中有机物的含量；2）测定时间只需几个小时，且不受水质影响；该指标缺点：该指标缺点：1）COD不仅代表水中有机物的含量，还包括了水中还原性无机物被氧化的耗氧量，故也存在一定的误差。3.可生化性指标（可生化性指标（BOD5/COD）：BOD5/COD的比值可以作为污水是否适宜于采用生物处理的的比值可以作为污水是否适宜于采用生物处理的判别标准，称为可生化性指标，比值越大，越容易被生物处理。判别标准，称为可生化性指标，比值越大，越容易被生物处理。几点说明：几点说明：1）CODBOD20BOD52）BOD5(0.7-0.8)BOD203）BOD5/COD0.3的污水才适合采用生物处理