环境污染的生态对策PPT课件下载

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环境污染的生态对策环境污染的生态对策第一节环境污染第一节环境污染一、概念环境污染是指人类活动使环境要素或其状态发生变化，环境质量恶化，扰乱和破坏了生态系统的稳定及人类的正常生活条件的现象。二、污染源凡是对环境产生污染的物质称为污染物或污染因子，污染环境的物质发生源称为污染源。三、污染的类型三、污染的类型造成环境污染的污染物种类繁多，其形态各异，因此可根据不同的目的、不同的标准、形成多种不同的分类方法和类型。按造成环境污染的原因，可以将环境污染分为天然污染物和人为污染物。污染物按照受环境污染物影响的环境要素来分，可分为大气污染物、水体污染物、土壤污染物以及生物污染物。按污染物的形态可分为气态污染物、液态污染物和固态污染物。按污染物的性质可分为化学、物理和生物污染物。四、污染的成因四、污染的成因环境污染问题可以看成是一系列因果关系组成的系统，从生产系统到转化系统是一个连续过程。污染物来源主要有：1、自然来源自然来源的污染物，其形成现产生主要决定于自然环境状况。如火山喷发释放的SO2、尘埃等污染物，它们的产生状况、产生量均决定于地质环境条件。2、人类的生产活动主要由大规模工业生产造成的，在利用原料、能源生产产品的过程中，形成废气、废水、灰尘和各种废弃物。形成和产生取决于科学技术水平、工艺设备、生产管理以及人们的环境意识。3、人类的生活活动第二节污染的生态过程第二节污染的生态过程被污染的环境系统与生物系统之间的相互作用，是一个永恒的动态过程，即污染生态过程。一、生态系统中污染物的扩散—混合过程包括：大气湍流扩散过程（化学势梯度引起。有点源扩散、线源扩散和面源扩散）、海洋湍流扩散（温度、盐度、压力、垂直环流、漂流、波浪等引起）、河流湍流—混合过程和土壤污染及扩散过程。二、污染物的吸附—解吸过程吸附指化学污染物在气-固或液-固两相生态介质中，在固相中浓度升高的过程。如静电吸附、化学吸附、分配、沉淀、络合及共沉淀反应等。三、污染物的溶解—沉淀过程生态系统中最普遍、最基本的过程。四、污染物的生物降解—合成过程包括生物的降解过程、共代谢过程和生物的合成过程。生物降解过程是在微生物、酶或植物分泌物的作用下，进入水或土壤介质中的化学污染物会发生降解作用，转化为毒性不同的其他化学物质。分为一般有机物、碳氢化合物、化学农药、邻苯二甲酸酯类化合物等的生物降解过程。共代谢过程：由非专一性的酶在代谢转化一种基质的同时，还能够代谢转化另一种基质的作用。生物合成过程指在生物的作用下，将毒性小的或无毒性的化学物质转化成毒性大或有毒性的污染物。五、污染物的动植物吸收五、污染物的动植物吸收——摄取过程摄取过程1、植物的吸收过程植物在生长过程中不断通过根系吸收、光合作用和呼吸作用等生命代谢过程为其提供物质和能量。植物对污染物的吸收也正是伴随着这些过程的发生而发生。2、动物的吸收-摄取过程污染物进入动物体内具有表皮吸收、呼吸作用以及摄食等途径，伴随着有机体吸收氧和营养的过程发生。六、污染物的生物积累六、污染物的生物积累——放大过程放大过程化学污染物被动植物吸收后，有一个不断积累和逐渐放大的过程，这是非常典型的污染生态过程。第三节污染的生态效应第三节污染的生态效应一、污染的生态效应人们往往把一些不利于生态系统进化的现象，统称为“生态效应”。一是指有利于生态系统中生物体生存和发展的变化，即良性或有益的生态效应。另一方面是指不利于生态系统中生物体的生存和发展的变化，即不良生态效应，包括致畸、致突变、生物产量下降、生理上的不适甚至死亡等。当污染物进入生态系统，参与生态系统的物质循环，势必对生态系统的组分、结构和功能产生某些影响，这种表现在生态系统中的响应即为污染生态效应。分三个层次：生物个体、生物群体和生态系统污染效应。二、污染生态效应的发生机制二、污染生态效应的发生机制污染物进入生态系统后，污染物与污染物、污染物与环境之间相互作用，并使之成为生物的有效状态，决定其能否为生物体吸收，并随食物链流动，进而产生各种复杂的生态效应。1、物理机制污染物可以在生态系统中发生渗滤、蒸发、凝聚、吸附、解吸、扩散、沉降、放射性蜕变等物理过程，伴随着这些物理过程，生态系统的某些因子的物理性质发生改变，从而影响生态系统的稳定性，导致各种生态效应的发生。如热电厂向水体中排放冷却水造成的“热污染”所形成的生态效应。2、化学机制主要指化学污染物质与生态系统中的无机环境各要素之间发生的化学作用，导致污染物的存在形式不断发生变化，其对生物的毒性及产生的生态效应也随之不断改变。许多化合物如农药、氮氧化物、碳氢化物等在太阳光作用下发生一系列光化学反应，产生异构化、水解、置换、分解、氧化等作用。3、生物学机制生物体的累积、富集机制生物吸收、代谢、降解与转化机制44、综合机制、综合机制污染物进入生态系统产生污染生态效应，往往综合了多种物理、化学和生物学的过程，并且往往是多种污染物共同作用，形成复合污染效应。协同效应：指一种污染物或者两种以上污染物的毒性效应因另一种污染物的存在而增加的现象。加和效应：指两种或多种污染物共同作用时，产生的毒性或危害为其单独作用时毒性的总和。拮抗效应：指生态系统中的污染物因另一种污染物的存在而使其对生态系统的毒性效应减小。竞争效应：指两种或多种污染物同时从外界进入生态系统，一种污染物就与另一种污染物发生竞争，而使另一种污染物进入生态系统的数量和几率减少；或者是外界来的污染物和环境中原有的污染物竞争。保护效应：指生态系统中存在的一种污染物对另一种污染物的掩盖作用，进而改变这些化学污染物的生物学毒性和对生态系统一般组分相接触的现象。抑制效应：指生态系统中的一种污染物对另一种污染物的作用，使之生物活性下降，不容易进入生态系统生命组分进行危害的现象。独立作用效应：指生态系统中的各种污染物之间不存在相互作用的现象。三、污染生态效应的生态类型三、污染生态效应的生态类型1、组成变化类型污染物进入生态系统后，常常导致生态系统中的某些因子发生变化，使生态系统的组成发生变化。非生物环境组成的变化生物组成的变化生物体内成分的变化2、结构变化类型物种结构、营养结构和空间结构3、功能变化类型能流、物流、信息流等随结构的变化而变化。4、基因突变类型包括DNA分子中碱基对的增加或缺失，或错误碱基对的置换。5、个体毒害类型污染物进入生态系统后，与生物个体某些作用器官的特定部位（即受体）之间发生相互作用，产生一系列反应，生物体细胞发生变性，甚至坏死，生物个体遭受毒害。6、生理变化类型污染物对动植物的危害，往往在未出现可见症状之前就引起了生理、生化过程的变化。7、综合变化类型污染生态效应的发生往往是一个综合的过程。复合污染生态效应的研究，已经成为生态学研究的前沿领域与研究热点。第四节生态系统的污染效应第四节生态系统的污染效应一、森林生态系统的污染效应重金属大量贮存于土壤和林下枯死地被物层中。影响森林植物的生长发育和通过食物网传递。二、草原生态系统的污染效应1、污染对草本植物的影响重金属在地下部分贮量相当丰富。根部﹥叶子﹥果实﹥种子2、污染对草食动物的影响3、污染对食肉动物的影响4、污染对草原低等动物的影响5、污染对哺乳动物和鸟类的影响三、水生生态系统的污染效应1、富营养化因水体中含有大量有机物质，在降解过程中分解出大量的N、P等营养物质，从而引起水体生态系统一系列变化，导致水质恶化、水生植物包括各种藻类大量繁殖，而水生动物因缺氧而死亡。2、重金属及无机化合物的生态效应重金属污染物在水体中不能被微生物降解，面只能发生各种形态之间的相互转化，以及分散和富集。3、有毒有机污染物的生态效应酚、多氯联苯、苯并芘、农药等四、海洋生态系统的污染效应1、海洋生态系统中石油污染生态效应2、海洋生态系统中重金属污染生态效应五、农田生态系统的污染效应1、重金属污染生态效应2、农田生态系统中农药的生态效应六、城市生态系统的污染效应1、城市空气污染导致居民肺癌发病率上升2、城市大气污染导致居民呼吸系统疾病第五节水体污染与废水处理的生物对策第五节水体污染与废水处理的生物对策环境污染的防治主要是解决从污染产生、发展，直至消除的全过程中存在的有关问题和采取防治的种种措施，其最终目的是保护和改善人类生存的生态环境。一、水体污染与水体自净（一）水体污染由于人类活动而排放的污染物进入水体，使水体和水体底泥的物理、化学性质或生物化学性质发生变化，从而降低了水体的使用价值，这种现象称为水体污染。水污染源分类水污染源分类1、以排放方式分类点源：产生的源点或进入环境的位置固定。面源：产生的源点或进入环境的位置不固定。2、按污染物性质持久性污染物：进入环境不易降解的污染物（如重金属等）。非持久性污染物：进入环境易降解的污染物（如有机物）。酸碱度；热效应3、按种类和性质划分1）、无机无毒物：主要指氮、磷、无机酸、无机碱及一般无机盐。2）、无机有毒物：主要有非金属的氰化物、砷化物及重金属中的汞、镉、铬、铅等。3）、有机无毒物：多属于碳水化合物、蛋白质、脂肪等自然生成的有机物。易于生物降解，向稳定的无机物转化。4）、有机有毒物：多属于人工合成的有机物，如有机氯农药、合成洗涤剂、合成染料等。5）、其他污染物：放射线物质、生物污染物质（细菌、病菌、寄生虫等）、热污染（二）水体自净（二）水体自净水体自净是指受污染的水体由于物理、化学、生物等方面的作用，使污染物浓度逐渐降低，经过一段时间后恢复到受污染前的状态。水体自净包括沉淀、稀释、混合等物理过程，氧化还原、分解化合、吸附凝聚等化学和物理化学以及生物化学过程。水体自净能力除与水体本身因素有关外，还与有机污染物的数量和性质有关，一般生活污水和食品工业废水中的蛋白质、脂肪和糖类等极易被分解，但多数污染物分解较慢，甚至难以分解，并且有毒性。二、废水处理的基本方法二、废水处理的基本方法废水处理的基本任务是采用各种手段把废水中的污染物质分离出来，或使其转化为无害的物质，从而使废水得到净化。一级处理：主要是去除废水中呈悬浮状态的固体污染物质，基本上采用的是物理方法。二级处理：主要是去除废水中呈胶体和溶解状态的有机性污染物，BOD的去除率可达80%以上，常用生物化学法。三级处理：用于去除不能降解的有机物，以及氮、磷等可溶性无机物。方法有混凝沉淀、砂滤、活性碳过滤、离子交换、电渗析、生物脱氮等。废水处理的主要方法废水处理的主要方法1、物理法：主要通过物理作用来分离或回收废水中的悬浮物质。常用的方法有筛选、沉淀、气浮、过滤、离心分离、蒸发、结晶等。2、化学法：主要是借助于化学反应的作用来回收或去除废水中的溶解性物质或胶体物质。方法有化学沉淀法、混凝法、中和法、氧化还原法等。3、物理化学法：从废水中回收有用成分，分离溶解物质，以及使废水循环利用等。方法有吸附法、离子交换法、萃取法、汽提法、吹脱法、电渗析法、反渗透法等。4、生物法：利用微生物的作用，使废水中溶解性和胶体性有机污染物降解，转化为简单物质，将有毒转化为无害物质。分好氧与厌氧两大类。好氧微生物降解有机物示意图好氧微生物降解有机物示意图（一）活性污泥法（一）活性污泥法1、机理利用人工培养和驯化的微生物群体去分解废水中可供生物降解的有机物，通过生物化学反应，改变这些有机物的性质，再把它们从废水中分离出来，从而使废水得到净化的方法。微生物以细菌为主，包括真菌、藻类、原生动物等。有机物在有氧条件下，通过好氧微生物的代谢作用被分解氧化，最终生成CO2和H2O。22、活性污泥法的基本流程、活性污泥法的基本流程（二）生物膜法（二）生物膜法微生物附着在介质（滤料或载体）表面上，废水在与滤料流动接触过程中，其中的有机物被微生物同化并在滤料的表面上逐渐形成生物膜。生物膜首先吸附着水层中的有机物，然后由生物膜外侧的好氧菌将其分解。（三）厌氧生物处理法（三）厌氧生物处理法厌氧生物处理法是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌来降解有机物的，大分子的有机物首先被水解成低分子化合物，然后被转化成甲烷和二氧化碳等。主要用于处理城市污水厂污泥。厌氧生物法主要有厌氧接触法、厌氧污泥床、厌氧生物膜法、两相厌氧处理法等。厌氧污泥床和厌氧生物膜法厌氧污泥床和厌氧生物膜法两相厌氧生物处理法两相厌氧生物处理法（四）污水处理塘（四）污水处理塘——生物塘生物塘污水处理塘是一些适宜的自然池塘，经人工改造的自然池塘，或是人工修建的池塘。这些池塘通过厌氧、好氧、兼性生物处理、水生生物净化、水生态系统净化、封闭式贮留、调贮控制排放等，以保证其排水的水量水质不超过受纳水体的自净容量。大多数的污水处理塘因是利用水塘中的微生物和藻类对污水和有机废水进行需氧生物处理的方法，所以又称生物塘。根据污水处理的净化机理，大致可分为好氧塘、厌氧塘、兼性塘、曝气氧化塘、塘田和鱼塘等。三、水体的富营养化及其生物防治三、水体的富营养化及其生物防治1、机理由于过多的含植物营养物质（主要是N、P）的废水进入天然水体引起二次污染现象，属于有机污染类型，在湖泊、河口、海湾等水流较缓的区域最易发生。主要表现为水体中藻类及其他浮游生物迅速、大量繁殖，死后沉积水底，微生物分解之而消耗水中大量的溶解氧，使水质恶化，导致鱼类及其他水生生物由于缺氧大批死亡。同时，会加速湖泊的衰退，向沼泽化发展。水体中的N、P营养物质主要来源于生活污水、农田排水及化肥、食品工业废水等。22、防治对策、防治对策（1）水体污染的控制途径减少污染源排放的工业废水量妥善处理城市及工业废水加强对水体及其污染源的监控（2）富营养化的控制对策控制外源性营养物质输入减少内源性营养物质负荷：工程性措施、化学方法、生物性措施。第六节大气污染及其防治第六节大气污染及其防治一、大气污染和大气污染物（一）大气污染大气污染系指大气成分的性质和数量的改变。主要是人类活动造成的。大气污染源主要有：1、生活污染源煤、石油、天然气等燃料的燃烧过程是向大气排放污染物的重要发生源。2、工业污染源3、交通污染源4、农业污染源（二）大气污染物的类型（二）大气污染物的类型1、按其存在状态分类1）气溶胶状态污染物气溶胶系指固体粒子、液体粒子或它们在气体介质中的悬浮体。按照气溶胶的来源和物理性质，可分为粉尘、飞灰、黑烟、雾等。根据大气中的粉尘（或烟尘）颗粒的大小，又可分为飘尘、降尘和总悬浮微粒等。2）气体状态污染物以二氧化硫为主的含硫化合物，以氧化氮和二氧化氮为主的含氮化合物，以及碳氧化物、碳氢化合物、卤素化合物等。22、按大气污染影响的范围分类、按大气污染影响的范围分类局部性污染、地区性污染、广域性污染、全球性污染。3、根据能源性质和大气污染物组成和反应分类煤烟型：污染的一次污染物是烟尘、粉尘和二氧化硫。二次污染物是硫酸及其盐类所构成的气溶胶。石油型：又称汽车尾气型或联合企业型污染，其一次污染是烯烃、二氧化氮以及烷、醇、羰基化合物等。二次污染主要是臭氧、氢氧基、过氢氧基等自由基以及醛、酮和过氧乙酰硝酸酯等光化学烟雾。混合型：煤炭型向石油型过渡。特殊型：某些工矿企业排入的特殊气体所造成的污染。如氯气、硫化氢、氟化氢、金属蒸气等。（三）大气污染对人类的影响及危害（三）大气污染对人类的影响及危害1、对人类健康的危害2、对生态环境的影响对农作物、森林、水产及陆地动物都有严重危害。3、对物质材料的危害4、对全球大气环境的影响臭氧层消耗、酸雨、全球变暖等。5、室内污染污染物包括石棉、甲醛、挥发性农药残余物、氯仿、对二氯甲苯以及一些致病生物。二、大气污染的综合防治对策二、大气污染的综合防治对策1、制订合理的环境规划，合理布局工业2、选择有利污染物扩散的排放方式3、实现区域集中供暖、供热、供气等4、改变燃料构成5、发展绿色植物，增加自净能力6、加强污染物的治理第七节土壤污染及污染控制第七节土壤污染及污染控制一、土壤污染土壤污染是指人类活动所产生的物质（污染物），通过多种途径进入土壤生态系统，其数量和速度超过了土壤容纳的能力和土壤净化速度的现象。其污染源有自然污染源和人为污染源。污染源十分复杂，污染物的种类也极为繁多：有机污染物、重金属、放射线物质、垃圾和其他废弃物、病原微生物。主要发生途径：大气污染型、水污染型、固体废弃物污染型、农业污染型二、土壤污染的特点二、土壤污染的特点1、隐蔽性和潜伏性土壤污染是污染物在土壤中长期积累的过程，一般要通过对土壤污染物、植物产品质量、植物生态效应、植物产品产量、以及环境效应进行监测。其后果要通过长期摄食由污染土壤生产的植物产品的人体和动物的健康状况才能反映出来。2、不可逆性和长期性一系列的迁移转化作用，形成难容化合物沉积在土壤中。三、土壤自净作用与土壤环境容量三、土壤自净作用与土壤环境容量1、土壤自净作用土壤是环境系统中一个重要的净化体。土壤自净是指进入土壤中的污染物，在土壤微生物、土壤动物、土壤有机和无机胶体等的作用下，经过一系列的物理、化学、和生物化学过程，降低其浓度或改变其形态，从而消除污染物毒性的现象。土壤自净作用包括：物理自净、化学自净和生物自净三种方式。2、土壤环境容量是指在区域土壤质量标准的前提下，土壤免遭污染所能接受的污染物最大负荷。Q=（CR-B）×M四、土壤环境中污染物的迁移转化影响土壤中污染物迁移转化的因素为：污染物性质（物理、化学性质）、土壤理化性质、生物性状、以及与土壤环境相关的自然因素。1、农药在土壤中的迁移转化（1）土壤对农药的吸附只是在一定条件下起净化和缓冲解毒作用，并没有使其降解。有机胶体>蛭石>蒙脱石>伊利石>绿泥石>高岭石（2）农药在土壤中的迁移和扩散通过气体挥发和水的淋溶以及植物的吸收而土体中扩散迁移。（3）农药在土壤中的降解通常认为农药在土壤中主要发生三种降解作用：光化学降解、化学降解、微生物降解。光化学降解是指土壤表面受太阳辐射能和紫外线等作用而引起农药的光分解现象。使C-C键和C-H键发生断裂变为小分子。化学降解以水解作用和氧化作用最为重要。生物降解是通过生物的作用将农药分解成小分子化合物的过程。主要降解农药分子上的-OH、-COO、-NH2和NO2等功能团，最终降解为CO2、H2O和其他无机物。22、重金属在土壤中的迁移转化、重金属在土壤中的迁移转化包括重金属在自然环境中空间位置有移动和存在形态的转化，以及由此引起的富集和分散问题。（1）机械迁移和转化（2）化学、物理化学迁移转化重金属在土壤中通过吸附与解吸、沉淀与溶解、络合、螯合、水解等一系列化学、物理化学作用迁移转化。（3）生物迁移和转化五、土壤污染的防治五、土壤污染的防治1、控制和消除土壤污染源2、增加土壤容量和提高土壤净化能力3、实行综合治理措施工程措施生物措施第八节固体废物污染与控制第八节固体废物污染与控制一、定义、种类及危害定义：一般指人类生产、流通、消费以及生活等过程提取目的组分后，废弃去的固态或泥浆状物质。分类：种类繁多，成分复杂，处置和利用途径不同，因此有多种分类方法。危害：侵占土地、污染土壤、污染水体、污染大气二、固体废物的处理及资源化二、固体废物的处理及资源化1、资源化技术2、固体废物的处理技术（1）预处理技术（2）焚烧热回收技术（3）热解技术（4）生物分解技术3、固体废物的无害化处置（1）孤鸟、极地、深层处置（2）土地填埋固体废物处理及资源化途径及技术固体废物处理及资源化途径及技术RDF化热分解沼气化焚烧灰固化灰化熔融堆肥化饲料化磁选垃圾收集运输破碎分拣再利用前处理转换处理处理技术回收物回收物用途资源化方式固体燃料燃油燃料气体蒸汽、温水玻璃质废渣肥料伺料建筑材料有机肥料家畜饲料非铁金属铁玻璃废纸塑料工业材料最终处置能源回收燃料发电、供暖及供热水等卫生填埋物质回收城市固体废物处理及资源化系统城市固体废物处理及资源化系统收集运输系统资源化系统最终处置系统运输系统城市垃圾工业废物常温破碎低温破碎湿式破碎筛分重力分选风力分选跳汰分选重液分选浮选磁力分选电力分选其它分选焚烧热解堆肥破碎技术分选技术填埋处置转换技术收集系统烟气处理系统图片烟气处理系统图片急冷塔防止二恶英形成布袋除尘器湿式洗净塔活性碳吸附塔触媒脱硝塔现代化填埋场使用多重屏障的现代化填埋场使用多重屏障的概念概念废物屏障系统密封屏障系统地质屏障系统地膜封顶盖层粘土层土壤地膜衬层渗滤液收集管粘土盖层土壤压实垃圾日覆盖层土壤排水层地下水监测井甲烷回收建筑井和探测器甲烷探针地下水植被盖层最终盖层(顶部土壤)排水层排水层封顶盖层(粘土)固体废物填埋处置环境影响固体废物填埋处置环境影响固体废物土地填埋固体废物土地填埋固体废物的土地填埋处固体废物的土地填埋处置技术置技术填埋场封场地表水控制地表及覆盖层维护填埋场运行废物放置称重检查渗滤液处理渗滤液管理渗滤液收集填埋场内反应环境监测气井和大气空气填埋场气体管理地下水包气带气体转变为电力气体焚烧填埋场设计地表水控制最终覆盖层设计气体收集系统设计防渗衬层设计填埋场内反应