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在这个崭新的21世纪中由于人们对工业高度发达的负面影响预料不够,预防不利,导致了全球性的三大危机:资源短缺、环境污染、生态破坏。通常的情况下人类不断的向环境排放污染物质。但由于大气、水、土壤等的扩散、稀释、氧化还原、生物降解等的作用。污染物质的浓度和毒性会自然降低,这种现象叫做环境自净。但是如果排放的物质超过了环境的自净能力,环境质量就会发生不良变化,危害人类健康和生存,这就发生了环境污染。 环境污染种类繁多,分类一般为境环要素分/ 人类活动分/环境污染的性质、来源分, 若按境环要素分:大气污染、水体污染、土壤污染。 若按人类活动分:工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染。 若按造成环境污染的性质、来源分:化学污染、生物污染、物理污染(噪声污染、放射性、电磁波)固体废物污染、能源污染。 环境污染会给生态系统造成直接的破坏和影响,如沙漠化、森林破坏、也会给生态系统和人类社会造成间接的危害,有时这种间接的环境效应的危害比当时造成的直接危害更大,也更难消除。例如,温室效应、酸雨、和臭氧层破坏就是由大气污染衍生出的环境效应。这 种由环境污染衍生的环境效应具有滞后性,往往在污染发生的当时不易被察觉或预料到,然而一旦发生就表示环境污染已经发展到相当严重的地步。当然,环境污染的最直接、最容易被人所感受的后果是使人类环境的质量下降,影响人类的生活质量、身体健康和生产活动。例如城市的空气污染造成空气污浊,人们的发病率上升等等;水污染使水环境质量恶化,饮用水源的质量普遍下降,威胁人的身体健康,引起胎儿早产或畸形等等。严重的污染事件不仅带来健康问题,也造成社会问题。随着污染的加剧和人们环境意识的提高,由于污染引起 的人群纠纷和冲突逐年增加。 目前在全球范围内都不同程度地出现了环境污染问题,具有全球影响的方面有大气环境污染、海洋污染、城市环境问题等。随着经济和贸易的全球化,环境污染也日益呈现国际化趋势,近年来出现的危险废物越境转移问题就是这方面的突出表现。 水是生命之源,是极其宝贵的,是人类生活上不可缺乏之物质、人体组织中水份占人体重量的百分之六十到七十,其他动物或植物其体内的水份也占百分之五十以上,可见水是维持生命不可缺少的物质。 而近年来,水污染却非常严重。 一般所指的水污染,主要是指由于人为因素直接或间接的将污染物质介入于水体后,变更其物理、化学或生物特性的改变,以致影响水的正常用途或危害国民健康及生活环境。 水污染来源包括天然的污染源及人为的污染源,人为的污染源有生活用水和工业废水的排放、农药、肥料等物质,经由地表水或地下水的渗透与流动而进入水体,使得水体环境受到污染、森林之采伐、耕作、土木工程等人为因素所造成水体中浮游物与溶解物的增加等。 不断恶化的水污染,不仅河流、湖泊受到污染,海洋也同样污染严重。污染的江河会继续污染海洋,而且海上溢油污染事件的频繁出现,也是污染海洋的重要原因。海洋遭受污染后所产生的一种灾害性海洋现象就是赤潮,由于海水过于营养化,某些浮游生物在水中爆发性繁殖,这种生长量特别巨大的浮游生物是粉红色或红褐色的,因此染红了海水,导致了赤潮。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。一方面,赤潮引起海洋异变,局部中断海洋食物链,使海域一度成为死海;另一方面,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。 水污染也是造成淡水严重缺乏的主要原因之一。据统计,全世界有100多个国家存在不同程度的缺水问题,其中有28个国家被列为缺水国或严重缺水国。目前正在世界许多地区出现的水资源供应危机。 水资源的缺乏和污染给人们的生活带来一系列问题。据调查,利比亚和印度目前的水资源开采量分别是其合理利用量的4倍和两倍,这将直接影响到它们今后的农业生产。泰国首都曼谷由于长期超量开采地下水,致使城市地面出现下沉的危险……随着城市化进程的加快,到2030年,发展中国家的城市人口将比现在增加3倍。如果不采取有效措施,面对城市人口激增与十分有限的水资源,人们将束手无策。目前,全世界有14亿人生活在缺乏洁净饮用水的地区,全球每年有700万人因缺水或饮用不卫生的水而致病死亡。并且居民所患的疾病中,大约80%直接或间接与饮用水不合格有关。 我国的前景也另人担忧,我国是一个水资源短缺、水灾害频繁的国家,虽然水资源总量居世界第六位,但人均占有量只有2500立方米,约为世界人均水量的1/4,在世界排第110位,已被联合国列为13个贫水国家之一。 多年来,我国水资源质量不断下降,水环境持续恶化,由于污染所导致的缺水和事故不断发生,不仅使工厂停产、农业减产甚至绝收,而且造成了不良的社会影响和较大的经济损失,严重地威胁了社会的可持续发展,威胁了人类的生存。我国七大水系的污染程度以污染程度大小进行排序,其结果为:辽河、海河、淮河、黄河、松花江、长江,其中,辽河、海河、淮河污染最重。综合考虑我国地表水资源质量现状,符合《地面水环境质量标准》的Ⅰ、Ⅱ类标准只占2%(河段统计),符合Ⅲ类标准的占9%,属于Ⅳ、Ⅴ类标准的占9%,如果将Ⅲ类标准也作为污染统计,则我国河流长度有8%被污染,约占监测河流长度的2/3,可见我国地表水资源污染非常严重 。 随着工业的普及,废水排放量增长速度极快。2000年就达到666亿吨。城市生活污水总量也不断增加,2001年也达到783亿吨。由于废水处理事低(估计仅为20%~30%),大部分废水未经处理直接或间接排入水体,严重污染了水资源。我国七大水系中近一半河段污染严重,86%的城市河段水质普遍超标。 我的家乡也遭到了污染。 二十年前,家旁的那条小河是多么清澈透亮,波光粼粼,鱼儿在水中嬉戏,这地也有着父母们美好的童年记忆,这里就像是一位慈爱的母亲抚慰着孩子,父母常常回忆起那些时光。 可在如今的今天,小河面目全非,一加加化工厂,排列在河道旁,一条条金属管树立在一起由一条大管子排除,他们愚蠢的以为排除后,自己的管子就脏了,就清洁了,可他哪里想到他排除的化学材料却漂浮在河道上,正散发臭味,影响着自己! 他们只想着自己眼前的利益,完全不管这身边的环境,毫无节制的排放着。 一条条河道被污染,为我国本就缺乏的水资源雪上加霜! 全国各地到处都是这样的状况。 为了推动对水资源进行综合性统筹规划和管理,加强水资源保护,解决日益严峻的缺水问题,开展广泛的宣传教育以提高公众对开发和保护水资源的认识,1993年1月18日,第47届联合国大会确定自1993年起,将每年的3月22日定为世界水日。 面对严峻的缺水、水污染问题,我们应积极行动起来,珍惜每一滴水,采取节水技术、防治水污染、植树造林等多种措施,合理利用和保护水资源。 从工厂中排出的污染物 不断排放着脏水 
汽油发动机排放对环境的污染及对策 汽油发动机排放对环境污染的严重性随着汽车工业的发展,汽车生产量和汽车保有量急骤增加,全球汽车1999年产量为5406万辆,汽车作为主要的交通工具,不断促进生产,改善着人民的交通条件、生活环境但是在汽车对国家的政治经济交往起着不可估量的作用的同时,也出现了许多环境问题,"交通公害"日益突出,如大气污染、气候异常等 其中汽车排放对环境的污染,也严重威胁着人们的身体健康1970年日本因光学烟雾事件就有十万人中毒,曾经孕育了西方文明的雅典,1988年夏烟雾和热浪夺去了800人的生命由于大气污染等原因,物种急剧消失,每天至少有100余种动植物从地球上消失自1970年至今,地球上失掉65×106km2的森林森林的被毁不仅影响空气的净化程度,而且加剧了物种的消失据有关资料统计,近2000年来,地球上濒于灭绝有593种鸟类、400多种兽类、209种两栖类爬行类,以及2万种植物 臭氧层位于大气的平流层,它可以吸收太阳发出的紫外线,从而防止紫外线对人体的有害辐射但是,由于大气污染等原因,致使臭氧层出现空洞,南极上空臭氧急剧减少,深受其害的澳大利亚一下子成为世界上患皮肤癌人数最多的国家 汽车的尾气排放在环境污染中占有相当大的比例,它严重地困扰着人们的生活和学习据美国对11个城市的调查,大气中CO含量的92%以上、HC含量的67%以上、NO含量的86%是由汽车尾气排放产生的,汽车排放是城市大气的主要污染源 降低汽油发动机排放污染的主攻方向汽车发动机废气中的有害排放物,主要是在燃烧过程结束后燃烧室内形成的然而,在排气系统中发生的化学反应,又可使化合物浓度降低或升高从而使排出的废气成分发生某些变化降低汽油发动机排放污染的主攻方向是降低排放尾气中的CO、HC和NOx的含量 前处理净化废气再循环(EGR),将一部分废气引入进气系统,与新鲜空气或燃料空气混合后进入燃烧室,用以控制NOx排放燃油掺水,制成水油配比合理、理化特性稳定的乳化燃料,用以控制NOx排放使用低污染燃料,如:H2、CNG、LPG、甲醇等,减少NOx排放用无铅汽油,减少铅氧化物微粒对环境、对人体的危害 机内净化从有害排放物的生成机理出发,在燃烧室内部对有害排放物的生成反应予以最大限制,为降低有害排放物提供有利的条件,这是汽油机排放污染的治本之举 通过改进燃烧室、活塞、气道的结构及其参数达到理想的空燃比,可使有害物排放较控制前降低60%~70%开发分层充气及均质稀燃的新型燃烧系统电控汽油喷射技术通过微机控制系统及多个参量传感器的信息反馈与执行机构的协作,调节到最佳状态下工作有效地改善燃油的经济性和排气净化性混合气调制与空燃比控制,有效抑制CO和HC的产生采用新的带电脑控制、电子点火和高能点火系统,降低NOx、HC的排放量选用结构紧凑和面容比较小的燃烧室,缩短燃烧室狭缝长度,适当提高燃烧室壁温,以削弱缝隙和壁面对火焰传播的阻挡与淬灭作用,降低HC、CO的排放量并可采用4气门(或5气门)结构 后处理净化对已排出发动机燃烧室而尚未排到大气中去的废气,在排气系统中进一步净化处理 在排气门附近喷射新鲜空气,使其与高温废气混合以促进不完全燃烧产物氧化反应的二次空气喷射法在排气管道中安装使废气能和空气再次混合燃烧的热反应器在排气管道中安装带有催化剂的催化转化器采用三元催转化器,能在维持发动机输出功率和燃油耗不变的前提下实现对CO、HC、NOx有害成分的高效净化处理在曲轴箱安装强制通风系统和蒸发控制装置 汽油的使用严格按发动机型号使用汽油 控制负荷负荷也是造成有害气体排放增加的原因之一机组超负荷会造成混合气体浓度的改变不能完全燃烧管理部门要严格控制超负荷,加大管理力度 排气系统的保养和检查空气滤清器要常保养、检查,否则将会造成进气不足,燃烧不完全,有害气体增加做好排气消声器的检查、保养,否则会使排气受堵、烟碳增加,在造成发动机功率下降、油耗增加的同时,造成有害气体的增加进、排气歧管不能随意改变位置、长度、直径,否则会造成碳烟的增加及有害气体的增加 加强管理公安、交通管理部门要严格对车辆进行定期检验和临时抽查 结束语环境的保护是当今世界所关注的五大问题之一 随着汽车工业的发展和人们的需求的增长,汽车的生产量和拥有量的大量增加使汽车尾气的排放对环境的污染日益严重(尤其是在城市里),危及到人们生存的环境,危及到动、植物的生存,破坏了生态平衡为了给人类赖以生存的地球予以最好的保护,治理污染刻不容缓因此,汽车工业要为人们提供绿色环保汽车;汽车维修单位必须严格按技术标准进行维修检查;使用者要做到正确使用并做好日常的保养;交通监理部门要严格把关,加强力度,进行质量、技术监督以及油品的正确使用等
优秀水文化可以促进人水关系的协调。在现代的水利和生态环境建设中也应当倡导水文化,现代水文化创立的基本原则是满足现代人们对水文化的基本需求,反映现代人与水的关系、体现现代科技进步。 水是基础性的自然资源和战略性的经济资源。在人均水资源拥有量日益减少的同时,因水环境恶化所造成的水质性和功能性缺水现象亦日益突出,已成为突出的、全球性的共同的问题。早在上世纪初,欧美有些国家就关注水环境的污染,并且开始研究与防治。近几十年来,各国为控制水环境污染进行了大量研究,并且耗巨资对有些主要湖泊和城市河道进行了大范围治理。大量实践证明,水环境的污染是可以治理的,但这种治理常常费时长及费钱多:国际上治理最成功的美国华盛顿湖,耗资3亿美元,前后经过17年治理才达到目标;而面积仅1km2的瑞典的Frumman湖,费时22年,耗资90万美元才治理完毕,等等。据于此,从上世纪七十年代起,尤其是近十余年来,日本、美国、德国、瑞士等发达国家纷纷对以往的水环境治理思路进行反思,提出了生态治水的新理念,尊重河湖系统的自然规律,注重对其自然生态和自然环境的恢复和保护,使河湖的综合服务功能能展现很好。 农业面源污水由于量大面广,其治理难度不亚于点源,就美国、日本等发达国家对农业面源污染治理尤其是近年治理发展趋势来看,主要采用生物氧化塘、人工湿地和土地处理系统等来进行治理农业面源污染。 就具体的技术发展趋势来看,生态/生物方法是修复水生态系统中最为推崇的举措之一。这种技术实际上是对水体自净能力的强化,是人们遵循生态系统自身规律的尝试。而在具体的实施时,更趋向于多种技术的集成。具体由哪几种技术集成,则需要根据目的水域的污染性质、程度、生态环境条件和阶段性或最终的目标而定,亦即在实施前要对目的水域作系统周密的论证,而后制定实施方案,才能达到预期的目标。 大量实践证明,以相应的实验示范基地为平台,开展相应的应用基础研究与新技术开发,同时引进异地实用高新技术进行本地化研究与示范,是条有利于快出成果并且直接将其转化为生产力的可行途径。如日本在琵琶湖和霞浦湖等建立了针对流域水环境治理与生态修复的实验示范基地,取得了环境教育、新方法和新技术研究开发与技术成果展示效果,为提高市民的环境意识和科技成果的推广应用起到了积极的促进作用。 水环境治理与水生态系统修复技术现状 大量研究表明,对水域的水环境污染进行有效治理的前提是控制污染源,只有外源得到了有效控制,作为末端治理技术的水环境污染治理才能见效,不然只能起到事倍功半的效果,甚至徒劳。通过大量研究与实践,已明确水环境污染实际上是典型的生态问题,因此,在对污染水域进行治理时,用生态学方法使生态问题得到最终解决。近年,强调治理与生态修复相结合,甚至更加强调生态修复的作用。 从广义上讲,所有的生物处理都是生态修复。目前,国际上据原理已在使用的或已进入中试阶段的污染水域治理与生态修复技术可分为物理法、化学法和生物/生态法三大类。其中的技术名称包括底泥疏浚、人工增氧、生态调水、化学除藻、絮凝沉淀、重金属化学固定、微生物强化、植物净化、生物膜。(见表) 表 水环境治理与生态修复技术分类及其适用范围 技术分类 技术名称 选用污染水域范围 主要作用 物理法 底泥疏浚 严重底泥污染 外移内源污染物 人工增氧 严重有机污染 促进有机污染物降解 生态调水 富营养化,有害无毒污染 通过稀释作用降低营养盐和污染浓度,改善水质 化学法 化学除藻 富营养化 直接杀死藻类 絮凝沉淀 底泥内源磷污染 将溶解态磷转化为固态磷 重金属化学固定 重金属污染 抑制重金属从底泥中溶出 生物/生态法 微生物强化 有机污染 促进有机污染物降解 植物净化 富营养化、复合性污染 污染物迁移转化后外移 生物膜 有机污染 促进有机污染物降解 1、底泥疏浚 底泥疏浚是在水域污染治理过程中普遍采用的措施之一。这是因为底泥是水生态系统中物质交换和能流循环的中枢,也是水域营养物质的储积库和特殊的缓冲载体,在水环境发生变化时,底泥中的营养盐和污染物会通过泥-水界面向上覆水体扩散,尤其是城市湖泊和河道,长期以来累积于沉积物中的氮磷和污染物的量往往很大,在外来污染源存在时,这些物质只是在某个季节或时期内会对水环境发挥作用,然而在其外来源全部切断后,则逐渐释放出来对水环境发生作用,包括增加上覆水体中的污染物含量和因表层底泥中有机物的好氧生物降解及厌氧消化产生的还原物质消耗水体溶解氧等,并且在很长一段时期内维持对水环境的影响。因此,一般而言,疏浚污染底泥意味着将污染物从水域系统中清除出去,可以较大程度地削减底泥对上覆水体的污染贡献率,从而起到改善水环境质量的作用。 底泥疏浚技术据原理属物理法分类技术。外移内源污染物,这是底泥疏浚技术主要作用所含有的内容。就疏浚技术现状来看,主要包括工程疏浚技术、环保疏浚技术和生态疏浚技术等。就技术的成熟度和采用率而言,其中的工程疏浚技术居首,环保疏浚技术是近年开发并且已进入大规模采用阶段的成熟技术,生态疏浚技术则是最近提出并且在局部实施的新技术。 就实施疏浚技术对水环境质量的改善效果来看,由于工程疏浚技术以往主要是用在为了疏通航道、增加库容等目的而进行的疏浚,长期的实践证明其效果欠人意;环保疏浚是以清除水域中的污染底泥、减少底泥污染物向水体的释放为目的的技术,其效果因此明显优于工程疏浚技术,而有较高的施工精度,能相对合理的控制疏浚深度,能较大幅度地减少疏浚过程中的污染是环保疏浚技术的特点;生态疏浚是以生态位修复为目的的技术,以工程、环境、生态相结合来解决河湖可持续发展,其特点是以较小的工程量最大限度地清除底泥中的污染物,同时为后续生物技术的介入创造生态条件。 然而,据日本等发达国家的实践,就特定的水体而言,是否需要对其底泥进行彻底的疏浚,或者疏浚到什么程度,还需要进行细致周密的研究论证,并且应做到视区域的污染程度、性质和疏浚目的而定,不宜一概采用,因为大规模的底泥疏浚不但需要大量资金来支持,而且被清除的污染底泥的最终处理也是一个棘手的问题。 2、生态调水 生态调水是在敏感水域普遍采用的水环境污染治理措施。生态调水的目的和方法是通过水利设施(闸门、泵站等)的调控引入污染水域上游或附近的清洁水源冲刷稀释污染水域,以改善其水环境质量。 生态调水的实际作用主要体现在: ◆ 将大量污染物在较短时间内输送到下游,减少了原区域水体中的污染物的总量,以降低污染物的浓度; ◆ 调水时改善了水动力的条件,使水体的复氧量增加,有利于提高水体的自净能力; ◆ 使死水区和非主流区的污染水得到置换。 生态调水技术据原理属物理法分类技术。通过稀释作用降低营养盐和污染浓度,改善水质,这是生态调水技术主要作用所含有的内容。然而,生态调水技术的物理方法是把污染物转移而非降解,会对流域的下游造成污染,所以,在实施前应进行理论计算预测,确保调水效果和承纳污染的流域下游水体有足够大的环境容量。 3、人工增氧 人工增氧是在治理污染河道中较多采用的措施之一。这是因为污染严重的河道水体由于耗氧量远大于水体的自然复氧量,溶解氧普遍较低,甚至处于严重缺氧状态,此时河道的水质严重恶化,水体自净能力低下,水生态系统遭到破坏。人工增氧能较大幅度地提高水体中溶氧含量。 人工增氧的结果: ◆ 能加快水体中溶解氧与臭污物质之间发生氧化还原反应的速度; ◆ 能提高水体中好氧微生物的活性,促进有机污染物的降解速度,这些作用对消除水体臭污具有较好的效果。 人工增氧一般适宜于在以下二种情况下应用: ◆ 为加快对污染河道治理的进程; ◆ 作为已经过治理河道中的应急措施。 人工增氧技术据原理属物理法分类技术。促进有机污染物降解,这是人工增氧技术主要作用所含有的内容。 4、植物净化 植物净化技术据原理属生物/生态法分类技术。污染物迁移转化后外移,这是植物净化技术主要作用所含有的内容。相对于物理法和化学法而言,生物/生态修复技术的提出较晚,而生物/生态修复技术发展仅仅是近十多年前才开始的,尤其是其中的植物净化技术是近年来才开始得到重视。植物净化技术的最大优点是可以通过植物的吸收吸附作用,降解、转化水体中的有机污染物,继而通过收获植物体的形式将有机污染物从水域系统中清除出去,因此,可以达到标本兼治的效果。与此同时,植物的存在为微生物和水生动物提供了附着基质和栖息场所。某些植物的根系能分泌出克藻物质,达到抑制藻类生长的作用,庞大的枝叶和根系成为自然的过滤层,能截获大量的悬浮物质等,对水生态系统的物理、化学以及生物特性亦能产生重要影响。 作为完整的水生态系统包含种类及数量恰当的生产者、消费者和分解者,具体地说包括水生植物和鱼、螺、虾、贝类、大型浮游动物等水生动物,以及种类和数量众多的微生物和原生动物等。其中,水生植物是水生态系统中的初级生产者,其不仅是水体食物网的重要成员,同时在水体溶氧供应、营养循环中其起到重要作用,而且作为水体结构角色,还为其它水生动物提供生存空间和产卵栖息地。 水生植物技术用于生态修复阶段,其主要作用: ◆ 净化微污染的水体,即通过其的吸收吸附作用,降解、转化水体中的有机污染物,而使水质得到进一步改善; ◆ 作为水生态系统的主要成员为其他生物的生存、繁衍提供场所和食物。 水生植物尤其是其中的浮叶和沉水植物在污染严重的水体中因生境条件不具备,因而难以成活,而修复水生态系统时有水生植物的介入,生态系统就能修复。 所以我们要发展科技,才能更好的保护环境