化學與環境

來源:本站原創 發布時間:2006-03-21 08:35:50 浏覽次數: 【字體:小 大】

 

             

第一章   大氣環境的汙染與防治……………………………………2

第一節   大氣汙染物排放總量現狀…………………………………2

第二節   大氣汙染造成的嚴重後果…………………………………3

第三節   造成我國大氣汙染嚴重的主要原因………………………5

第四節   大氣汙染的危害及采取的對策措施………………………7

第二章   ………………………………………………11

第一節   影響……………………………………11

第二節   如何解決溫室效應——人們的設想………………………13

第三章   水環境的汙染與防治………………………………………14

第一節   水環境問題的現狀…………………………………………14

第二節   造成水環境問題的原因……………………………………16

第三節   解決水環境問題的對策……………………………………17

第四章   赤潮…………………………………………………………20

第一節   赤潮的概述…………………………………………………20

第二節              赤潮的危害…………………………………………………22

第三節              赤潮的預防…………………………………………………23

第五章   土壤環境汙染與防治………………………………………25

第一節   土壤汙染概述………………………………………………25

第二節   土壤汙染的防治……………………………………………29

第六章   固體廢物對環境的汙染……………………………………31

第一節   固體廢物汙染的概念………………………………………31

第二節   塑料引起的危害……………………………………………32

第三節   利用廢氣二氧化碳制造可降解塑料………………………33

第四節   21世紀需要對環境友好的塑料……………………………33

第一章            大氣環境的汙染與防治

當前,我國大氣汙染狀況十分嚴重,主要呈現爲煤煙型汙染特征。城市大氣環境中總懸浮顆粒物濃度普遍超標;二氧化硫汙染保持在較高水平;機動車尾氣汙染物排放總量迅速增加;氮氧化物汙染呈加重趨勢;全國形成華中、西南、華東、華南多個酸雨區,以華中酸雨區爲重。

第一節    大氣汙染物排放總量現狀:

1)二氧化硫排放現狀:
   
隨著我國經濟的快速發展,煤炭消耗量不斷增加。全國煤炭消耗量從1990年的9.8億噸增加到1995年的12.8億噸,二氧化硫排放總量隨著煤炭消費量的增長而急劇增加。到1995年全國二氧化硫排放總量達到2370萬噸。在各類二氧化硫排放源中,電廠和工業鍋爐排放量占到70%,成爲排放大戶,各類汙染源排放二氧化硫的百分比構成如下:民用竈具12%、工業窯爐11%、工業鍋爐34%、電站鍋爐35%、其他8%
  
2)煙塵、粉塵排放現狀

1995年全國燃煤排放的煙塵總量爲1478萬噸,其中火電廠和工業鍋爐排放量占70%以上。在火電廠排放中,地方電廠由于基本上使用的是低效除塵器,噸煤排放煙塵是國家電廠的5~10倍,其排放量占到電廠總排放量的65%
  1995年全國工業粉塵排放量約爲639萬噸.其中.鋼鐵生産排塵占總量的15%,水泥生産排塵占總量的70%。在水泥生産排塵中,地方水泥廠排塵占到80%,成爲工業12塵的主要排放源。
   
近年來,鄉鎮工業發展迅速口1996年全國鄉鎮工業汙染源調查結果表明,1995年全國鄉鎮工業二氧化硫、煙塵和工業粉塵排放量分別占當年全國工業二氧化硫、煙塵和工業粉塵排放瑩的28.2%54.2%68.3%。鄉鎮工業汙染物排放已成爲我國環境汙染的重要因素。
  
3)機動車排氣汙染現狀

    80年代以後,受經濟增長的推動,我國機動車數量增長迅速。全國汽車保有量年增長率保持在13%,特別是一些大型和特大型城市如北京、廣州、成都、上海等市機動車數量增長速率遠遠高于全國平均水平。到1995年,全國汽車保有量已超過1050萬輛,比1990年增加420萬輛3汽車排放的氮氧化物、一氧化碳和碳氫化合物排放總量逐年上升。由于城市人口密集,交通運輸量相對大,機動車排氣汙染在城市大氣汙染中所占比例也不斷上升。

第二節   大氣汙染造成的嚴重後果

1.酸雨的形成極其危害

 

     具有較強酸性的雨水,叫做酸雨(acid rain)。雨水是否具有較強的酸性,可以用酸堿度(pH)來表示。任何溶液都有一定的pH  其範圍在014之間。pH等于7的溶液呈中性,pH小于7的溶液呈酸性。正常雨水的pH約爲5.6,酸雨的pH則小于5.6

     酸雨主要是人爲地向大氣中排放大量酸性物質造成的。我國的酸雨主要是因大量燃燒含硫量高的煤而形成的,此外,各種機動車排放的尾氣也是形成酸雨的重要原因。近年來,我國一些地區已經成爲酸雨多發區,酸雨汙染的範圍和程度已經引起人們的密切關注。

中國環境科學研究院、清華大學等單位的研究結果表明,由二氧化硫等導致的酸雨汙染每年給我國造成損失超過1100億元,整個大氣汙染所造成的損失每年約占我國GDP的2%至3%。專家指出,這一估算沒有考慮大氣汙染對水體以及對材料、建築物腐蝕的影響,因而所得的結果仍是偏低的。
  據國家環境保護總局有關負責人介紹,我國二氧化硫排放量已遠遠高于環境承載能力。全國開展監測的338個城市中,63.5%的城市超過國家空氣環境質量二級標准,處于中度或嚴重汙染狀態。燃煤産生的二氧化硫、氮氧化物在一定條件下形成酸雨。繼北歐、北美之後,我國青藏高原以東、長江幹流以南已經成爲世界第三大酸雨區,61.8%的南方城市出現酸雨,酸雨面積占國土面積的30%,區域性酸雨汙染嚴重。二氧化硫汙染和酸沉降汙染已經對我國的自然資源、生態系統、材料、能見度和公衆健康構成了威脅,造成了巨大的經濟損失,嚴重影響了國民經濟的發展和人民群衆的正常生活。

  據介紹,燃煤電廠以高架源形式排放的二氧化硫是形成酸雨的主要原因。2002年,我國燃煤電廠二氧化硫排放量占全國排放總量的34.6%,達到666萬噸。按照目前的排放控制水平,預計到2005年,火電排放的二氧化硫將達到1186萬噸。控制燃煤電廠大氣汙染物排放,已成爲改善我國空氣質量和控制酸雨汙染的關鍵。

2.光化學煙霧的形成及其危害

光化學煙霧主要是由汽車廢氣引起的一種大氣汙染現象,通常是棕色的,會剌激眼睛。最初出現在美國洛杉矶市,因此也稱爲洛杉矶煙霧。

陽光的照射,懸浮粒子的催化,大量汙染物的存在,都是構成光化學煙霧的理想條件。廢氣中的二氧化氮吸收陽光,轉化爲一氧化氮和活潑的氧原子,氧原子繼而與汽車廢氣中的烴及大氣中的氧進行一連串的複雜反應,生成臭氧、醛類和催淚性物質如過乙酰硝酸酯等。所以光化學煙霧的成份比較複雜,是由衆多汙染物混合而成的,包括懸浮粒子、氮的氧化物、臭氧、醛類、過乙酰硝酸酯和烴等。其中有害物質不僅是直接從汙染源排放出來的汙染物,而且更重要的有二級汙染物。

光化學煙霧對眼睛的剌激作用特別強,濃度大約0.1ppm時,短時間的接觸就能使人流淚不止。當濃度增加至1ppm時,眼睛發痛難睜,並有頭痛和呼吸困難征狀。長期吸入,會引起咳嗽和氣喘。光化學煙霧濃度達50ppm 時,人將有死亡危險。前面提到的洛杉矶光化學煙霧,當時濃度過0.65ppm,兩天內死亡400余人。

光化學煙霧還能使橡膠和纖維變質,令農作物失收。

3.臭氧層的破壞

臭氧是氧氣的同素異形體,是有特殊臭味的淡藍色氣體,具有極強的氧化性,能漂白和消毒殺菌。用臭氧淨化城市飲用水,處理生活汙水和工業汙水,比用氯氣、高錳酸鉀等消毒劑既經濟又不會引起二次汙染。用1kg臭氧處理1 000 m3水,能達到消毒、脫臭、脫色、脫味、氧化水中有機物的作用。

臭氧對人類的貢獻不僅只是用作漂白劑和消毒殺毒劑,更重要的是臭氧層作爲地球的屏障,保護了一切生命。

自然界中存在的臭氧有90%集中在距地面15 km24 km的大氣平流層中,這是氧氣經太陽紫外線照射而形成的: 。臭氧能吸收日光中波長2.0×10-7 m3.0×10-7 m的電磁波,因此能濾掉日光中99%以上的紫外線,對地球表面形成保護層。如果沒有臭氧層,大量紫外線照射到地球上,地球生態平衡將受到破壞,微生物被殺死,核酸與蛋白質受到破壞,平流層溫度也將改變。有了臭氧層,地球上的生物才得以生存。

但是,近半個世紀以來,大氣中的許多有害氣體,特別是作爲電冰箱、空調機致冷劑的氯氟代烷大量排放,飄浮在高層大氣中的氟氯代烷,在太陽紫外線高能輻射下,分解放出氯原子,氯原子能迅速跟臭氧分子作用消滅掉臭氧,然後它又立即恢複原狀,重新消滅臭氧分子,因而使臭氧層中的臭氧日益減少。1984年發現南極上空出現了臭氧空洞,面積與美國國土面積差不多。接著又發現北極上空的臭氧層臭氧也減少了15%。科學研究證明,大氣中臭氧減少1%,照射到地面的紫外線就增加2%,皮膚癌的發病率則增加5%左右。臭氧層的惡化還會損害人的免疫系統,使患白內障和呼吸道疾病的人增多;阻止植物的葉莖生長;還可能導致全球平均氣溫上升;使海平面升高;使肥沃的土地變成沙漠,最終導致人類及生物的消亡。

爲了使臭氧層不再遭受破壞,許多科學家提出禁止使用氯氟代烷作致冷劑及噴霧劑並停止生産此類物質。19879月,在加拿大蒙特利爾簽署了減少氯氟代烷使用量的《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》。198935123個國家的代表在倫敦召開拯救臭氧層的國際大會。議定發達國家于1995年,發展中國家推遲到2010年停止使用氯氟代烷。199911月底,第十一次《蒙特利爾議定書》締約方大會在我國北京召開,172個國家的代表,進一步研討保護臭氧層問題,我國政府已經淘汰了消耗臭氧層物質5萬噸。19991115,國務院批准了新修訂的《中國逐步淘汰消耗臭氧物質的國家方案》,消防、汽車空調、清洗等行業的消耗臭氧層物質將提前淘汰。

 

第三節   造成我國大氣汙染嚴重的主要原因

1 環境意識薄弱,對可持續發展戰略認識不足

大氣環境是人類賴以生存的可貴資源,大氣環境資源的破壞是一種不可逆的過程,恢複良好的大氣環境質量要比采取措施從根本上防治大氣汙染付出更多的經濟代價。但這種觀念長期以來並沒有被一些部門和一些地區充分的理解和認識。他們只考慮近期的、局部的經濟發展需要,在制汀一些綜合的經濟政策、産業政策以及城市建設發展規劃中缺乏對保護大氣環境的考慮,往往以犧牲環境爲代價換取經濟的快速發展,形成了盲目擴大生産規模、亂鋪攤子、重複建設、技術裝備水平低、能源資源浪費大、鄉鎮企業無序發展、劣質煤炭流通失控等狀況。因此說缺乏對環境保護考慮的地方政策的出台,本身就是造成加重大氣汙染的誘因,所造成環境危害和損失是難以挽回的。
    2
能源、利用不合理,能源浪費嚴重

能源的不合理利用以及能源的嚴重浪費是造成我國大氣汙染嚴重的原因之一,主要表現如下:
  (1)在我國 一次能源消費結構中,煤炭占75%,而用于發電的煤量僅占總煤量的35%,其它煤炭則用于工業及民用燃燒,有84%的煤炭直接燃燒,這種煤炭消費構成是恨不合理的。
  (2)我國煤炭生産過分注重産量的增加,對控制高硫煤問題重視不夠,主要表現在煤炭的洗選率低和高硫煤地區的煤炭産量增長過快。同時,由于洗煤廠建設資金的限制、洗煤價格的不合理以及受鐵路運力和流向的制約,洗,煤能力的增長落後于原煤生産量增長,原有洗選廠生産能力不能充分發揮出來。目前,我國煤炭入洗率爲22%,發達國家一般多在60%~80%。動力煤洗選廠的洗選設備利用率僅爲69%
  (3)各類燃燒設備技術及制造水平較低,能源利用率不高,使用能耗高排汙量大和超期服役的燃燒設備的現象相當普遍。全國工業鍋爐50萬台,平均熱效率僅有60%左右;工業窯爐平均熱效率約爲40%;城鎮居民生活燃煤熱效率平均僅爲22%左右。
  (4)鄉鎮工業發展迅速,大多數企業采用的生産技術、工藝比較落後,生産設備簡陋,資源能源利用率極低,所造成的大氣汙染是驚人的。

3 大氣汙染防治的資金投入不足

目前,全國汙染治理和用于汙染防治有關的城市基礎設施建設投資,只占國民生産總值的0.7%,這與我國環境汙染嚴重、曆史欠帳太多和經濟快速發展對環保投資的需求相比,嚴重不足。
  (1)我國工業發展的起點低,基礎工業整體水平提高較慢,技術改造難度大,汙染欠帳多。工業技術和裝備許多是50~60年代水平的,資源、能源消耗高。但由于工業的整體改造受到資金的限制,遲遲不能進行整體改造和市染治理,相當一批技術裝備落後的工業企業長期在生産中排放大量的汙染物,造成嚴重汙染。
  (2)國家在推行清潔煤炭政策、改善能源結構的措施如煤炭洗選加工、型煤、燃煤脫硫、使用清潔能源等方面的投資力度太弱,遠遠不能滿足需要。
  (3)城市集中供熱、燃氣等基礎建設工程是解決城市大氣環境汙染的主要措施。但不少地區仍然發展緩慢,關鍵還是資金投入不到位的問題。有些城市建完了熱電廠,卻缺少資金建設供熱管網,分散熱源仍然存在,不但沒有減少汙染,反而增加了排放量。
  (4)排汙收費標准太低,使得汙染企業甯可交排汙費,而不願意花錢治理。例如,兩省九市的二氧化硫收費標准過低,一般都在每公斤二氧化硫0.20元以內,遠遠低于每公斤1元左右的脫硫成本,並不能促使企業投資用于二氧化硫治理。造成目前,兩省九市試點地區所建的脫硫設施很少。
    4
執法不嚴,監督管理力度不夠

盡管我國大氣汙染防治法規標准建設取得很大進展,但有法不依,執法不嚴,違法不究的現象仍然十分嚴重。
  (1)一些地方政府幹預環保部門執法,批准建設短期經濟效益好但能源資源消耗量大、對大氣汙染嚴重的工業項目;不執行國家先評價,後建設的規定,出現了一些新的不合理布局和汙染超標的建設項目;對大氣汙染防治措施的投資經常留有缺口或將資金挪作他用。
  (2)地方電廠、地方水泥廠和鄉鎮企業執法不嚴,超標現象比較普遍。
  (3)由于各地監測機構受到經費的限制,不能普遍開展對汙染源的經常性監督監測,從而削弱了環保部門對汙染源的日常監督管理。環保設施操作管理比較差,實際運行率低。許多項目盡管開工驗收時可達標,但實際運行中卻超標排放。據估算,全國目前工業鍋爐煙塵排放超標率平均爲30%,工業窯爐平均爲50%,地方水泥行業的粉塵排放超標率爲40%
  (4)機動車汙染防治起步晚,排氣監督管理機制還未真正建立,各監督執法部門職責不清、監督不力,尤其對汽車制造、銷售、使用、報廢全過程汙染監督管理還很薄弱,機動車排氣汙染監督監測還未納入國家大氣環境質量和汙染源的常規監測體系中,從而缺乏對機動車排氣汙染的有效監督。
    5.
缺乏實用的治理技術
   
我國在大氣汙染治理技術和設備的研制、開發、推廣和使用方面,雖然做了不少工作,但與大氣汙染控制的需求差距還較大,資金、人力的投入以及實用技術商品化的程度遠不如發達國家。比較薄弱的領域是潔淨煤技術;冶金、化工、建材等行業的工業窯爐和生産設施排放汙染的治理技術;機動車機內淨化技術等。實用技術的缺乏直接影響了大氣汙染治理的進程和效果。

第四節   大氣汙染的危害及采取的對策措施

  目前,我國的大氣汙染已危害了人們的身體健康。研究表明,在中國引起慢性障礙性呼吸道疾病的主要決定因素是大氣汙染。大氣汙染造成了巨大的經濟損失,制約了經濟的發展。僅酸雨造成的經濟損失就達到1165億元(1995),約占當年國民生産總值2%。大氣汙染嚴重的狀況成爲人們對社會不滿的因素之一,甚至影響了一些地區的社會安定。與此同時,我國的大氣汙染程度也在國際上造成了不良的影響,首都北京已被世界衛生組織列爲大氣汙染最嚴重的城市之一.這將對我國的社會主義現代化建設以及國際交往帶來不利影響。

 九五期間我國大氣汙染物防治的重點爲:兩控區"二氧化硫;城市煙塵、粉塵;機動車排氣汙染。主要控制目標是:工業汙染源和機動車限期達標排放,實現國家規定的煙塵、粉塵和二氧化硫總量控制指標,全面推動機動車車用汽油無鉛化;重點城市大氣環境質量按功能區達到國家標准,控制酸雨汙染力日重的發展趨勢。

爲達到上述目標,主要采取了以下對策:

1.地方政府對環境質量負責,走可持續發展的道路。 各級政府要對本轄區的大氣環境質量負責,充分認識走可持續發展道路的重要性。在研究經濟社會發展的重大戰略和重大項目時,應充分考慮環境保護的要求。城市大氣環境質量應普遍達到國家二級標准。 采取措施落實跨世紀綠色工程規劃和主要汙染物排放總量控制計劃,根據本轄區大氣環境質量控制目標分解總量指標,並從資金、監督管理等方面予以保證。尤其是大、中、小型新建、擴建、改建和技術改造排放二氧化硫和煙塵的項目,必須采取有效措施控制汙染物排放總量,或者由項目建設單位或當地人民政府負責削減區域內其它汙染源的排放量,確保大氣汙染物排放量控制在區域總量控制指標內。
    2.
發展清潔能源,改善能源消費結構。逐步減少直接消費煤炭,提高使用燃氣、電力等清潔能源的消費比例。逐步提高車用燃油質量和標號,加速淘汰含鉛汽油,使我國的汽油盡快向無鉛化、高標號方向發展。2000年已完成禁止生産、銷售和使用含鉛汽油。積極開發各種低汙染汽車,如天燃氣汽車、液化氣汽車、甲醇汽車、電動汽車等。
    3.
推行煤炭洗選加工,控制高硫份、高灰份煤炭汙染。嚴格控制高硫高灰份煤炭的開采和推行煤炭洗選是減排二氧化硫的重要措施,規定:(1)不得再批准開采硫份大于3%的煤礦,對現在硫份大于3%的煤礦實行限産、配采或予以關停;(2)大力提高原煤入洗率。對新建硫份大于1.5%的煤礦要求配套建設煤炭洗選設施。對現有硫份大于2%、無機硫含量占總硫分大于50%的煤礦,在2005年內配套建設煤炭洗選設施;(3)對于煤炭洗選後沒有回收硫鐵礦的煤研石,不能作爲燃料用于發電;
    4.
淘汰落後生産工藝,防治工業廢氣汙染淘汰嚴重汙染環境的落後工藝和設備,采用技術起點高的清潔工藝,最大限度地減少能源和資源的浪費,從根本上減少汙染物的産生和排放,減少末端汙染治理所需的資金投入。
    (1)
國家已發布第一批限期淘汰的嚴重汙染大氣環境的工藝和設備名錄,提出可替代的先進工藝和設備;規定普通立窯生産水泥、化鐵煉鋼、平爐煉鋼、橫罐煉鑄、部分鐵合金電爐和部分水泥機械化立窯等生産工藝和設備的淘汰期限;禁止在新、改、擴建和技改項目中使用淘汰的工藝和設備,超過限期的,要堅決取締。要繼續取締、關停小造紙、土法煉鉛鑄、土法煉焦、土法煉缽、煉硫磺等汙染嚴重的“15',企業,認真采取這項措施可減排放煙塵65萬噸,減排二氧化硫50萬噸。
    (2)
改組、改造地方中小水泥廠,用靜電除塵或袋式除塵器取代旋風除塵器,關停小立窯等措施,使水泥企業工業粉塵除塵效率達到80%。用靜電除塵取代原有電廠的水膜、旋風低效除塵,這些措施是解決當前煙塵汙染的重要技術。 (3著重解決人民群衆反映強烈的一些大氣汙染問題,主要是嚴重超標排放的工業有毒、有害、有異昧的大氣汙染問題。
    5.
加強大氣汙染防治實用技術的椎廣從國情出發,盡快開發推廣技術可靠、經濟合理、配套設備過關的大氣汙染防治實用技術,重點領域包括煤炭洗選脫除有機硫、工業型煤、循環流化床鍋爐、煤的氣化和液化、煙氣脫硫、轉爐煉鋼收塵、焦爐煙氣治理、陶瓷磚瓦窯黑煙治理等。
    6.
完善環境監督管理制度。
   
主要包括:
    (1)
所有超標排放大氣汙染物的單位到2000年達標排放,制定實施計劃,落實治理資金,分階段完成限期治理任務。
    (2)
各地將排汙總量指標分配到排汙單位,實施排汙許可證制度,使排汙單位明確各自的汙染物排放總量控制目標,對汙染源排放總量實施有效控制。排汙單位必須按照環境保護部門根據環境質量要求核定的允許排放量組織生産。
    (3)
建立了對工業部門環保工作的監督機制,要求各部門切實采取措施落實本行業九五環保計劃。
    (4)
二氧化硫排汙收費試點地區由兩省',、九市"擴大到兩控區。提高二氧化硫排汙收費標准,使其逐步達到高于治理成本,促使排汙企業積極增加投入,主動治理汙染。
    (5)
進一步加強城市煙塵控制區的監督管理,提高建設煙控區的標准和監測頻率,配備煙塵總量計量裝置。加強對除塵器等環保設備的制造、安裝和使用的監督管理,加快淘汰各種低效除塵器和原始排放濃度高的落後鍋爐。充分發揮城市已有集中供熱設施的作用,城市熱網範圍內不允許新建分散供熱鍋爐,已有分散供熱鍋爐應要求限期拆除。
    (6)
提高大氣環境監測及大氣汙染源監督監測的技術水平,改善監測裝備條件,建立酸雨監測網絡,掌握兩控區"酸雨變化動態。
    (7)
逐步完善機動車排氣汙染監督管理體系,建立環保部門統一監督管理、部門協調分工的管理體系和運行機制,進一步加大執法監督力度。實施對車輛定型、生産、進口、使用的全過程汙染監督管理。在全過程管理中,執行相應的國家機動車排放標准,對未達到國家機動車排放標准的車輛不准制造、銷售、進口和使用。完善老舊車報廢制度,對嚴重超標排放的車輛予以取締,以提高在用車總體裝備水平,改善大氣環境質量 7、真展行保護全球大氣環境的國際公約。
   
我國19899月加入《保護臭氧層維也納公約》,19916月成爲修正後的《關于消耗臭氧層物質(0DS)的蒙特利爾議定書》(以下簡稱《議定書》)締約國。《議定書》是迄今爲止最具強制性限控目標的國際環境公約。按《議定書》規定,發展中國家最終淘汰消耗臭氧層物質的期限是2010年。
  
隨著發達國家在1996年基本停止了消耗臭氧層物質生産和消費,我國已成爲世界上最大的消耗臭氧層物質的生産和消費國之一,在發展經濟、提高人民生活水平的同時,按限控目標淘汰消耗臭氧層物質,是一件非常艱巨而長期的任務。近年來我國政府以及生産和消費消耗臭氧層物質的工業界已經作出很大努力,但還面臨很多困難,我國要繼續爭取國際社會更多的資金支持,在國內有關部門的配合和幫助下,不斷強化管理,以確保限控目標的全面完成。
   
減少溫室氣體排放、防止全球氣候變暖是當今世界各國共同關注的全球環境問題。

大氣環境質量標准:

根據實際情況,我國目前對一些量大面寬、環境影響較普遍的多種大氣廣域汙染物(總懸浮微粒、飄塵、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳和光化學氧化劑)濃度的限值制定了標准。大氣質量標准分爲三級,以便進行管理。第一級標准是爲保護廣大自然生態和舒適美好的生活條件要求而應達到的水平;第二級標准是爲保護廣大人民健康和城市生態應達到的水平;第三級標准是爲大氣汙染狀況已經比較嚴重的工業城鎮或工業區制定的過渡性管理標准,是保護大多數人的健康和城市一般的植物需要應達到的水平。

第二章           

第一節  影響

   

一、溫室效應的原理

    全球的地面平均溫度約爲15。可是,如果沒有大氣,地球的地面平均溫度應爲-18。這33大體就是因爲地球有大氣,像一條被子一樣,造成大氣溫室效應之故。 世界上,宇宙中任何物體都輻射電磁波,物體溫度越高,輻射的電磁波波長越短。太陽表面溫度約6000,它發射的電磁波長很短,稱爲太陽短波輻射(其中包括從紅到紫色的可見光)。地面在接受太陽短波輻射而增溫的同時,也時時刻刻向外輻射電磁波而冷卻。地球發射的電磁波長因爲溫度較低而較長,稱爲地面長波輻射。可是短波輻射和長波輻射在經過地球大氣時遭遇是不同的:大氣對太陽短波輻射幾乎是透明的,卻強烈吸收地面長波輻射。大氣在吸收地面長波輻射的同時,它自己也向外輻射波長更長的長波輻射(因爲大氣溫度比地面更低)。其中向下到達地面的部分稱爲逆輻射。地面接受到逆輻射後就會升溫,或者說大氣對地面起到了保溫作用。這就是大氣溫室效應的原理。 地球大氣的這種保溫作用,很類似于種植花卉的暖房頂上的玻璃(因此溫室效應也稱暖房效應或花房效應)。因爲玻璃也有透過太陽短波輻射和吸收地面長波輻射的保溫功能。 二氧化碳能夠透射太陽短波輻射,使它達到地表增溫,但對于地面長波輻射卻善于吸收,特別是對波長在13-17μm波譜範圍內有強烈的吸收能力. 使得地面輻射能夠大量截留在大氣二氧化碳層內,不逸入宇宙空間.

二.溫室氣體的種類

  溫室氣體占大氣層不足1%。其總濃度需視乎各''''的平衡結果。''是指某些化學或物理過程使到溫室氣體濃 度增加,相反''是令其減少。人類的活動可直接影響各種溫室氣體的''''而因此改變了其濃度。

  大氣層中主要的溫室氣體可有二氧化碳(CO2),甲烷(CH4),一氧化二氮(N2O),氯氟碳化合物(CFCs)及臭氧(O3)。大氣層中的水氣(H2O)雖然是'天然溫室效應'的主要原因,但普遍認爲它的成份並不直接受人類活動所影響。

三.溫室效應的影響

1.氣候轉變:"全球變暖" 

溫室氣體濃度的增加會減少紅外線輻射放射到太空外,地球的氣候因此需要轉變來使吸取和釋放輻射的份量達至新的平衡。這轉變可包括'全球性'的地球表面及大氣低層變暖,因爲這樣可以將過剩的輻射排放出外。雖然如此,地球表面溫度的少許上升可能會引發其他的變動,例如:大氣層雲量及環流的轉變。當中某些轉變可使地面變暖加劇(正反饋),某些則可令變暖過 程減慢(負反饋)

  利用複雜的氣候模式,'政府間氣候變化專門委員會'估計全球的地面平均氣溫會在2100年上升1.45.8度。這預計已考慮到大氣層中懸浮粒子傾于對地球氣候降溫的效應與及海洋吸收熱能的作用(海洋有較大的熱容量)。但是,還有很多未確定的因素會影響這個推算結果,例如:未來溫室氣體排放量的預計、對氣候轉變的各種反饋過程和海洋吸熱的幅度等等。

2.海平面升高 

  假若'全球變暖'正在發生,有兩種過程會導致海平面升高。第一種是海水受熱膨脹令水平面上升。第二種是冰川和格陵蘭及南極洲上的冰塊溶解使海洋水份增加。預期由1900年至2100年地球的平均海平面上升幅度介乎0.090.88之間。

3.對人類生活的潛在影響

  ①.經濟的影響

  全球有超過一半人口居住在沿海100公裏的範圍以內,其中大部份住在海港附近的城市區域。所以,海平面的顯著上升對沿岸低窪地區及海島會造成嚴重的經濟損害,例如:加速沿岸沙灘被海水的沖蝕、地下淡水被上升的海水推向更遠的內陸地方。

  ②.農業的影響

  實驗證明在CO2高濃度的環境下,植物會生長得更快速和高大。但是,'全球變暖'的結果可會影響大氣環流,繼 而改變全球的雨量分布與及各大洲表面土壤的含水量。由于未能清楚了解'全球變暖'對各地區性氣候的影響,以致對植物生態所産生的轉變亦未能確定。

  ③.海洋生態的影響

  沿岸沼澤地區消失肯定會令魚類,尤其是貝殼類的數量減少。河口水質變鹹可會減少淡水魚的品種數目,相反該地區海洋魚類的品種也可能相對增多。至于整體海洋生態所受的影響仍未能清楚知道。

  ④.水循環的影響

全球降雨量可能會增加。但是,地區性降雨量的改變則仍未知道。某些地區可有更多雨量,但有些地區的雨量可能會減少。此外,溫度的提高會增加水份的蒸發,這對地面上水源的運用帶來壓力。

 

第二節       如何解決溫室效應——人們的設想

爲削減大氣中能引起溫室效應的二氧化碳,一般認爲,通過多種樹來吸收大氣中的二氧化碳,達到減緩地球氣候變暖趨勢是可行的。科學家最近稱,將來爲了解決全球氣候變暖,拯救地球,人們將不得不把排放出的二氧化碳直接注入地下。

  英國地質勘查研究所地球物理學家說,將二氧化碳泵入地下這種方式是減少向地球大氣排放二氧化碳排放的最有力的方式,爲了防止泵入地表以下的二氧化碳重新返回地球大氣,挪威國家石油公司已經在北海的斯萊普納氣田實驗這種技術,將500萬噸二氧化碳泵入海底以下1公裏處的含鹽貯水層。挪威國家石油公司曾經將一座位于歐洲北海的天然氣井排出的二氧化碳轉化成液體後泵入海底沙岩下面,進行直接掩埋二氧化碳的實驗。該公司耗資5000多萬美元建成了一個二氧化碳處理海上平台,並將它安裝在距挪威沿海250公裏處的海上油氣田中。該油氣田每年向大氣排放約100萬噸的二氧化碳的地質層。他說,研究人員正在進行多項研究,爭取開發出降低成本的新技術,那些已經開采完的油田和氣田可能會被重新利用,用來儲存二氧化碳。

科研人員也承認,使用這種方法將二氧化碳入地下並非長遠之計,將來爲了更有效地解決全球氣候變暖問題,我們的後代還需要尋找不向地球大氣排放引起溫室效應的可再生替代能源。但是找到新的能源利用方式也並非一日之功,科學家說,在未來的50年到60年之內,將二氧化碳入地下的方式可能被作爲一種減少溫室效應的重要方式被采用。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第三章            水環境的汙染與防治

第一節       水環境問題的現狀

      1.水汙染是我國面臨的最主要的水環境問題

      據水利部對全國700余條河流約10km河長開展的水資源質量評價結果:46.5%的河長受到汙染(相當于)10.6%的河長嚴重汙染(已超),水體已喪失使用價值。90%以上的城市水域汙染嚴重。從地區分布來看,支流水質一般劣于幹流,幹流下遊水質一般劣于上遊,城市工礦區河段水質最差。南方河流水質整體上優于北方河流,中西部地區水質整體上優于東部發達地區。在全國七大流域中,太湖、淮河、黃河流域均有70%以上的河段受到汙染;海河、松遼流域汙染也相當嚴重,汙染河段占60%以上。全國有1/4的人口飲用不符合衛生標准的水。

     2.河湖萎縮、功能退化,部分湖泊鹹化趨勢明顯

     在北方缺水地區,由于河道天然徑流減少,引用水量增加,開發利用不盡合理,江河斷流及平原地區河流枯萎已成爲又一個嚴重的水環境問題。

     30年來,我國湖泊水面面積已縮小了30%。素有千湖之稱的江漢湖群,目前的湖泊面積僅爲新中國成立初期的50%

     調查表明,我國西北幹旱、半幹旱地區湖泊幹涸現象十分嚴重,部分湖泊含鹽量和礦化度明顯升高,湖泊鹹化趨勢明顯。新疆的博斯騰湖,由于上遊修建灌溉工程,入湖水量銳減,含鹽高的灌區退水又不斷入湖,十幾年就由淡水湖演變爲鹹水池,湖水礦化度上升了6倍,水面減少120km2,水位降低3.54m。我國曆史上著名的大型鹹水湖——羅布泊也已幹涸。圍湖造田是南方地區湖泊面積萎縮的首要原因。江漢湖群因圍墾消失湖泊983個,減少面積2041km2,目前僅存湖泊83個;洞庭湖區在不到40年的時間內,圍墾面積達15hm2,淤積與圍墾互爲因果,惡性循環。

     3.地下水大量超采

     由于地表水資源貧乏和水汙染加劇,一些地區對地下水進行掠奪式開發,地下水超采現象十分嚴重,以犧牲環境爲代價維持工農業生産和人民生活的用水需求。據不完全統計,全國目前已形成地下水區域性降落漏鬥149個,漏鬥面積15.8km2,其中嚴重超采面積6.7km2,占超采區面積的42.3%。多年平均超采地下水67.8m3

     4.水土流失面廣量大

我國是世界上水土流失最嚴重的國家之一,全國水土流失面積367km2,占國土面積的38%,其中水力侵蝕面積179km2。每年流失土壤50多億t,嚴重影響土壤肥力。全國每年因水土流失新增荒漠化面積2100km2,土地利用價值和承載能力降低。每年因水土流失而損失的耕地面積達7萬多hm2。黃土高原每年水土流失帶走的氮、磷、鉀就達4000t,相當于全國一年的化肥産量。黃河平均年輸沙量16t,其中4t淤積在下遊河床中,使下遊河床以每年10cm的速度擡升,黃河已成爲世界著名的地上懸河。與此同時,泥沙中所攜帶來的氮、磷是造成江河湖庫面源汙染的主要原因之一。

 

第二節   造成水環境問題的原因

1.無節制地排放未經處理的廢汙水是河湖汙染的首要原因

     隨著經濟社會的發展,城市規模的不斷擴大,用水量的持續增大,排入江河湖庫的廢汙水不斷增加。據水利部門最新調查資料,現狀廢汙水排放量已超過80年代初的1倍,年排廢汙水達600t,這些廢汙水80%以上未經處理直接排入江河湖庫,是主要的汙染源。

     我國江河汙染主要是城市和工礦企業的點源汙染所致,一個入河排汙口汙染一大片,在大江大河形成岸邊汙染帶;支流小河一個工廠的汙染就會使整條河流受到汙染,變成排汙溝。

2.經濟發展與環境保護不協調是影響水環境狀況的重要因素

     改革開放後,鄉鎮企業異軍突起,成爲我國經濟發展的生力軍,一方面極大地增強了我國經濟實力,另一方面,由于鄉鎮企業技術含量低,能耗高,汙染重,給生態環境特別是水環境造成嚴重影響。小造紙、小制革等十五小企業對水環境的破壞尤爲嚴重,一個小造紙廠就能汙染整條河流。

3.水土流失以及化肥、農藥的不合理使用是造成河湖汙染的重要原因

     目前,我國大多數湖泊是氮、磷造成的富營養化,據專家估算:近50%的氮、磷來自于水土流失造成的面源汙染。

     除以上造成水汙染的主要原因外,對汙染治理投入不足、治理技術落後、治理設施正常運轉率低,對保護水資源宣傳教育和依法管理的力度不夠,也是造成水汙染的重要原因。

     總之,從全國情況看,水汙染態勢呈總體惡化趨勢,形勢嚴峻。水汙染正從東部向西部發展,從支流向幹流延伸,從城市向農村蔓延,從地表向地下滲透,從區域向流域擴散。

4.水資源短缺與水汙染互爲因果,加劇了水環境惡化

     由于水資源短缺,水體稀釋能力低,水環境更趨惡化。海河流域水資源匮乏,水汙染也相當嚴重。平原河道基本枯萎,鄰近城市的河道成爲排汙溝,被喻爲無河不幹,有水則汙。地處濕潤地區的長江三角洲和珠江三角洲,由于水體受到汙染,也成爲水質型缺水地區,水鄉無水可用已成爲一個嚴峻的現實問題,水汙染也進一步加劇了水資源的供需矛盾。

5.水土資源的不合理開發利用,是導致水環境問題的重要原因

     黃河斷流的根本原因在于引用水量的大量增加和未能實現流域水資源統一管理調度。黃河河套地區,農業用水大水漫灌,年灌溉定額超過15000m3/hm2,致使土壤發生次生鹽漬化;而地處河口的東營市及勝利油田,枯水季節無水可用,中下遊的山東、河南兩省也難以保證灌溉用水。

      據統計,由于對濕地的盲目開墾、改造,以及對濕地生物資源和水資源的不合理利用,近40年來中國沿海地區累計喪失海濱灘塗濕地面積20km2以上,占沿海濕地面積的50%

 

第三節       解決水環境問題的對策

      1.走可持續發展之路,以改善生態環境爲根本和切入點,制定水資源保護規劃,實現水資源的可持續利用

      實踐證明,以犧牲環境換發展,走先汙染後治理的路是行不通的。必須在全社會樹立水資源與水環境的憂患意識,走可持續發展之路,使經濟發展水平與資源條件、環境狀況相適應。經濟建設要充分考慮水土資源條件和生態環境保護的要求,合理確定與調整經濟結構和産業布局,要在保護生態的前提下加快發展,根據水資源條件確定重點發展區域和發展重點,實現資源的優化配置,提高區域的資源環境承載能力。要把水資源的開發利用與節約保護結合起來。對于汙染嚴重地區,應將改善水環境作爲區域社會經濟發展的首要目標,果斷地關停嚴重汙染環境的小企業,加大汙染治理力度。按照國務院批准的水利部三定規定的要求,全面開展水資源保護規劃工作,逐步建立完整的、科學的全國水資源規劃體系。組織開展水功能區的劃分和控制向飲水區等水域排汙的工作;做好江河湖庫的水量水質監測和評價工作,審定江河湖庫等水域的納汙能力,提出限制排汙總量的意見;及時發布水資源狀況公報;維護江河湖庫水資源的使用功能和良好的生態環境,努力使水的資源屬性與環境屬性相統一。減少汙染物排放是改善水環境的根本措施,實施總量控制、嚴格排汙管理最有效的辦法是根據流域水環境容量確定汙染物允許排放量,以控制進入江河湖庫的汙染物。將排汙總量指標層層分解,由縣以上人民政府根據上級政府制定的汙染物控制計劃,組織制定轄區內排汙總量控制計劃,並將排汙總量指標分解到每個排汙單位,納入目標責任制管理,同時加強對入河排汙口的監督性監測與管理,控制退水中汙染物總量不超過規定指標。另外,還可以根據需要與可能適時適度調水,改善湖泊水質,防止湖泊富營養化。

      2.建立流域管理與行政區域管理相結合的水資源保護管理模式,實行水量水質統一管理,健全流域水環境監測網絡,實行動態監測、區域聯防

     要以水資源優化配置爲目標,加強流域和區域的水資源統一管理。當前,尤其要注意強化地表水與地下水統一管理,供水與需水統一管理,水量與水質統一管理。搞好水資源的優化配置和保護,努力提高水資源的科學有效利用和保護水平。

      流域是一個完整的水資源系統,水環境狀況是流域水資源管理的重要指標。當前應加強流域水資源保護機構的作用,發揮水利部門水量、水質同步監測、統一管理的優勢,流域管理與區域管理相結合,強化水汙染治理力度,實現水資源統一管理,地表水地下水聯合調度,改善流域水環境,加強地下水的保護、抑制超采區地面沉降。爲了防治過度開采地下水資源引起的地面沉降,各級水利部門要認真加強對地下水的監測和采補平衡分析,提出回灌規劃,充分利用洪水及間隙期多余的水量,采取各種補給入滲技術回灌地下水,爭取地下水早日恢複平衡,抑制地面沉降的發展。流域水環境監測網是防治水汙染、改善水環境的尖兵與耳目,應該優先建設,先行發展。重點加強現場測試能力與快速反應能力,在有條件地區建設自動測報與預警系統。對跨界河流與重大汙染事故實行動態監測,定期向社會公布水環境信息。近期應加強省際邊界水體的監測,積極開展跨省的汙染聯防。

      3.要大力做好節約用水和汙水資源化的工作

      當前,我國用水浪費嚴重,全國農業灌溉用水利用系數大多只有0.4,而很多國家已達到0.70.8;我國工業萬元産值用水量爲l03m3,是發達國家的1020倍,水的重複利用率我國爲40%左右,而發達國家爲75%85%。因此,要下最大的決心,做好節約用水工作,要把節水和水資源的高效利用作爲一項革命性措施來抓,要以節水灌溉爲重點進行灌區建設。節水工作要遵循統一規劃、分步實施,因地制宜、土洋結合、講求實效、農民歡迎的原則。要把建立節水型農業、節水型工業、節水型社會作爲全社會的共同目標。要大力提倡清潔生産和汙水資源化。目前可將經處理的工業廢水作爲低質水源,用于火力發電廠的冷卻水、煉鐵高爐冷卻水、石油化工企業中一些敞開式循環水等,在石油開采中回用水還可用作油井注入水;生活汙水含有大量氮、磷等營養物質,而重金屬、農藥等有毒有害物質濃度較低,可用于農田灌溉;處理後的汙水還可用于地下水回灌,用于養殖水生生物,用作不與人體直接接觸的水源、旅遊水和景觀水等。

     4.依法治水,完善水資源保護立法及法律修改工作

     依法治水,是改善我國水環境的關鍵所在,各級水利部門要進一步加大對取水許可審批管理的力度,強化取水許可的管理,嚴格控制取水量,限制耗水量大、汙染嚴重的企業用水,還要對退水水質進行嚴格管理。對新申請取水許可證的單位,嚴格按照取水許可水質管理規定,必須提交取水和退水對環境影響的分析報告,方可辦理取水許可申請審批手續。對逾期仍超標排汙的單位和企業,要堅決依法吊銷其取水許可證。要盡快修改《水法》和《水汙染防治法》,理順流域水資源保護機構的內外關系,制定流域及區域各種配套法規,如:《供水水源地管理辦法》、《水資源保護條例》、《入河排汙口管理辦法》和《保護水資源經濟補償辦法》的起草工作,使水資源保護工作法制化、制度化。

     另外,建議國家有關部門在項目審批過程中,要對治汙的投資比例提出明確規定。

     5、團結協作,科學治理

水資源保護與水汙染防治既有區別,又有聯系。水資源保護是目的,水汙染防治是手段。兩者均涉及上下遊、左右岸、幹支流,存在著區域管理難以解決的矛盾。因此水利、環保、農業、城建等各部門團結協作是治理水汙染、改善水環境的組織保證,應各司其職,各用所長,統一規劃,統一目標,統一行動,統一調度。水環境是一個複雜的大系統,涉及自然、社會、環境諸多因素,提高治理措施的科技含量和理論水平是當務之急,應逐年安排關鍵問題與關鍵技術的科技攻關,指導治理工作。 

第四章            赤潮

第一節   赤潮的概述

赤潮是一種自然現象,也是人爲因素引起的。人類早就有相關記載,如《舊約·出埃及記》中就有關于赤潮的描述:"河裏的水,都變作血,河也腥臭了,埃及人就不能喝這裏的水了"。在日本,早在騰原時代和鐮時代就有赤潮方面的記載。1803年法國人馬克 · 萊斯卡波特記載了美洲羅亞爾灣地區的印第安人根據月黑之夜觀察海水發光現象來判別贻貝是否可以食用。1831-1836年,達爾文在《貝格爾航海記錄》中記載了在巴西和智利近海面發生的束毛藻引發的赤潮事件。據載,中國早在2000多年前就發現赤潮現象,一些古書文獻或文藝作品裏已有一些有關赤潮方面的記載。如清代的蒲松齡在《聊齋志異》中就形象地記載了與赤潮有關的發光現象。
     
赤潮是在特定的環境條件下,海水中某些浮遊植物、原生動物或細菌爆發性增殖或高度聚集而引起水體變色的一種有害生態現象。赤潮是一個曆史沿用名,它並不一定都是紅色,實際上是許多赤潮的統稱。赤潮發生的原因、種類、和數量的不同,水體會呈現不同的顔色,有紅顔色或磚紅顔色、綠色、黃色、棕色等。值得指出的是,某些赤潮生物(如膝溝藻、裸甲藻、梨甲藻等)引起赤潮有時並不引起海水呈現任何特別的顔色。

      隨著現代化工農業生産的迅猛發展,沿海地區人口的增多,大量工農業廢水和生活汙水排入海洋,其中相當一部分未經處理就直接排入海洋,導致近海、港灣富營養化程度日趨嚴重。同時,由于沿海開發程度的增高和海水養殖業的擴大,也帶來了海洋生態環境和養殖業自身汙染問題;海運業的發展導致外來有害赤潮種類的引入;全球氣候的變化也導致了赤潮的頻繁發生。

目前,赤潮已成爲一種世界性的公害,美國、日本、中國、加拿大、法國、瑞典、挪威、菲律賓、印度、印度尼西亞、馬來西亞、韓國、香港等30多個國家和地區赤潮發生都很頻繁。

     首先,赤潮的發生,破壞了海洋的正常生態結構,因此也破壞了海洋中的正常生産過程,從而威脅海洋生物的生存。

     其次,有些赤潮生物會分泌出粘液,粘在魚、蝦、貝等生物的鰓上,妨礙呼吸,導致窒息死亡。含有毒素的赤潮生物被海洋生物攝食後能引起中毒死亡。人類食用含有毒素的海産品,也會造成類似的後果。
再次是大量赤潮生物死亡後,在屍骸的分解過程中要大量消耗海水中的溶解氧,造成缺氧環境,引起蝦、貝類的大量死亡。
    
赤潮的發生原因

      赤潮是一種複雜的生態異常現象,發生的原因也比較複雜。關于赤潮發生的機理雖然至今尚無定論,但是赤潮發生的首要條件是赤潮生物增殖要達到一定的密度,否則,盡管其他因子都適宜,也不會發生赤潮,在正常的理化環境條件下,赤潮生物在浮遊生物中所占的比重並不大,有些鞭毛蟲類(或者假藻類)還是一些魚蝦的食物。但是由于特殊的環境條件,使某些赤潮生物過量繁殖,便形成赤潮。大多數學者認爲,赤潮發生與下列環境因素密切相關。

      一、海水富營養化是赤潮發生的物質基礎和首要條件

     由于城市工業廢水和生活汙水大量排入海中,使營養物質在水體中副集,造成海域富營養化。此時,水域中氮、磷等營養鹽類;鐵、錳等微量元素以及有機化合物的含量大大增加,促進赤潮生物的大量繁殖。赤潮檢測的結果表明,赤潮發生海域的水體均已遭到嚴重汙染,富營養化。氮磷等營養鹽物質大大超標。據研究表明,工業廢水中含有某些金屬可以刺激赤潮生物的增殖。在海水中加入小于3mg/dm3的鐵螯合劑和小于2 mg/dm3 的錳螯合劑,可使赤潮生物卵甲藻和真甲藻達到最高增殖率,相反,在沒有鐵、錳元素的海水中,即使在最適合的溫度、鹽度、PH和基本的營養條件下也不會增加種群的密度。 其次一些有機物質也會促使赤潮生物急劇增殖。如用無機營養鹽培養簡裸甲藻,生長不明顯,但加入酵母提取液時,則生長顯著,加入土壤浸出液和維生素B12時,光亮裸甲藻生長特別好。

二、水文氣象和海水理化因子的變化是赤潮發生的重要原因

     海水的溫度是赤潮發生的重要環境因子,20-30 是赤潮發生的適宜溫度範圍。科學家發現一周內水溫突然升高大于2 是赤潮發生的先兆。海水的化學因子如鹽度變化也是促使生物因子-赤潮生物大量繁殖的原因之一。鹽度在26-37的範圍內均有發生赤潮的可能,但是海水鹽度在15-21.6時,容易形成溫躍層和鹽躍層。溫、鹽躍層的存在爲赤潮生物的聚集提供了條件,易誘發赤潮。由于徑流、湧升流、水團或海流的交彙作用,使海底層營養鹽上升到水上層,造成沿海水域高度富營養化。營養鹽類含量急劇上升,引起硅藻的大量繁殖。這些硅藻過盛,特別是骨條硅藻的密集常常引起赤潮。這些硅藻類又爲夜光藻提供了豐富的餌料,促使夜光藻急劇增殖,從而又形成粉紅色的夜光藻赤潮。據監測資料表明,在赤潮發生時,水域多爲幹旱少雨,天氣悶熱,水溫偏高,風力較弱,或者潮流緩慢等水域環境。

      三、海水養殖的自身汙染亦是誘發赤潮的因素之一

      隨著全國沿海養殖業的大發展,尤其是對蝦養殖業的蓬勃發展。也産生了嚴重的自身汙染問題。在對蝦養殖中,人工投喂大量配合飼料和鮮活餌料。由于養殖技術陳舊和不完善,往往造成投餌量偏大,池內殘存餌料增多,嚴重汙染了養殖水質。另一方面,由于蝦池每天需要排換水,所以每天都有大量汙水排入海中,這些帶有大量殘餌、糞便的水中含有氨氮、尿素、尿酸及其它形式的含氮化合物物,加快了海水的富營養化,這樣爲赤潮生物提供了適宜的生物環境,使其增殖加快,特別是在高溫、悶熱、無風的條件下最易發生赤潮。由此可見,海水養殖業的自身汙染也使赤潮發生的頻率增加。

 

第二節        赤潮的危害

      一、赤潮對海洋生態平衡的破壞

     海洋是一種生物與環境、生物與生物之間相互依存,相互制約的複雜生態系統。系統中的物質循環、能量流動都是處于相對穩定,動態平衡的。當赤潮發生時這種平衡遭到幹擾和破壞。在植物性赤潮發生初期,由于植物的光合作用,水體會出現高葉綠素a、高溶解氧、高化學耗氧量。這種環境因素的改變,致使一些海洋生物不能正常生長、發育、繁殖,導致一些生物逃避甚至死亡,破壞了原有的生態平衡。

二、赤潮對海洋漁業和水産資源的破壞

     赤潮破壞魚、蝦、貝類等資源的主要原因是:

1、破壞漁場的铒料基礎,造成漁業減産。

2、赤潮生物的異常發制繁殖,可引起魚、蝦、貝等經濟生物瓣機械堵塞,造成這些生物窒息而死。

3、赤潮後期,赤潮生物大量死亡,在細菌分解作用下,可造成環境嚴重缺氧或者産生硫化氫等有害物質,使海洋生物缺氧或中毒死亡。

4、有些赤潮的體內或代謝産物中含有生物毒素,能直接毒死魚、蝦、貝類等生物。

     三、赤潮對人類健康的危害

     有些赤潮生物分泌赤潮毒素,當魚、貝類處于有毒赤潮區域內,攝食這些有毒生物,雖不能被毒死,但生物毒素可在體內積累,其含量大大超過食用時人體可接受的水平。這些魚蝦、貝類如果不慎被人食用,就引起人體中毒,嚴重時可導致死亡。

    由赤潮引發的赤潮毒素統稱貝毒,目前確定有10余種貝毒其毒素比眼鏡蛇毒素高80倍,比一般的麻醉劑,如普魯卡因、可卡因還強10萬多倍。貝毒中毒症狀爲:初期唇舌麻木,發展到四肢麻木,並伴有頭暈、惡心、胸悶、站立不穩、腹痛、嘔吐等,嚴重者出現昏迷,呼吸困難。赤潮毒素引起人體中毒事件在世界沿海地區時有發生。據統計,全世界因赤潮毒素的貝類中毒事件約300多起,死亡300多人。

第三節        赤潮的預防

     爲保護海洋資源環境,保證海水養殖業的發展,維護人類的健康。避免和減少赤潮災害,結合實際情況,對預防赤潮災害采取相應的措施及對策。

     一、控制汙水入海量,防止海水富營養化

     海水富營養化是形成赤潮的物資基礎。攜帶大量無機物的工業廢水及生活汙水排放入海是引起海域富營養化的主要原因。我國沿海地區是經濟發展的重要基地,人口密集,工農業生産較發達。然而也導致大量的工業廢水和生活汙水排入海中。據統計,占全國面積不足5%的沿海地區每年向海洋排放的工業廢水和生活汙水近70億噸。隨著沿海地區經濟的進一步發展,汙水入海量還會增加。因此,必須采取有效措施,嚴格控制工業廢水和生活汙水向海洋超標排放。按照國家制定的海水標准和海洋環境保護法的要求,對排放入海的工業廢水和生活汙水要進行嚴格處理。

     控制工業廢水和生活汙水向海洋超標排放,減輕海洋負載,提高海洋的自淨能力,應采取如下措施:1、實行排放總量和濃度控制相結合的方法,控制陸源汙染物向海洋超標排放,特別要嚴格控制含大量有機物和富營養鹽汙水的入海量;2、在工業集中和人口密集區域以及排放汙水量大的工礦企業,建立汙水處理裝置,嚴格按汙水排放標准向海洋排放;3、克服汙水集中向海洋排放,尤其是經較長時間幹旱的納汙河流,在徑流突然增大的情況下,采取分期分批排放,減少海水瞬時負荷量。

     二、建立海洋環境監視網絡,加強赤潮監視

     我國海域遼闊,海岸線漫長,僅憑國家和有關部門力量,對海洋進行全國監視是很難做到。有必要把目前各主管海洋環境的單位,沿海廣大居民,漁業捕撈船,海上生産部門和社會各方面力量組織起來,開展專業和群衆相結合的海洋監視活動,擴大監視海洋的覆蓋面,及時獲取赤潮和與赤潮有密切關系的汙染信息。監視網絡組織部門可根據工作計劃,組織各方面的力量對赤潮進行全面監視。特別是赤潮多發區,近岸水域,海水養殖區和江河入海口水域要進行嚴密監視,及時獲取赤潮信息。一旦發現赤潮和赤潮征兆,監視網絡機構可及時通知有關部門,有組織有計劃地進行跟蹤監視監測,提出治理措施,千方百計減少赤潮的危害。

     三、加強海洋環境的監測,開展赤潮的預報服務

     爲使赤潮災害控制在最小限度,減少損失,必須積極開展赤潮預報服務。衆所周知,赤潮發生涉及生物、化學、水文、氣象以及海洋地質等衆多因素,目前還沒有較完善的預報模式適應于預報服務。因此,應加強赤潮預報模式的研究,了解赤潮的發生、發展和消衰機理。爲全面了解赤潮的發生機制,應該對海洋環境和生態進行全面監測,尤其是赤潮的多發區,海洋汙染較嚴重的海域,要增加監測頻率和密度。當有赤潮發生時,應對赤潮進行跟蹤監視監測,及時獲取資料。在獲得大量資料的基礎上,對赤潮的形成機制進行研究分析,提出預報模式,開展赤潮預報服務。加強海洋環境和生態監測一是爲研究和預報赤潮的形成機制提供資料;二是爲開展赤潮治理工作提供實時資料;三是以便更好地提出預防對策和措施。

      四、科學合理地開發利用海洋

     調查資料表明,近幾年赤潮多發生于沿岸排汙口,海洋環境條件較差,潮流較弱,水體交換能力較弱的海區,而海洋環境狀況的惡化,又是由于沿岸工業、海岸工程、鹽業、養殖業和海洋油汽開發等行業沒有統籌安排,布局不合理造成的。爲避免和減少赤潮災害的發生,應開展海洋功能區規劃工作,從全局出發,科學指導海洋開發和利用。對重點海域要作出開發規劃,減少盲目性,做到積極保護,科學管理,全面規劃,綜合開發。另外,海水養殖業應積極推廣科學養殖技術,加強養殖業的科學管理。控制養殖廢水的排放。保持養殖水質處于良好狀態。

     五、搞好社會教育和宣傳

     赤潮一旦發生,其後果相當嚴重。因此,要經常通過報刊、廣播、電視、網絡等各種新聞媒介,向全社會廣泛開展關于赤潮的科普宣傳,通過宣傳教育,增強抗災防災的意識能力。同時也呼籲社會各方面在全面開發海洋的同時,高度重視海洋環境的保護,提高全民保護海洋的意識。只有保護好海洋,才能不斷向海洋索取財富,反之,將會帶來不可估量的損失。

第五章  土壤環境汙染與防治

第一節  土壤汙染概述

一、土壤汙染的概念及特征

1.土壤汙染的概念

人類活動産生的汙染物進入土壤並積累到一定程度,引起土壤質量惡化的現象。土壤被汙染的程度主要決定于進入土壤的汙染物的數量、強度和土壤自身的淨化能力大小,當進入量超過淨化力,就將導致土壤汙染。

2.土壤汙染特性

1)土壤汙染的隱蔽性

2)土壤汙染的持久性

3)土壤汙染的間接有害性

二、土壤的自淨作用

指進入土壤的汙染物,在土壤礦物質、有機質和土壤微生物的作用下,經過一系列的物理、化學及生物化學反應過程,降低其濃度或改變其形態,從而消除汙染物毒性的現象。

土壤自淨作用主要有下面三種類型。

1.物理自淨作用

2.化學和物理化學自淨作用

3.生物化學淨化作用

三、土壤背景值

1.土壤背景值的概念

土壤背景值只能代表土壤某一發展、演變階段的一個相對意義上的數值,即嚴格按照土壤背景值研究方法所獲得的盡可能不受或少受人類活動影響的土壤化學元素的原始含量。

2.研究土壤背景值的意義

①土壤背景值在土壤汙染評價,汙水灌溉與作物施肥上是一個不可缺少的依據。

②在環境質量評價

③土地資源評價

④國土規劃

⑤環境醫學

⑥食品衛生等方面有重要的實用意義

3.土壤背景值的應用

四、土壤環境容量

1.環境容量

指在一定條件下環境對汙染物最大容納量。

2.土壤環境容量

指土壤環境單元一定時限內遵循環境質量標准,既保證農産品産量和生物學質量,同時也不使環境汙染時,土壤所能允許承納的汙染物的最大數量或負荷量(Carrying capacity)

土壤環境容量實際上是土壤汙染物的起始值和最大負荷量之差。

五、土壤汙染物的種類

土壤中汙染物的來源具有多源性,主要是工業廢氣、廢水、廢渣,以及化肥、農藥、城市汙泥、垃圾,偶爾還有原子武器散落的放射性微粒等。

1.重金屬汙染物

土壤重金屬汙染物(heavy metal pollutant)主要有銅、鉻、镉、砷、汞等。它們在土壤中的活性小,易于積累,土壤一旦被其汙染則極難消除。其中镉和砷是極毒的;汞、鉛、鎳是中等毒性;硼、銅、錳、鋅的毒性較低。

土壤中的重金屬來源主要是“三廢”的排放所致。

幾種主要重金屬在土壤中的行爲及危害

①镉(Cd

金屬镉無毒性,但镉的化合物毒性極大,而且屬于積蓄型,引起慢性中毒的潛伏期可達1030年之久。

土壤中的镉有水溶性(離子態和絡合態)及非水溶性(化學沉澱和難溶絡合態)兩種,它們隨環境條件的變動而互相轉化。對作物起危害作用的主要是水溶性镉。

在酸性條件下,镉化合物的溶解度增大,毒性增強;在堿性條件下,則形成氫氧化镉沉澱。

土壤的氧化還原條件是促使镉化物形態轉化的重要因素。在氧化條件下,镉的活性或毒性增強。

镉在土壤中常會與羟基、氯化物形成絡合離子而提高活性。

②鉻(Cr

金屬鉻無毒性,三價鉻有毒,六價鉻毒性更大,還有腐蝕性。對皮膚和粘膜表現爲強烈的刺激和腐蝕作用,還對全身有毒性作用。鉻對種子萌發,作物生長也産生毒害作用。

土壤中的有機質可促進對鉻的吸附與螯合作用,同時還有助于土壤中六價鉻還原爲三價鉻。有機質對六價鉻的還原作用隨土壤pH值的升高而減弱。

土壤中粘土礦物對鉻有較強的吸附作用,粘土礦物對三價鉻的吸附能力爲六價鉻的30-300倍,且這種吸附作用隨pH的升高而減弱。

土壤pH值及氧化還原電位均可改變鉻的化合物形態。在低Eh值時,Cr6+被還原成Cr3+;而在中性和堿性條件下,Cr3+可以Cr(OH)3 形態沉澱。                      

③砷 (As)

低濃度的砷對植物有刺激作用。當植株攝入過量砷時,就會受害。致使作物的生長發育受到顯著抑制。 

砷對人體毒害作用的潛伏期長,一般爲12年,長至10多年,砷有致癌作用,主要是皮膚癌。

土壤中的砷多呈砷酸形態,包括砷酸鹽(五價)和亞砷酸鹽(三價)。無機或有機砷化合物都有毒性,但有機砷對植物的可給性或毒性較弱,且易在土壤中轉化爲無機態。無機態亞砷酸鹽類的毒性比砷酸鹽類強。

土壤對砷有吸附作用,主要是鐵鋁氫氧化物,其次爲有機膠體。被吸附的砷,1/3以上爲代換態,其余爲固定態。

土壤中砷的可給性受pH值的影響很大,在接近中性的情況下,砷的溶解度較低。土壤中的砷酸和亞砷酸隨氧化還原電位的變化而相互轉化。            

④鉛 (Pb)

鉛對人體神經系統、血液和血管有毒害作用,並對卟啉轉變、血紅素合成的酶促過程有抑制作用。早期症狀爲細胞病變。引起慢性中毒後,出現貧血、高血壓、生殖能力和智能減退(特別是兒童腦機能減退)等症狀。鉛急性中毒的症狀爲便秘,腹絞痛,伸肌麻痹等。        

在中性至堿性條件下形成的Pb3(PO4)2PbCO3  的溶解度很小,植物難以吸收,故在石灰性及堿性土中,鉛的汙染實際上並不嚴重。

土壤的粘土礦物及有機質對鉛也起者強吸附作用,且隨土壤pH的增高而增強。

⑤汞(Hg

汞對作物生長發育的影響主要有抑制光合作用、根系生長和養分吸收、酶的活性、根瘤菌的固氮作用等。

除了含Hg化學品和汙水、汙泥、垃圾含有較高Hg,Hg農藥的施用,使土壤積累了一定數量的Hg

植物根系和葉子均可吸收Hg,比較容易吸收的汞有金屬汞、Hg2+、乙基汞和甲基汞。無機汞在土壤中的化學沉澱作用很強,因此,無機汞對植物的毒害不很明顯。但汞的化合物被還原爲金屬汞,而以汞蒸氣出現時,它就可以自葉面氣孔進入植物體。

無機汞化合物在嫌氣細菌的作用下,可以轉化爲有機汞化合物,被植物吸收,增強其對植物的汞汙染。

⑥鋅、銅、鎳、錳

除鎳以外都是植物生長所需的微量元素,但在土壤中的累積量超過一定限度,對植物有害,而成爲土壤的汙染物。若植物受銅毒會使光合作用減弱,葉色褪綠,引起缺鐵,抑制生長,導致減産。鋅對植物的毒害首先表現在抑制光合作用,減少CO2固定;其次影響韌皮部的輸送作用,改變細胞膜滲透性,從而導致生長減緩和失綠症,嚴重時致死。

土壤pH值、有機質含量以及氧化還原條件等顯著影響著這些元素在土壤中的變化。在pH>6.5,同時,土壤通氣良好時,它們可分別形成植物不易吸收的氧化物或氫氧化物而沉澱。粘土礦物可牢固的吸附鋅、銅、鎳而使它們失去活性。有機質能對這些離子進行鏊合,從而增加了它們的移動性,植物的吸收可能增加。有機質對它們鳌合能力的大小爲銅>>>錳。

2.農藥汙染

1)農藥在防治植物病、蟲、草害和防治傳染病害等方面起著重要的作用。

2)土壤是農藥的主要承受者,大量而連續地施用,就會造成土壤汙染。

3)根據農藥防治對象的不同,可將其分爲

①殺蟲劑          ②殺菌劑 

③除草劑          ④滅鼠劑

(4)農藥在土壤中的轉化

     ①土壤對化學農藥的吸附作用。

      農藥在土壤中的揮發、擴散和遷移。

③化學農藥在土壤中的降解作用。

3.化肥汙染

施用化學肥料是提高農業生産産量的重要措施。但如果不考慮具體的土壤、氣候條件以及農作物的營養特點,而長期過量的使用化肥,就會破壞土地資源,造成環境汙染,對人類健康構成威脅。

(1).氮肥對環境的汙染

①對土壤及作物的影響(硝酸鹽及亞硝酸鹽的毒性)

②造成水體的富營養化

③對大氣的汙染

(2).磷肥對環境的汙染

施入土壤中的磷肥除少部分被作物吸收利用外,大部分被土壤所固定,磷肥因其本身含有各種汙染物質,從而造成土壤、作物的汙染。

第二節  土壤汙染的防治

 

一、土壤汙染的防治貫徹的方針

1.首先控制和消除土壤汙染源,即控制工業和城市三廢的排放,合理施用農藥、化肥等農用物資。

2.對已汙染的土壤,要采取一切措施,消除土壤中的汙染物或者提高土壤環境容量,控制土壤中汙染物的遷移轉化,使之不能進入或微量進入食物鏈,不致造成對人體健康和農業生産的危害。

二、土壤汙染的預防措施

1.執行國家有關汙染物的排放標准

2.建立土壤汙染監測、預測與評價系統

3.發展清潔生産

三、汙染土壤的治理措施

1.重金屬汙染土壤的治理措施

土壤中重金屬的顯著化學行爲是不移動性、累積性,具有不可逆性的特點。因此,對受重金屬汙染土壤的治理要根據汙染程度的輕重進行改良。從降低重金屬的活性,減小它的生物有效性入手,加強土、水管理。

1)通過農田的水分調控,調節水田土壤Eh值來控制土壤重金屬的毒性

2)施用石灰、有機物質等改良劑

重金屬的毒性與土壤pH關系密切。

3)客土、換土法

對于嚴重汙染土壤采用客土或換土是一種切實有效的方法。但此法的代價較高,對大面積治理難以推廣。

4)生物修複

對汙染嚴重的土壤,尤其是那些礦山土壤的治理,在複墾前,采用超積累植物的生物修複技術是一個可取的方法。

2.有機物(農藥)汙染土壤的防治

對于有機物、農藥汙染的土壤,除合理施用農藥、采用病蟲害綜合防治,改進農藥劑型等以預防爲主的系列技術措施外,對汙染土壤的治理應從加速土壤中農藥的降解入手。其中采取以下措施:

1)增施有機肥料,提高土壤對農藥的吸附量,減輕農藥對土壤的汙染。

2)調控土壤pHEh,加速農藥的降解。

第六章   固體廢物對環境的汙染

第一節  固體廢物汙染的概念

 

固體廢物包括工業固體廢物和城市生活垃圾。

其中, 我國主要通過如下措施對工業固體廢物進行控制:

以減量化、資源化爲核心,大力綜合利用工業固體廢物,妥善處置未利用的工業固體廢物;  對工業固體廢物綜合利用進一步實行鼓勵優惠政策,確保現有的政策落實;制定促進廢物利用的強制性和指示性的法規、准則;禁止建設無工業固體廢物汙染設施的項目,制定淘汰的産生固體廢物嚴重汙染的工藝、設備的名錄;對現有露天貯存工業固體廢物,無專用的貯存設施、場所的企業,要限期建設,限期內未建設的,禁止産生新的工業固體廢物,對排放工業固體廢物的企業要限期禁止排放; 健全工業固體廢物的環境法規和標准,強化對工業固體廢物産生、收集、運輸、利用、貯存和處置、排放的監督。

  在工業固體廢物中,有一部分屬危險廢物,危險廢物是固體廢物環境管理的重點。國家環保總局、國家經貿委、外經貿部和公安部已于199814頒布了《國家危險廢物名錄》。該名錄于199871實施。共列出了廢物類別,廢物來源和常見危害組分或廢物名稱三部分,47類。凡列入名錄的危險廢物將按《中華人民共和國固體廢物汙染環境防治法》中危險廢物管理規定進行管理,與之相配套,國家還將制定危險廢物鑒別標准、鑒別方法和識別標志。

  凡産生危險廢物的企事業單位,都必須對所産生的危險廢物進行申報登記。我國自1992年對全國十七個城市進行危險廢物申報登記試點以來,于1994年在全國範圍內開展了申報登記,到1996年完成。申報登記內容包括,47類危險廢物的産生、廢物來源以及利用、貯存、處置、排放量、處置和利用實施等。每年還將進行動態申報。

  “白色汙染”也屬于固體廢物。

由于大量使用一次性塑料包裝物、農用薄膜,特別是大量使用一次性塑料餐具,垃圾中廢塑料制品的比例迅速增加。因爲我國目前的生活垃圾收運、處置水平較低,窗口行業對經營活動中産生的垃圾未采取嚴格的管理措施。鐵路沿線、長江流域、城鄉結合部散落著大量的垃圾,其中夾雜的廢塑料制品不僅影響景觀,而且給交通工具和水電設施的安全運行帶來隱患。這種現象被稱爲白色汙染

  爲了控制住主要交通幹線和大城市白色汙染增長的勢頭,從199810起,在鐵路、長江、太湖流域營運的交通工具和重點旅遊景區已經開始禁止使用一次性發泡塑料餐具。到2000年底,全國·  禁止生産、使用發泡塑料餐具;禁止生産、使用超薄塑料購物袋; 建立生産商負責的包裝物強制回收制度;

在部分城市進行垃圾分類試點,對新建垃圾要嚴格執行有關標准。        

第二節   塑料引起的危害

   

 早在60年代中期,人們就發現聚氯乙烯塑料中殘存的氯乙烯單體,能引起使前指骨溶化稱爲“肢端骨溶解症”的怪病。從事聚氯乙烯樹脂制造的工人又常會出現手指麻木、刺痛等所謂白蠟症(雷諾氏綜合症)。當人們接觸氯乙烯單體後就會發生手指、手腕、顔面浮腫、皮膚變厚、變僵、失去彈性和不能用力握物的皮膚硬化症,同時還有人口現脾腫大、胃及食道靜脈瘤、肝損傷,門靜脈壓亢進等症。70年代後又在一些聚氯乙烯生産廠中,發現有人患有一種極少見的肝癌—肝髒血管肉瘤。此後業昔雖然盡量控制聚氯乙烯樹脂中單體含量,但並未徹底解決,故在1975年美國首先提出禁止用聚氯乙烯塑料包裝食品和飲料。    

     由于塑料制品在動物體內無法被消化和分解,以致誤食後即能引起胃部不適、行動異常、生育繁殖能力下降,甚至死亡。如我國的某些動物園就發生過動物誤食遊人丟棄的塑料食品袋致死的不幸事件。

     1970年到1987年間,人們調查了太平洋海域的543頭白額鹱等大型海鳥,由于它們分了不清塑料與海草,竟在其中458頭胃中找到了塑料類物品,海龜的胃中也有。

       農田裏的廢農膜.塑料袋等同樣會引起牲口誤食因厭食而死亡。此外,當它們長期殘留在農田中後,既會影響土壤透氣性,阻礙水分流動和作物根系發育,還會纏繞農機,影響田間作業,長此下去又能影響深層土壤,使土壤環境惡化,進而威脅人類生存。

     廢棄塑料對海洋的汙染已經成爲國際性問題。海洋漂浮物中泡沫聚苯乙烯占22%,其它塑料占23%。這些廢棄塑料不但會纏住船只的螺旋漿,損壞船身和機器引起事故和停駛,給航運造成重大損失,而每清除1噸海上垃圾要用去清除陸地垃圾10倍的花費。1995年香港爲打撈4765.6噸海上垃圾,耗資1200萬港元。

     熱固性塑料同樣會嚴重汙染環境。例如由玻璃纖維增強塑料(FRP)制成的中、小型船身,當它們一旦報廢就很難處理。在日本每年約有3000只這類廢船被丟棄在港岸,既影響觀瞻,又影響漁業,成爲日本沿海的一大公害。

第三節   利用廢氣二氧化碳制造可降解塑料

目前全世界每年因工業化生産過程産生並排放的二氧化碳總量超過240億噸,其中150億噸被植物吸收,而淨增的90億噸則成爲汙染環境的主要廢氣,危及人類生存空間。以二氧化碳爲主的溫室氣體引發的厄爾尼諾、拉尼娜等全球氣候異常,以及由此引發的世界糧食減産、沙漠化現象等,已引起世界關注。

鑒于二氧化碳氣體對環境的危害,人類一直都在探索科學利用二氧化碳的途徑。衆所周知,CO2氣體不活潑,與其他化合物尤其是有機物很難聚合,極大地限制了CO2的綜合利用。如果能夠把二氧化碳中的碳、氧元素加以轉化,轉化成我們所需要的材料,這是科學家一直關注的問題。其中,利用二氧化碳能否制取塑料是科學家比較關注的技術之一。早在1969年,萬噸,日本已形成年産3 000噸到4 000噸二氧化碳聚合物的生産能力,韓國正籌建年産3 000噸的生産線。但由于成本居高不下,再加上其塑料性能有待改善,用二氧化碳制造塑料仍處于半試驗階段。

在這個方面,我國科學家于20世紀80年代也展開了研究。中科院廣州化學研究所孟躍中課題組采用CO2和環氧丙烷在納米負載催化劑的作用下進行共聚,在溫度爲60 ,壓強爲50 MPa的條件下,生産出全降解塑料——聚碳酸酯,使從廢氣中提取的CO2氣體得到綜合利用,形成科學合理的産業鏈。他的研究組攻克的二氧化碳制塑技術,其制取的塑料可以用普通的生産工藝進行生産,經加工後可以變成日常用的飲料瓶、快餐飯盒等,有些性能上還要優于現在通用的塑料。利用此技術生産的降解塑料,不僅利用工業廢氣二氧化碳制造成對環境友好的可降解塑料,而且避免了傳統塑料産品對環境的二次汙染。

第四節        21世紀需要對環境友好的塑料

當今,合成樹脂和塑料工業的發展速度非常驚人。據1996年報道,世界塑料年産量已經達到12千萬噸。塑料工業的發展爲社會的發展和人類生活質量的提高作出了傑出的貢獻。

但是,隨著塑料的廣泛應用,塑料廢棄物所帶來的汙染也日趨嚴重。爲了保護人類的生存環境,人們開始著手利用廢棄塑料,使它成爲有用的資源:①直接用作材料。如回收聚乙烯塑料並制成再生薄膜,用作包裝袋;②熱解成單體。如有機玻璃熱解得到單體,再重新聚合爲成品;又如,聚苯乙烯包裝材料和一次性飯盒用BaO處理,使其在高溫下分解成單體,然後再制成樹脂;③制成燃油和燃氣。

不能或難以分解的塑料可在催化劑存在下,熱解成柴油、煤油和汽油,甚至裂解爲氣態烴和氫氣作燃料。

科學家展望,21世紀的高分子化學,除了要研究和生産出新的功能高分子和生物醫用高分子外,還要制造出對環境友好的高分子,包括在環境中可降解的塑料。例如,以乙烯和CO爲原料制成聚乙烯光降解塑料;以纖維素和澱粉爲原料制成微生物降解塑料等。

可以確信,人類既然能夠創造出性能各異的塑料,也一定能解決廢棄塑料所帶來的環境問題。

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