环境工程化学总结版Word格式.docx

1、环境问题的形成是多方面的，但目前所指环境问题并非只限于环境污染，主要是人类利用环境不当和在人类发展中与环境不相协调所致。它大致可分为两类：原生环境问题和次生环境问题。A、由自然力引起的为原生环境问题，也是第一环境问题，如火山喷发、地震、洪涝、干旱、滑坡等引起的环境问题。B、由于人类的生产和生活活动所引起的生态系统破坏和环境污染，反过来又危及人类自身的生存和发展的现象，为次生环境问题，也是第二环境问题。次生巩固境问题包括生态破坏、环境污染和资源浪费等方面，目前所指的环境问题一般是指次生环境问题。（3）环境系统与的环境因素环境系统 地球表面各种环境因素及其相互关系的总称为环境系统。它实际上是一个不

2、割的整体，但通常把地球环境系统分为大气圈、水圈、土壤圈（或土壤-岩石圈）与生物圈。人类的活动实质上在大气圈、水圈、土壤圈三圈交会处的生物圈中存在。特点a .物质与能量进行着永恒的能量流动和交换b. 各种生命元素如N、C 、S、P、O、Ca、Mg、K等在地表环境中不断循环，并保持相对稳定的浓度 c. 环境系统是一个开放系统，但能量的收入和支出保持平衡，因而地球表面温度相对恒定 d.具有自我调节能力，维持组成各环境系统的各环境因素相对的稳定性，所有这些都是生物圈各生命发展与的繁衍不可少的条件。环境因素包括非生物的和生物的。非生物因素 有温度、光、大气、土壤、岩石以及其它如重力、压力、声音和火等。生

3、物因素 是指各种有机体，它们彼此作用，并同非生物环境密切联系着。从地球各圈层的质量分布表可看出，岩石-土壤圈质量最大，占据了绝大部分的地球质量，但是与人类生活直接相关的部分不多，因此岩石-土壤圈的研究也最少。水圈的质量较多，但同样的与人类生活密切相关的部分主要是河流、湖泊、地下水中可用的淡部分，在环境工程化学中工作研究得最多.大气的质量相对很少，但是与人类的生存息息相关，只是由于研究手段的原因，在20世纪半叶才开始多方面展开。（5）环境因素与环境系统间的关系A.环境因素的变化，影响区域环境变化，整个环境系统的变化归根结底是区域环境变化的积累，全球性变化稳定以后，形成新的环境系统，对局部系统产生

4、控制性影响。例如对森林的滥砍滥伐，造成绿地面积日益缩小，对全球环境因素（物质循环（CO2、H2O为主）和能量循环（直接的是对太阳和地球辐射的吸收和反射的变化，间接的是物质循环过程中携带的化学能、热能等）造成影响，进而影响全球气候和生态平衡，从而建立新的环境系统。B.环境系统具有一定调节能力，在一定程度上可以对外界的干扰因素进行补偿和缓冲，从而维持环境系统的相对稳定性。C.环境系统各影响因素的作用相差很大，在一定条件下，某个关键因素发生很小的变化，可能触发内在的反馈机制，引起一系列链式反应，对整个环境系统造成无法挽救的严重后果。D.环境因素对环境的作用机制复杂. 至今为止，人类还未完全了解环境系

5、统中许多错综复杂的机制，还未能建立精确的模式来揭示环境因素间微妙的平衡关系，有些影响，因科学和人类认知的局限，也只有在不断实践中逐渐认识。F.生产力的提高，人类对环境的破坏能力逐步增强，对自然界的索求也逐渐增加，对环境的负面影响也越来越大。二、当前主要面临的环境问题（1）当前人类活动所引起的全球性环境影响主要有下列几个方面：A.天然生态系统的逐渐消失，野生物种大量灭绝，生态系统简化。农业生态系统的高速发展，少数几种作物代替多样化植被。人类愈来愈借助化肥与农药来维持农业生态系统的稳定，给生态系统带来了严重的后果. B. 城市化进程加剧，农耕用地面积逐渐缩小，环境背景被破坏，全球环境污染问题日益严

6、重。C. 土地利用不合理，土壤侵蚀严重，土壤肥力下降，荒漠化成为全球性问题。D.矿物燃料的燃烧和森林的减少，使大气层中CO2含量正在增长，伴随着热带雨林面积的减少，全球气候将有重大变化。E.人类对地壳内部金属矿产的开发、利用和弃置，最终将造成这些金属元素在地表环境中浓度的增高。重金属元素如Hg、Cd、Pb等，毒性重，它们通过食物链危害生态系统。这些改变多数是不可逆的，如野生动物的灭绝和地表重金属元素浓度的增加；有的则需要较长时间才能恢复，如植被、土壤与大气。生态破坏是指人类活动直接作用于自然生态系统，造成生态系统的生产力显著减少和结构显著改变，从而引起环境问题。（2）当前主要面临的环境问题a.

7、 人口问题人口急剧增长是当前环境的首要问题，特别是一些经济不发达国家的人口过度增长，影响了整个国家的经济发展、社会安定和人民生活水平的提高，给人类生活带来许多问题。如生态环境问题、劳动就业问题、青少年犯罪问题和老龄问题。b.资源问题主要是指由于人口增长和经济发展，对资源的过量开采和不合理开发利用而产生的影响资源质量的一系列问题。同人口问题一样，资源问题说到底也是发展问题。人类社会发展到今天，人口剧增、资源短缺、环境恶化以及生态危机等一系列的世界性问题，已经直接威胁到我们和子孙后代的生存。c. 生态破坏生态破坏是指人类不合理地开发、利用造成森林、草原等自然生态环境遭到破坏，从而使人类、动物、植物

8、的生存条件发生恶化的现象。如：水土流失、土地荒漠化、土壤盐碱化、生物多样性减少等等。d. 环境污染环境污染是指人类直接或间接地向环境排放超过其自净能力的物质或能量，从而使环境的质量降低，对人类的生存与发展、生态系统和财产造成不利影响的现象。具体包括：水污染在增加，、大气污染、噪声污染、放射性污染等。随着科学技术水平的发展和人民生活水平的提高，环境污染也特别是在发展中国家。 环境污染问题越来越成为世界各个国家的共同课题之一。三、环境污染物的环境效应自然过程或人类的生产活动会对环境造成污染和破坏，从而导致环境系统的结构和功能发生变化，谓之环境效应。可分为：环境物理效应：是物理作用引起的环境效果，如

9、噪声、振动、地面下沉、热岛效应与温室效应等。例子：噪声与振动：主要是由工矿企业的机器和交通道路的车辆造成的。噪声与振动不仅会干扰人的思维活动和工作休息，而且还对人体健康有很大的危害。地面下沉：地处平原的大城市，由于过量开采地下水，就会引起地面下沉。热岛效应与温室效应：城市和工业区因燃料的燃烧，放出大量的热量，加上建筑群和街道的辐射热量，致使城市的气温高于周围地带，产生热岛效应。大气中二氧化碳量不断增加，产生所谓温室效应。另外，工业烟尘和风沙的增加，引起大气混浊度增大和能见度降低，进而和二氧化碳一起影响城区辐射的平衡。大气中颗粒物的大量存在增加了云雾的凝结核，致使城市降水量增加。这些也都是环境物

10、理效应。环境化学效应：在各种环境条件的影响下，物质之间的化学反应所引起的环境效果，如环境的酸化、土壤的盐碱化、地下水硬度的升高、光化学烟雾的发生等等，就是环境化学效应。例子：环境酸化：主要是酸雨造成的地面水体和土壤的酸度增大。环境酸化会降低土地肥力，使农业和渔业减产。环境盐碱化：是由于大量的可溶性盐、碱类物质在水体和土壤中长期积累，或者受到海水的长期浸渍造成的。地下水硬度升高：这是土壤和第四纪沉积物中的碳酸盐矿物大量可交换的钙、镁离子，在需氧有机物的降解产物二氧化碳、酸、碱、盐等污染物的酸解作用和盐效应的影响下，一方面促进碳酸盐矿物的溶解，另一方面某些污染物中的各种阳离子（主要是钠离子）与土壤

11、中的钙、镁离子进行交换，从而增加了地下水的硬度。水硬度的升高增加了水处理的人力和物力消耗。光化学烟雾：是大气光化学效应的产物，它会恶化大气环境，直接危害人体健康和生物的生长。除此，填埋在地下的有毒有害废弃物经土壤的渗透传输可使地下水受到污染，甚至引起特殊疾病的流行，也属环境化学效应。环境生物效应：是指各种环境因素变化而导致生态系统变异产生的后果。环境生物效应的后果时间上有长有短、程度上有重有轻。现代大型水利工程的建设，切断了鱼、虾、蟹等的回游途径，致使这些水生生物的生长繁殖受到影响，并导致其生活习性发生变化。工业废水、生活污水及农业污水大量排入江河湖海，改变了水体的物理、化学和生物条件，致使鱼

12、类受害，数量减少，甚至灭绝。森林的大量砍伐，植被的大规模破坏，既能引起水土流失，降低土壤肥力，引发干旱、风沙等自然灾害，造成农业减产，又能造成鸟类栖息场所缩减，鸟类减少、虫害加剧。而致畸、致癌、致突变物质的污染则可引起染色体突变，机体畸变和癌症发病率上升，这是对人类健康的严重威协。六、环境污染物的迁移转化过程A、环境污染物的迁移：是指污染物在环境中发生空间位置的移动及其所引起的污染物的富集、扩散和消失的过程。B、环境污染物的转化：指污染物在环境中通过物理的、化学的或生物的作用改变其形态或转变为另一种物质的过程。各种污染物转化的过程取决于它们的物理化学性质和所处的环境条件，此转化过程往往与迁移过

13、程随伴进行。C、迁移方式有物理迁移、化学迁移和生物迁移三种。 物理迁移：就是污染物在环境中的机械运动，如随水流、气流的运动和扩散，在重力作用下的沉降，污染物的蒸发、渗透、凝聚、吸附与放射物的蜕变等过程实现转化。化学迁移：是指污染物经过化学过程发生的迁移，包括溶解、离解、氧化还原、水解、络合、螯合、化学沉淀、生物降解等化学作用实现转化，化学迁移一般包含有物理迁移。生物迁移：是指污染物通过有机体的吸收、新陈代谢、生育、死亡等生理过程实现的迁移。富集：有的污染物（如一些重金属元素、有机氯等稳定的有机化合物）一旦被生物吸收，就很难排出生物体外，这些物质就会在生物体内积累，并通过食物链进一步富集，使得生

14、物体中该污染物的含量达到物理环境的数百倍、数千倍甚至数百万倍，这种现象叫做富集。污染物的转化可分为物理转化、化学转化和生物转化。物理转化：包括污染物的相变、渗透、吸附、放射性衰变等。化学转化：则以光化学反应、氧化还原反应及水解反应和络合反应最为常见。生物转化：就是代谢反应。在水体中，污染物可通过溶解态随水流动或通过吸附于悬浮物而传输，悬浮物沉积于水底将污染物带入沉积物中，实现迁移。同时污染物可通过氧化还原、水解、络合、螯合、化学沉淀、生物降解等作用发生转化，包括形态和价态的变化。下面以水环境污染为例，阐述水体环境化学污染物的迁移转化过程（1） 扩散迁移进入水体的污染物，如重金属离子等无机污染物、卤代烃、芳烃、醇、醛、酸、酯、卤代烃芳烃、农药等，在水体中随着平流和对流等而发生扩散迁移。（2） 颗粒物吸附和迁移天然水体中常见矿物颗粒为石英、长石、云母及粘土矿物等硅酸盐矿物。粘土矿物是由其他矿物经化学风化作用而生成，主要为铝或镁的硅酸盐 。由于颗粒具有巨大的比表面和表面能，在对水体中污染物吸附的同时，吸附了污染物的大小颗粒，因聚集，可能沉积于水底。（3） 挥发迁移易挥发的污染物如低分子量的卤代烃、芳烃、醇、醛、酸、酯、卤代烃芳