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1、污染控制化学,1 绪论2 污染控制化学基本原理3 大气污染控制化学4 水污染控制化学5 土壤污染控制化学6 固体废弃物污染控制化学7 污染控制化学进展,http:/,1 绪论,1.1 环境问题1.1.1 环境问题及其发展过程1.1.2 环境问题认识过程1.1.3 当前面临的主要环境问题,1.1.1 环境问题及其发展过程,由于人为因素使环境的构成或状态发生变化，导致环境素质下降，从而扰乱和破坏生态系统和人们正常的生活和生产条件。环境污染的具体表现： a、有害物质对大气、水、土壤和动植物的污染并达到致害的程度 b、生物界的生态系统遭到不适当的干扰和破坏 c、不可再生资源被滥采滥用 d、固体废弃物、
2、噪声、振动、恶臭、放射线等造成对环境的损害造成环境污染的因素： 有物理的、化学的和生物的三方面，其中由化学物质引起的约占80%-90%。,1.1.2 环境问题认识过程,1 二次大战后化学工业的迅猛发展,2 1962年 Rachael Carson 寂静的春天 （Silent Spring）,在接下来的20世纪60年代、70年代和80年代逐渐形成了一个规律：首先是发现某一个化学药品具有与预定功效相反的副作，有时这些副作用甚至远远超过了其预期的功效，从而造成了环境问题，接下来是人们的抗议示威，然后是制定法规、条款来管理和对付该药品的环境问题。,主要工业部门排放到环境中的废物的比例,1.1.2 环境
3、问题认识过程,20世纪60年代，人们把环境问题只当成一个污染问题，没有把环境问题与自然生态、社会因素联系起来，低估了环境污染的危害性和复杂性，未能追根寻源。 1972年，联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议，第一次把环境问题与社会因素联系起来。20世纪80年代，人们对环境的认识有了新的突破性发展，提出了持续发展的战略，指明了解决环境问题的根本途径。 1992年，联合国在巴西里约热内卢召开了联合国环境与发展大会，这是本世纪人类社会的又一重大转折点，树立了人类环境与发展关系史上新的里程碑。 2002年，在南非约翰内斯堡召开了联合国可持续发展大会。,1.1.2 环境问题认识过程,我国分别在197
4、3、1983、1989和1996年召开了四次全国环境会议，推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展。 随着环境问题的日益严重，人类对环境问题的认识也在不断提高。在当今世界上，人们越来越清楚地看到，环境问题已不再是某个国家和局部地区的事情，而成为全球性的问题。,1.1.3 当前面临的主要环境问题,人口问题资源问题 （土地、石油、水）生态破坏 (全球气候变暖、臭氧层破坏、生物物种锐减、沙漠化、酸雨)环境污染 （大气、水、土壤、噪音、光、辐射）,城市市区原有自然生态系统遭到破坏，从而引发了各种环境问题,经济快速发展 人口急剧膨胀 资源大量消耗,1.1.3 当前面临的主要环境问题,随着社会经
5、济快速发展、城市化进程加速和人民生活水平迅速提高，今后10-20年我国环境保护和污染防治将面临更大的挑战。 快速的经济增长污染防治压力越来越大 小康社会生活水平环境质量的要求越来越 发达国家技术进步国际环境标准越来越严格。,1.1.3 当前面临的主要环境问题,与发达国家的差距 我国环境问题的严重性和复杂性 发达国家环境质量显著改善，污染控制技术已取得绝对优势； 发达国家研究重点向绿色技术、环境修复与环境安全转移； 我国环保科技整体水平与发达国家差距明显，并有扩大的趋势。,2020年我国环境保护的目标, 环境污染得到有效控制 生态恶化趋势基本得到遏制 全国大部分地区的环境质量明显改善 部分重要生
6、态系统得到重建与修复 建设一批生态城镇 重点区域社会、经济、环境实现协调发展,我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题,我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题,1地表水污染机理与水环境修复2地下水污染与修复3安全饮用水技术保障体系4污废水处理与资源化成套技术5大气污染形成机理与控制6城市空气质量控制机理与技术7城市物理污染机理及其控制,我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题,8土壤污染机理与修复9固体弃物处理处置与资源化10绿色化学与清洁生产 11环境监测新技术12持久性有毒物质与生态安全13区域环境调控与环境建设14国家重大建设项目与生态环境安全,1 绪论,1.2 污染控制化学1.2.1
7、 污染控制化学的定义1.2.2 污染控制化学的研究内容1.2.3 污染控制化学的特点和研究方法1.2.4 污染控制化学的研究进展,1.2 污染控制化学,1.2.1 污染控制化学的定义污染控制化学主要研究与污染控制有关的化学机制及工艺技术中的化学基础性问题。,1.2.1 污染控制化学的定义,从20世纪50年代开始，经20世纪60年代的酝酿和准备，到20世纪70年代初期，在环境污染防治领域，不同学科经过较长时间的孕育和发展过程，最终在化学、环境化学和环境工程学的基础上产生了一门以研究污染物质的化学行为与变化规律及其治理控制的化学原理和原则为目的的全新学科污染控制化学。 污染控制化学是在人类解决环境
8、污染问题和全球环境问题的过程中逐步形成和不断发展起来的，是以化学科学的传统理论和方法为基础，以化学物质在环境中出现而引起的环境问题为研究对象，以解决环境污染问题为目标的一门新兴学科。因此，污染控制化学是环境化学在研究化学物质在环境中的来源、存在、化学特性、行为和效应基础上，以污染物控制与治理为目标，研究其中化学原理和过程的学科。污染控制化学，是一门多学科的综合交叉性学科，是环境科学的二级学科，是环境化学的一个重要分支，也是环境工程的核心组成部分。,1.2.2 污染控制化学的研究内容,污染控制化学的主要任务是在研究化学污染物质在大气、水体、土壤等自然环境中的来源、化学特性、迁移转化过程基础上，研
9、究化学污染物质控制与治理的化学原理和技术方法。污染控制化学以环境污染控制的化学原理为重点，包括大气污染控制化学、水污染控制化学和固体废弃物污染控制化学等内容，主要围绕化学污染物质在环境中的污染化学行为和效应以及化学污染物降解和无害化等方面进行了大量研究。,1.2.2 污染控制化学的研究内容,作为一门新兴的科学，其基础理论仍处于发展之中，新的成就和发展层出不穷，提出了污染预防（Pollution-Prevention）、清洁生产（Cleaner-Production）、绿色化学（Green Chemistry）和工业生态学（Industrial Ecology）等一些列污染控制的战略思路。目前对
10、于污染控制化学覆盖的研究领域以及分支学科的分类方法和名称尚不一致，因此对污染控制化学的研究内容做出完整地描述也为时过早。现将污染控制化学的几个主要研究内容进行简单介绍：,(一)大气污染控制化学,大气污染控制化学的主要任务是在研究大气中污染物的化学变化规律的基础上，全面综合化工原理、有机无机化学等化学学科及其环境工程学，研究解决局部环境或全球环境中大气污染问题的基本化学原理和原则，并进一步提出可行性工程技术。煤烟型污染 光化学烟雾无机气体污染（SO2、NOx） 有机物污染局部大气污染 区域性污染（酸雨、臭氧层破坏、温室效应） 全球环境问题,(一)大气污染控制化学,气态污染物净化技术近年来发展较快
11、，在新机理、新技术开发应用有突破性的进展，其前沿及热点有生物和酶技术、等离子体技术、光催化技术、膜分离技术等，这些污染物净化技术的新进展是物理学、化学、生物学等基础学科和材料、反应工程学等应用学科的迅速发展所促成的。因此，加快引人基础科学成果的新成果，实现多学科交叉，是当前发展污染治理的关键，大气污染控制化学的重要发展方向。,(二)水污染控制化学,水污染控制化学是污染控制化学研究的另一个重要方面，它在研究天然水体中化学污染物质的化学形态、行为、反应过程及其归宿的基础上，重点研究水污染物质在特定污染控制过程中化学特性和化学或生化反应参数，并建立相关的数学模型和动力学方程。,(二)水污染控制化学,
12、当前城市生活污水和工业废水的处理技术日趋成熟，因此现阶段水污染控制化学的研究重点是水体中一些难降解的有机物和三致污染物，对其化学组成进行系统分析和表征，研究其降解(化学的、生物的和光的)过程，包括中间产物及最终产物的毒性和生物效应，同时开始运用系统工程学来研究整个水体中的污染综合防治问题。水体中有害、有毒或致癌性微量污染物质带来的环境问题日趋明显。对微量污染物去除技本的研究和探索，已成为水环境化学和水污染控制化学的一个重要研究课题。研究重金属的独特化学行为和变化规律，并为重金属的处理提供可行性处理处置工艺。洗涤剂、表面活性剂和各类添加剂的大量使用造成严重的水体富营养化问题，对环境中磷氮化合物的
13、循环研究和脱氮除磷技术的深入研究正在加强，成为水污染控制化学的另一个重要研究方向。,(三)固体废弃物污染控制化学,在自然条件影响下，固体废物中的部分有害成分可以通过水、大气、土壤等途径进入环境，对环境和人类造成潜在的长期危害，主要表现在大气、水体、土壤和公共卫生几个主要方面。固体废弃物污染控制化学的研究重点主要集中在填埋场中的生物降解热力学与动力学、填埋场渗滤液的生物化学与胶体化学、堆肥稳定化过程的生物化学、焚烧过程的热力学与尾气处理化学、典型废物的资源化过程化学、危险废弃物包括中低放射危险废弃物处置的过程化学。,1.2.3 污染控制化学的特点和研究方法,特点：1，对象复杂2，低浓度3，综合性
14、研究方法：1，调查和监测2，实验和模拟,1.2.4 污染控制化学的研究进展,绿色化学从源头消除污染的途径新设计化学合成方法和化工产品来根除污染源,1.2.5 污染控制化学的研究进展,清洁生产：是国际社会在工业污染治理经验教训的基础上提出的一种新型污染预防和控制战略，随着清洁生产实践的不断深入，其定义一再更新，其内容又逐步扩展到服务业、产品、消费等方面，其原则和方法已经融合到环境保护和经济发展的各方面：不仅广泛应用于废水、废气、固体废物的污染防治，而且还延伸到技术改造、生产管理、经济结构调整、环保产业、环境贸易和法制建设等领域，并开始探索建守“循环经济”和“循环社会”。中华人民共和国清洁生产促进
15、法中的清洁生产是指：“不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。”,1.2.5 污染控制化学的研究进展,联合国环境规划署对清洁生产的定义为：“清洁生产是种新的创造性思想，该思想将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，以增加生态效率和减少人类及环境的风险。”“对生产过程，要求节约原材料和能源，淘汰有毒原材料，削减所有废物的数量和毒性。”“对产品，减少从原材料提炼到产品最终处置的全生命均期的不利影响。”“对
16、服务，要求将环境因素纳入设汁和所提供的服务中”。,1.2.5 污染控制化学的研究进展,工业生态学：是迅速发展的一个领域，它从局地、区域和全球三个层次上系统研究产品、工艺、产业部门和经济部门中的物质与能量的使用和流动，它集中研究工业在降低产品生命周期的环境压力方面的潜在作用，产品生命周期包括原材料采掘、产品制造、产品使用和废弃物管理。 2000年成立的工业生态学国际学会(The International Society forIndustrial Ecotogy)认为：工业生态学提供了一个强有力的多视角工具，通过它，可审视工业和技术的影响及其在社会和经济中相关的变化。工业生态学是一正在形成的领域，它研究产品、过程、工业部门和经济活动中的原料和能源在局地、区域和全球范围的使用与流动。它关注工业通过产品生命周期及与之相关的问题在减少环境负荷方面的潜在作。,
