人口与环境_人口与环境问题
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第一章
地球环境与人类发展
1、“环境”就是指以人类为主体的外部世界,环境就是人类生存环境,指的是环绕于人类周围的客观事物的整体,它包括自然环境,也包括社会环境。
(1)第一环境问题:自然灾害、地方病
第一环境问题,主要指自然界发生异常变化,分两类:
一是如火山爆发、山崩、地震、海啸、台风、水旱灾害等自然灾害;
二是自然界本来就存在对人类和生物有害的因素,如某些地方水土中缺少(或过多)某些人体所需的化学元素而导致疾病的发生(地方病)。(2)第二环境问题
第二环境问题,主要指:人类对自然资源利用的不合理和对废弃物处理的不妥,以及由于生产发展和人口膨胀所带来的生态的破坏与环境的污染。归纳起来,有两大方面的问题:
A 生态的破坏①森林植被破坏;②沙漠化;③土壤侵蚀;④环境地质问题⑤生物物种的消灭。
B 环境的污染 ①大气区域性污染;②水源与江河水污染;③噪声污染;④土地污染(废弃物);⑤全球性污染
第二章
大气污染环境
一、大气的结构
1、对流层:
2、平流层:臭氧层,3、中间层
4、热成层(暖层、电离层)
5、逸散层
二、大气的组成大气是一个由多种气体组成的混合物。它是由干洁空气、水汽和杂质三部分组成的。
大气污染–––指由于人类活动或自然过程使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。
二、大气污染源和污染物
1、来源:
天然源
人为源
2、污染物:
(1)气溶胶状污染物(粒状)
①总悬浮颗粒物(TSP)D(粒径)在100m以下,其中多数在10 m以下,是分散在大气中的各种粒子的总称。
②飘尘(可吸入粒子(IP))D<10
m能在大气中长期飘浮的悬浮物质,如煤烟、烟气、雾等。
③降尘
D>30m的粒子,靠重力作用可在短时间内降到地面的。烟尘的作用:1)凝结核
2)吸收太阳辐射
3)降低能见度
4)影响植物体生长 飘尘(可吸入粒子(IP))
大于10μm的颗粒物能被鼻腔的鼻毛吸留住,而小于10μm的飘尘却能长驱直入侵蚀肺泡,叫“可吸入因子”。在可吸入微粒中 80%可沉积于肺泡,且沉积时间可达数年之久。导致肺心病等一系列病变。(2)气状污染物 ① 含硫化合物
主要指SO2和SO3、H2S
湿度大的情况下,含硫化合物最终被氧化形成硫酸,是形成酸雨的主要来源。
二氧化硫破坏植物的叶绿素,使植物脱水坏死。
在适当条件下和飘尘结合在一起,或与水汽中的水蒸汽结合形成硫酸雾,硫酸雾微粒侵入人体肺部,可以引起肺水肿和肺硬化等疾病导致死亡。② 氮的氧化物
NOX是NO、NO2、N2O、NO3、三、大气污染类型
①还原型(煤炭型):主要污染物:SO2、CO和颗粒物,在低温、高温阴天、小风、逆温情况下,在当地地形条件的影响下,被封盖在城市上空,造成对人体健康极大的危害,致使上千人死亡。类似这样的事件发生过多起,最典型的当属1952年12月N2O4、N2O5等的总称,造成大气污染的NOX最主要是NO和NO2。主要来源于人类生产生活活动,以汽车尾气排放造成的污染最为严重。氮氧化物危害:
1)氮氧化物可以转化为硝酸,是形成酸雨主要物质之一
2)是形成光化学烟雾的重要物质 3)是消耗臭氧的重要因子
4)NO2对人有生理刺激和腐蚀作用,引起城市居民产生急性呼吸道病变的一种原因
③ 碳的氧化物
指CO和CO2。CO主要是由含碳化合物不完全燃烧产生的无色无味无刺激性的有毒气体。对人体的危害主要是阻碍体内氧气的传输,使人体缺氧,导致死亡。
CO2是一种无毒的气体,是大气中的 “正常”成分,主要来源于生物的呼吸和化石燃料等的燃烧。目前,大气中CO2浓度逐渐升高,每年上升0.4%。由于二氧化碳吸收地面长波辐射,使地球升温,导致温室效应,从而形成全球气候变化。
④ 碳氢化合物(HC)
HC是自然界中必不可少的物质,主要指烷烃、烯烃和芳香烃等具有挥发性的有机物,它们主要是由碳原子和氢原子组成。碳氢化合物主要来源于自然界植物分解,人为产生的量很小,但它们是形成光化学烟雾的重要物质。
⑤ 含卤素化合物
主要指一些氟氯烃类物质,它们主要破坏臭氧层,引起温室效应
发生在英国首都伦敦的SO2烟雾中毒事件。
②氧化型(汽车尾气型):污染物主要来自于汽车排气、燃油锅炉以及石油化工生产。一次污染物主要为NOX和HC、生成的二次污染物为O3、醛类、酮类、过气乙酸硝酸脂。发生在光照强烈的热带、亚热带、8~9月中午或午后阳光强烈时。最典型的当属1965年前后的洛杉矶光化学烟雾。
光化学氧化剂是臭氧、硝酸、醛类、酮类和及氧乙酰基硝酸酯等多种物质的混合物,其中80%是臭氧,酸雨:由于人类活动的影响,使降水中溶入其它酸性物质,从而使其pH值降到5.6以下的降水。
酸雨的形成:是复杂的大气化学和大气物理现象,是由自然排放和人为活动等释放到大气中的SO2或NOx通过氧化反应(气相或液相反应),生成硫酸或硝酸和亚硝酸,附在凝结核上降落到地面上的。
酸雨影响与危害:
(1)损害水生、陆生生物:如鱼类和森林
(2)对人体健康影响:使有毒重金属溶入饮用水中,危害饮用者
(3)腐蚀建筑材料、金属构件、油漆以及名胜古迹等
§2-3 大气中污染物的扩散
一、气象因素
1、温度层结
气温沿垂直高度的分布可用曲线表示,称为温度层结曲线,如图有几种情况:
1.气温随高度的增加而递减,有利于污染物的扩散。
2.气温不随高度变化,为等温层结。3.气温随高度增加而增加,称为逆温,2、调整能源结构战略,改变供热方式
⑴城市燃气化是防治煤烟型污染的重要途径。
⑵集中供热较分散供热可节煤不利于大气污染物的扩散。
2、逆温
①定义:气温随高度增加而增加的现象称为逆温;
②分类:根据逆温的生成过程,分为五类:
辐射逆温,下沉逆温,锋面逆温,湍流逆温,平流逆温。(a)正常温度层结
(b)逆温开始生成,随地面辐射增强,迅速冷却,逐渐向上发展(c)辐射达到最强时为黎明前
(d)日出后,地面增温,空气自下而上增温,逆温逐渐消失
(e)上午10时左右,逆温消失
这种逆温冬季最强,中纬度地区可达200~300m2、影响大气污染的下垫面因素 动力效应:地形地物
热力效应:山谷风、海陆风、城市热岛效应
(3)城市热岛效应 §2-5 大气污染的危害
大气污染物通过三个途径侵入人体:①直接呼吸;②附于食物或溶解于水,随饮食、饮水侵入;③接触和刺激皮肤进入
三、大气污染对器物的损害 玷污性损害和化学性损害
玷污性损害是污染物颗粒落到器物上,有的可以冲洗掉,有的则很难除掉,如煤焦油等。
化学性损害是由于污染物的化学作用,造成了器物的腐蚀变质对物品影响严重的污染物有SO2、H2S、O3和附有刺激性、腐蚀性物质的颗粒物等 §2-6 保护人类共同的蓝天
一、综合防治措施
1、全面规划、合理布局
38~40%。
⑶发展民用型煤。
3、控制流动源污染:汽车尾气的治理
4、加强环境管理,提高生物净化能力
二、控制技术
1、消烟除尘
1)干式机械除尘:重力沉降器、惯性除尘器、旋风除尘器
2)湿式除尘:喷淋塔、水膜式除尘器等
3)过滤式除尘:袋式除尘器等 4)静电除尘:
2、烟气脱硫①干法
②湿法
第三章 水体环境
水资源定义:通常所指参与自然界水循环、通过陆海间水分交换、陆地上逐年可得到更新的淡水资源。水资源特性及我国水资源的特点 1.水资源特性:
维护生态平衡和环境的基本要素 利用的广泛性和不可代替性
经济上的两重性 补给上的循环性
时空分配上的可变性 2 我国水资源的特点
1)水资源总量多,人均占有量少
2)地区分配不均,水土资源不平衡
3)年内季节分配不均,年际变化很大
4)部分河流含沙量大 天然水的化学成分
(1)溶解气体(2)主要离子:阳离子……阴离子……(3)微量元素:Br溴、F、I、Fe、Cu、Ni镍、Ti、Pb、Zn、Mn、V 钒、Ba钡(4)生物生成物:NH4、、HPO4、H2PO4、(5)胶体
(6)悬浮物质:硅、铝酸盐颗粒、砂粒、粘土。
二
水体污染 1.水污染定义:
“水体因某种物质的介入而导致其物理、化学、生物或者放射性等方面特性的改变,从而影响水的有效利用,危害人体健康或破坏生态环境,造成水质恶化的现象。” 污染物与污染源
向水体排放污染物的场所、设备、装置和途径统称水体污染源。
自然污染源
人为污染源:按人类活动方式:工业、农业、生活 污染源
按排放污染物空间分布方式,可分为点源 和非点源。3 污染源的特点
工业污染源:
SS含量高,100~3000mg/L左右
COD可达400~1000mg/L,BOD可达200~5000mg/L
酸碱度变化大,pH在2~13之间
温度高达40℃以上可造成热污染
易燃,含低沸点的挥发性液体,易酿成水面火灾
含多种多样有毒有害成分 农业污染源:
污水面广、分散、难收集、难治理。
有机质、植物营养素、病原微生物、悬浮物及杂质含量高
含较高的化肥、农药 生活污染源:
水质成分有日变化规律,含N、P 高;
产生恶质、腐臭和阴沟臭,不能直接农灌。4 水体污染物 ⑴
化学污染物:
无机无毒物质
无机有毒物质
有机无毒物质
有机有毒物质 ⑵
生物污染物:
细菌、病毒、原生动物、原生蠕虫
⑶
放射性物质:
天然放射性物质
人工放射性物质(4)热污染
水体污染物测定指标 1 物理指标
浊度、透明度、色、味、溴、悬浮物、电导率、硬度 化学指标
pH值、硬度、有机物、有机毒物、无机毒物等。有机物测定指标:
化学需氧量 :指用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需的氧量(mg/L)。
生化需氧量:指在好气条件下,微生物分解水中有机物质的生物化学过程中所需溶解氧的量,是
反映水体中有机污染程度的综合指标之一。
溶解氧: 溶解于水中的分子氧,一般以每升所含氧的毫克数表示(mg/L)。微生物学指标
反映水体受生物性污染的过程及
饮用水的卫生安全程度。
水体自净:水体受到废水污染后,逐渐从不洁变清的过程,称为水体自净。
④加快湖泊老化的进程。
赤潮:是水体中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌,在一定的环境条件水体自净主要包括以下过程:
稀释
沉淀
分解氧化
病源体的死
水体富营养化:由于氮、磷等植物营养物质含量过多而引起的水质污染现象称为水体富营养化,一般发生在湖泊、江河、海湾等缓流水体中。水体富营养化类型
①天然富营养化a.天然降水b.地表土壤的侵蚀、淋溶c.浮游动植物生长、死亡、分解、释放。②人为富营养化:a.城市生活污水带来大量N、P;含磷洗涤剂 b.农村施用的化肥、牲畜粪便,经面源污染而进入。天然富营养化与人为富营养化的共同点与不同点
共同点:都是由于水体中N、P富集,引起水体DO下降、恶化;
不同点:天然富营养化是湖泊水体生长、发育、老化、消亡整个生命史中必须过程,经历时间漫长,需以地质年代或世纪来描述,人为富营养化因人类排放含有N、P的工农业生活污水所致,演化速度极快,短时间内可使湖泊由贫变富。水体富营养化特征
①浮游生物大量繁殖,水中溶解氧含量降低。
②水体中藻类的种类减少,个体迅速增加;
③因占优势的浮游藻类颜色不同,水面往往呈现蓝、红、棕、乳白等颜色,海水中出现叫“赤湖”、淡水中称“水华”。水体富营养化危害
① DO降低,使鱼类难以生存。②藻类种类减少,危及鱼类生存。因有些藻类有胶质膜,有的甚至有毒,不能成为良好的饵料。
③危害水源,硝酸盐、亚硝酸盐对人、畜都有害。
下突发性地增殖和聚集,引起一定范围内一段时间中水体变色现象。赤潮的危害:
赤潮不仅给海洋环境、海洋渔业和海水养殖业造成严重危害,而且对人类健康甚至生命都有影响。主要包括两个方面:
①引起海洋异变,局部中断海洋食物链,使海域一度成为死海;
②有些赤潮生物分泌毒素,这些毒素被食物链中的某些生物摄入,如果人类再食用这些生物,则会导致中毒甚至死亡。“水华”(water blooms)是淡水中的一种生态现象,是由藻类引起的,也就是水的富营养化。“水华”发生时,水一股呈蓝色或绿色。
热污染:天然水体接受“热流出物”而使水温升高的现象叫热污染。火力发电厂、核电站的冷却水、炼钢、炼油产生的冷却水是主要来源。热污染影响:
①降低了水中溶解氧的含量
②水温升高后,水体生化反应速度加快,可使某些化合物的毒性提高。③破坏了水生生态平衡,加速细菌繁殖,限制鱼类繁殖,使鱼死亡等(助长水草)。
热污染的防治
1、改进热能利用技术,提高热能利用率
2、利用温排水冷却技术减少温排水
3.废热的综合利用
石油污染来源与危害:
石油污染来源主要是工业排放、石油运输船清洗船舱、机件,意外事故时油的溢出,海上采油、陆上采油等造成的。危害:
(1)严重危害水生生物,影响活力、使鱼窒息、体内积累产生臭味,降低食
用价值等。
(2)组成成分中有稠环芳烃等,多为致癌物质,如苯并比,苯并恩芘等。(3)油膜厚10-4cm就会阻碍水的蒸发和氧进入,每毫升油可复盖水面12m2。.3我国主要的水媒疾病(肝吸虫病、姜片虫病、蚊媒传染的疾病等)
我国人口中约有60%的人在饮用不符合卫生标准的水
一、水体污染的防治与管理(4)引起海面火灾,危及船舶、桥梁。(5)破坏优美的海滨风景,降低疗养、旅游地功能。
(6)破坏地下水资源,使地下水水质恶化。
资源性缺水与水质性缺水
(1)资源性缺水,来源于人口众多、工农业用水量的增加。导致:河流上下游争水、湖泊过渡围垦。(2)水质性缺水
水环境日趋恶化也是缺水的主要原因之一。
二、对工业的影响
水质量下降,引起工业生产的产品质量下降。
缺水造成工业的停产。
破坏工业设施,影响生产。
三、对农业的影响
对农业的影响主要是污灌,污灌有利也有弊,弊为污水进入农田后,一部分被植物吸收,大部分累积于土壤,当有毒受害物质达到一定浓度时,农作物出现有害症状。主要症状为:粮食减产、出现“镉米”、“铅米”、“砷米”。
四、对水产资源的影响
鱼类大幅度减产,捕捞量下降。
急性死鱼事件时有发生。
鱼质量下降,畸形变异,异味等,降低食用价 值。
五、对人体健康的危害
以水为媒介的疾病
1.传染病(伤寒、痢疾、阿米巴、甲型和乙型肝炎等)2.受化学污染引起的病(克山病、大骨节病、地甲病等,此外还有一些重金属,有毒化学品污染)
1、水环境污染防治对策
(1)建立生态观念,保护水环境
大型水库建设
地下水开采
小河流渠道化
湖泊的保护
小流域治理
(2)制定法律、标准及划分功能区
中华人民共和国水法
制定水质标准
划分功能区
2、水环境污染管理措施
(1)建立管理机构,负责制定水环境保护政策、法规、标准和制度;
(2)编制各种水资源保护和利用的总体规划 ;
(3)实行用水收费和排污收费制度;
(4)减少耗水量
二、水污染处理目的与方法
1、处理目的目的:对废水中污染物以某种方法分离出来或将其分解转化为无害稳定的物质,使污水得到净化,达标排放(防止毒害、病菌传染,去除异味、恶臭等)。
2、处理方法
(1)物理法:沉淀、过滤、气浮、离心分离
(2)化学法:化学沉淀、混凝、中和、化学氧化
(3)生物法:好氧生物处理、厌氧生物处理、土地处理系统(生物稳定塘)此外,也有 物理化学法:萃取(液一液)、吸附、离子交换、电渗析、反渗透
城市污三级水处理
(1)污水一级处理:初级,主要去除固体悬浮物(SS)。通过机械过滤、筛
滤等,沉淀的固体颗粒。效果:可除掉35%的BOD和60%的SS,为初级处理。
(2)污水二级处理:为生化处理。主要去除有机物(BOD5)可大幅度去除污水中呈胶态和溶解态的有机物,去除75% ~95%的BOD,出水BOD可达标排放。
(3)污水三级处理:深度,主要去除难降解物质(N、P)。又称污水的高级处理或深度处理,主要采用物理化学法或土地利用法实现。主要去除N、P等污染物。去除SS、BOD99%,N、P50~95%,P94%。
第五章、固体废弃物
固体废弃物:人类在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态和液态废弃物质(包括从废水、废气中分离出来的固体颗粒)简称固体废弃物也称废渣或废物。固体废弃物的分类及特点
固体废弃物按其来源可分为矿业废物、工业废物、农业废物、放射性废物、城市垃圾和太空垃圾等六类。
(1)矿业固体废弃物:来自于各种矿物开采以及矿物洗选过程中所排放的剥离物、废石、尾矿、沙石等。
特点:分散在乡村和山区中,人口密度小,其危害程度相对较小。但是由于其数量和体积较大,大量堆放,既占用土地又污染土壤。
(2)工业固体废弃物
来源:工业废渣主要来源于燃料渣、冶金渣、化工渣等;建筑废弃物主要是施工排出的废土砖石等。
特点:工业废渣不仅数量大,而且成分复杂,含有重金属及有毒物质,对环境污染威胁较大。
(3)农业固体废弃物
来源:农业固体废弃物主要来源于农业生产产生的秸秆、农产品加工废料、牲畜的排泄物及农村生活废弃物等;
特点:再利用价值较高;含大量氮、磷物质
(4)放射性废弃物
来源:主要来自核工业、放射性医疗、科研部门排出的具有放射性的各种固体废弃物。
特点: 具有潜在的“三致”效应(致畸、致癌、致突变)
(5)城市垃圾
来源:厨房菜渣、果皮、废纸及生活废物、炉灰渣、砖头瓦块、树枝落叶以及废汽车、废电视机、废罐头盒、废家具 等。
特点:垃圾的数量和种类增长快; 成分发生变化
固体废弃物的危害
1、污染水体:
2、污染大气:
3、占用土地:4 污染土壤:5 传播疾病: 塑料固废的处理:减量、回用、降解、第七章
人口与环境
人口、资源、环境与发展之间的关系
1.人是形成社会和经济的主体 2.资源是人类生存的基本条件,是替代
固体废弃物的处理原则主要是“三化”,即减量化,无害化,资源化,并在相当长的时间内以无害化为主:我国技术政策的发展趋势是:从无害化走向资源化,资源化是以无害化为前提的,无害化和减量化则应以资源化为条件。
固体废弃物的利用
一个生产环节的废弃物有可能成为另外一个生产环节的原材料,从这个意义上讲,固体废弃物是存在两重性的。
1、工业废物
钢渣——高速公路的铺路石、制造水泥等;
粉煤灰——制造水泥的添加物等。
2、农业
秸秆——一次性餐具“绿色餐具”、“环保餐具”
改良土壤——增加土壤的通透性、疏松性,中和
土壤的酸碱度(粉煤灰、钢铁厂的废渣等)。
有机复合肥——城市垃圾、糖厂废渣、污泥等。
固体废弃物的无害化处理(1)堆存法(2)卫生填埋法(3)堆肥法
(4)焚烧法
(5)压缩固化法(6)填海法
目前国内外垃圾处理的主要方法是采用填埋、堆肥 和焚烧
三种方法。
经济发展的重要因素
3.环境是人类活动的基本原材料的来源,是废弃污染物的储库和净化库。
4.发展是解决资源和环境问题的根本。
我国人口第五次普查结果表明:
人口过快增长的势头得到有效控制
人口素质进一步提高 人口老龄化进程加快
少数民族人口有较快增长 家庭户规模继续缩小 城镇化水平发展较快 中国人口与发展面临的问题
1.庞大的人口压力
2.生产年龄人口继续增长对就业形成压力
3.人口年龄结构老龄化与养老保障滞后的矛盾
4.人口文化教育素质不适应现代化建设需要的矛盾
5.人口城市化滞后于产业结构调整的矛盾
6.人口问题将对我国资源、环境与社会经济发展产生深远的影响 中国人口与发展的对策
1.控制人口数量,稳定低生育水平 2.开发人力资源
3.建立健全社会保障体系
4.促进合理的人口流动和城市化进程
全球环境变化
全球变暖
臭氧层耗竭 酸雨危害
全球生态系统退化 环境安全
全球变暖的可能影响
海平面上升
气候带北移
世界经
济损失
引发自然灾害,破坏生态系统良性循环,损害生物多样性
使中国农业生产的不稳定性增大
生态问题和环境问题
水资源不均衡
中国南方雪灾与中国北方暖冬干旱