登陆注册
15680800000022

第22章 环境化学的兴起(1)

一、环境中的污染物

(一)氰化物

氰化物是含有氰基(-CN)的一类化合物的总称。分为简单氰化物、氰络合物和有机氰化物三种,简单氰化物最常见的是氰化氢、氰化钠和氰化钾,均易溶于水,进入人体后易解离出氰基,对人体有剧毒。通常所说的氰化物主要指这几种。多种金属均可与氰形成氰络离子化合物,氰络离子的解离度很小不易形成游离的氰基,其毒性也较低。常见的有机氰类环境污染物有丙烯腈、已腈、丁腈等,均有异臭,可溶于水,在氧化剂存在下可释放出游离氰基。氰化物广泛应用于金属电镀、表面硬化、矿石浮选、提取金属、合成橡胶、合成纤维、金属热处理、有机玻璃、制造炸药等领域,亦可用作显影剂和杀虫剂,同时也是化学试验的常用试剂。

由于氰化物的应用很广泛,其对环境的污染主要是引起地面水体的污染。采用氰化物作原料的各种企业排出的都或多或少地含有氰化物。另外氰化物也常作为副产品出现于某些工业废水中。常见的含氰工业废水有电镀废水、煤气废水、钢铁废水、选矿废水、提炼金属以及有机玻璃等工艺排出的废水。氰化物的急性中毒多见于误服,氰化物进入人体后可被迅速吸收入血,在血液中氰化物与红细胞中的氧化型细胞色素氧化酶结合,并阻碍其还原,使生物体内的氧化还原反应不能进行,造成细胞窒息、组织缺氧,出现神经性呼吸衰竭,是氰化物急性中毒致死的主要原因。氰化物的慢性中毒多为吸入性中毒,一方面氰化物使神经系统发生细胞退行性变,产生头痛、头晕、动作不协调等症状,另一方面氰化物的代谢产物硫氰化物在体内蓄积,妨碍甲状腺素的合成,引起甲状腺功能低下。

预防氰化物污染环境应做好以下几点:制定氰化物在外环境中的排放标准作为保护环境、治理“三废”的卫生依据;改革工艺,以无毒或低毒物质代替氰化物;回收和综合利用含氰废水。

(二)酚

酚类化合物是芳烃的含羟基衍生物,根据其挥发性分挥发性酚和不挥发性酚。自然界中存在的酚类化合物大部分是植物生命活动的结果,植物体内所含的酚称内源性酚,其余称外源性酚。酚类化合物都具有特殊的芳香气味,均呈弱酸性,在环境中易被氧化。酚类化合物的毒性以苯酚为最大,通常含酚废水中又以苯酚和甲酚的含量最高。目前环境监测常以苯酚和甲酚等挥发性酚作为污染指标。

环境中的酚污染主要指酚类化合物对水体的污染,含酚废水是当今世界上危害大、污染范围广的工业废水之一,是环境中水污染的重要来源。在许多工业领域,诸如煤气、焦化、炼油、冶金、机械制造、玻璃、石油化工、木材纤维、化学有机合成工业、塑料、医药、农药、油漆等工业排出的废水中均含有酚。这些废水若不经过处理,直接排放、灌溉农田则可污染大气、水、土壤和食品。酚是一种中等强度的化学毒物,与细胞原浆中的蛋白质发生化学反应。低浓度时使细胞变性,高浓度时使蛋白质凝固。酚类化合物可经皮肤粘膜、呼吸道及消化道进入体内。低浓度可引起蓄积性慢性中毒,高浓度可引起急性中毒以致昏迷死亡。

一般来讲,酚类化合物进入人体后机体通过自身的解毒功能使之转化为无毒物质而排出体外。只有当摄入量超过解毒功能时才有蓄积而导致慢性中毒,表现为头晕、头痛、精神不安、食欲不振、呕吐腹泻等症状。

由于酚的用途极为广泛,预防其污染的工作也很困难。在生产和使用酚的工厂必须建立严格的操作制度,谨防酚的外泄。同时要搞好废水的回收利用和生物氧化处理,严禁含酚废水排入渗井、渗坑,以免污染地下水。

(三)农药

农药根据化学结构不同,将其分为有机农药和无机农药。我们常说的农药污染多指有机农药污染,有机农药又分为有机磷农药、有机氯农药、有机汞农药和有机砷农药等,常用的是有机磷农药和有机氯农药两类。施用农药是防治虫害、提高产量的重要措施,广泛应用于农业、林业和畜牧业,此外在工业和卫生方面也较为广泛的应用。

农药在生产和使用过程中,由于管理和使用的不科学而排放到环境中,施用的农药除10%~20%左右附着于作物表面,其余80%以上散落于地面及空气中造成土壤和空气的污染,还可因风吹雨淋而污染水源。另外,生产农药的工厂所排放的废水、废气等也是环境污染的重要因素。由于果树、蔬菜以及其他农作物大量施用农药,农药可被吸收进入果实、蔬菜和其他农产品中,使之受到污染,称作农药残毒。

有机氯农药的急性中毒主要表现为对中枢神经系统的作用,患者出现肌肉颤动、抽搐,严重者可因全身麻痹而死亡。慢性中毒主要表现为对肝、肾的损害。有机氯的长期刺激使中枢神经系统的应激性增加。有机氯在体内抑制多种ATP酶使体内代谢紊乱。另外,动物试验证实有机氯农药有致癌、致畸和致突变作用。有机磷农药为神经毒性剂,进入体内后主要抑制胆碱酯酶的活性,使体内胆碱酯酶蓄积引起神经传导功能紊乱严重者可发生呼吸衰竭而死亡。有机磷农药排泄较快,一般不引起后遗症。

要减轻环境污染、预防农药中毒的发生必须加强对农药的管理,禁止或限制某些农药的使用,合理使用农药,加强农药厂废水、废气处理和综合利用,研制高效低毒的新型农药,同时应加强农药对环境污染的监测。

(四)烟气

烟气是气体和烟尘的混合物,是污染居民区大气的主要原因。烟气的成分很复杂,气体中包括SO2、CO、CO2、碳氢化合物以及氮氧化合物等,烟尘包括燃料的灰分、煤粒、油滴以及高温裂解产物等。因此烟气对环境的污染是多种毒物的复合污染。烟尘对人体的危害性与颗粒的大小有关,对人体产生危害的多是直径小于10微米的飘尘,尤其以1~5微米的飘尘危害性最大。

烟尘对空气的污染与气象条件关系密切,风、大气稳定度、湍流等与大气污染状况关系密切,此外光化学、生物化学对烟气的污染亦有一定影响。

烟气污染物对人体的危害一方面取决于污染物质的组成、浓度、持续时间及作用部位;另一方面取决于人体的敏感性。烟气浓度高是可引起急性中毒,表现为咳嗽、咽痛、胸闷气喘、头痛、眼睛刺痛等,严重者可死亡。最常见的是慢性中毒,引起刺激呼吸道黏膜导致慢性支气管炎等。1957年日本的四日市哮喘即是烟气慢性毒害的典型例子。另外烟气尚含有苯丙芘等强烈致癌物质。

为预防环境污染,可通过改造锅炉结构、更换燃料、改进燃烧方法等促进燃料充分燃烧,发展区域集中供暖,适当增加烟囱高度。此外还应加强环境污染的管理。

(五)汽车废气

20世纪50年代以来,由于社会化大生产和人类生活节奏的加快,汽车被人们大量使用。汽车在给人们生活带来方便的同时也带来了严重的环境污染,给人类的健康造成了巨大的威胁。目前世界上约有5亿辆汽车,每年排出4亿吨一氧化碳,8000万吨碳氧化合物和5000万吨一氧化氮。据统计美国的空气污染约有60%为交通运输工具引起,在日本大约85%是由汽车引起的,我国的形势也不容乐观。当前汽车废气已成为世界城市污染的罪魁祸首。

汽车在发动和行驶过程中排出的污染物主要有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物及颗粒物质。汽车废气的组成和排放量与发动机的种类及燃料有关,一般来说,柴油发动机废气中一氧化碳和碳氢化合物的浓度都远低于汽油发动机,氮氧化合物的浓度几乎相等,然而柴油发动机排出大量的黑烟的臭气令人反感。碳氢化合物与氮氧化合物在强烈的紫外线照射下发生光化学反应,生成光化学烟雾。

目前,还没有足够的资料说明汽车废气中各种有害成分对人类及其他哺乳动物健康危害的综合作用,多借助个别成分的毒性作用来评价其危害。一氧化碳主要通过与血红蛋白结合使之丧失携氧功能,严重时可引起死亡。氮氧化合物吸入后刺激呼吸道黏膜,引起肺炎。碳氧化合物主要是一些多环芳烃,除具有致癌作用外,还可刺激皮肤、黏膜,尤其是与氮氧化合物形成光化学烟雾,刺激性更强,重者可危及生命。此外汽车废气中含有铅,可导致慢性铅中毒。

要预防其污染可通过以下途径:改革燃料,推广无铅汽油以及寻找石油代用品等;改进汽车发动机构造,使燃料尽可能充分燃烧;同时应加强城市街道环境的监测。

(六)光化学烟雾

光化学烟雾是以汽油作为动力燃料以后出现的一种新型大气污染。它是大气中存在的烃类和氮氧化物等污染物在强烈日光作用下,经过一系列光化学反应而生成的二次污染物蓄积于大气中而生成的一种浅蓝色烟雾,其中主要含有臭氧、过氧酰基硝酸酯、醛类、酮类、过氧化氢等高分子有机化合物所形成的气溶胶颗粒。这种大气污染历史上曾多次发生,其中以洛杉矶和伦敦发生最多,我国1974年在兰州西固化工区也发生过类似的光化学烟雾污染事件。

光化学烟雾的特征是烟雾弥漫,大气能见度降低,一般发生在大气相对湿度较低、气温为24℃~32℃的夏季晴天,污染高峰出现在中午或稍后。光化学烟雾的形成过程极其复杂,目前已初步明确是碳氢化合物和氮氧化合物在强烈的紫外线存在条件下发生一系列的光化学反应而形成的二次污染物。光化学烟雾成分复杂,但是对动植物有害的主要是臭氧、过氧酰基硝酸酯、丙烯醛和甲醛等,其对健康的危害主要是对眼睛和呼吸道的刺激,表现为眼红肿、流泪、头痛、咳嗽、气喘、呼吸困难等症状。严重者可引起急性死亡。

控制光化学烟雾的污染同控制其他污染一样,首先是控制污染源,减少汽车废气的排放,改善汽车发动机的工作状态,改进燃料供给等。此外还应加强对环境污染的监测和管理,以防止光化学烟雾的形成和危害。

(七)酸雨和酸雾

酸雨是指pH值小于5.6时的雨雪或其他形式的大气降水,是大气受污染的一种表现。当大气受到污染时,大气中的酸性气体如二氧化硫、氮氧化物浓度增高,溶于雨雪中生成亚硫酸、硝酸使降水的pH值降低谓之酸雨。大气中水分饱和或接近饱和时,酸性物质溶于雾中形成酸雾。

酸雨的形成是一种复杂的大气化学和大气物理现象。煤和石油燃烧以及金属冶炼等过程释放到大气中的二氧化硫,通过一系列的气相或液相氧化反应生成硫酸。高温燃烧生成的一氧化氮排入大气中大部分转化为二氧化氮,遇水生成硝酸和亚硝酸。大气颗粒物中的铁、铜、镁、钒等是成酸反应的催化剂,大气光化学反应生成的臭氧和过氧化氢是二氧化硫氧化的氧化剂。

空气中存在酸雾,可随人的呼吸进入肺部组织,严重时可能引起肺部炎症及肺水肿,特别对婴、幼儿的影响更大,甚至有可能诱发婴儿死亡综合症。酸雨除对人群造成危害之外,对整个生态系统都有影响,酸雨降落地面后可使土壤、湖泊、河流酸化。水体酸化后使水生生物受到严重影响;土壤酸化后使其中的有机物的分解和氮的固定受到抑制,引起土壤贫瘠化;酸雨伤害植物的新生芽叶,影响其水肿发育;酸雨对建筑物的腐蚀作用业很明显致使表层脱落甚至影响其安全。

控制酸雨的根本措施在于减少二氧化硫和氮氧化物的人为排放。对已酸化的土壤的水体中添加石灰在短期内可取得较好的效果。

(八)噪声

噪声是指人们主观上不需要、给人们生活带来不愉快的声音,像排放到环境中的化学物质一样,是环境中的污染物,当前环保工作已把它列为管制对象,规定了噪声的排放标准和环境允许水平。环境噪声污染是指环境中噪声超过了人们所能接受的程度。与化学污染物相比,噪声污染范围广泛,噪声源停止后噪声亦随之停止,无残留、无蓄积。

环境中噪声来源主要包括火车、汽车、飞机等交通工具产生的交通噪声、各种工矿企业产生的工业噪声、建筑工地产生的施工噪声以及人为活动所产生的各种社会噪声等。其中交通噪声占城市噪声的70%左右,是城市噪声污染的主要来源。

反复、长时间、超负荷的噪声刺激可引起中枢神经系统损害,表现为条件反射异常、脑血管功能紊乱,脑电位发生变化以及头痛、头晕、耳鸣等神经衰弱症候群。累及心血管系统表现为心跳加速、心律不齐、血压升高、心脏排血量减少而使心肌缺血、缺氧,严重者可导致心肌梗塞;累及内分泌生殖系统可引起性周期紊乱、受精迟缓,并可引起染色体突变而致畸胎的发生;另外长时间生活于噪声环境中可使听力下降,甚至耳聋。

控制环境噪声污染的措施有:改进设备结构,提高部件的加工精密度和装配质量;采用合理的操作方法,降低声源的噪声发射功率;利用声的吸收、反射和干涉等特性,采用吸声、隔声、隔振等技术以及安装消声器以控制噪声的辐射。此外还应对噪声的管理。

(九)光污染

光污染是指过量的光辐射对人类的生活和生产环境造成不良影响的现象,主要指可见光污染,又叫噪光。可见光污染比较多见的是眩光,如汽车头灯等。目前由于城市中高楼建筑大量使用玻璃幕墙而使市区内到处充斥着炫目的噪光。光污染的另外一种形式——视觉污染,指城市环境中杂乱的视觉环境,如杂乱的电线、电话线、垃圾废物、乱七八糟的货摊以及五颜六色的广告招贴等。激光污染也是光污染的一种特殊形式,近年来由于激光在医学、生物学、物理学、化学、环境监测、天文学以及工业等多方面的应用日益广泛激光污染也越来越受到人们的重视。

光污染主要损伤人体的视觉系统,长期暴露于强光下,使视觉敏锐度降低、视力下降。其中以激光对眼睛的损伤最大,可累及眼结膜、虹膜和晶状体甚至损伤深层组织和神经系统。此外,视觉污染可使人情绪低落、心情烦闷等从而影响身心健康。

光污染的防护主要有:加强城市规划和管理减少光污染的来源;加强对激光的管理,采取必要的防护措施;搞好个人防护等等。

(十)非电离辐射

同类推荐
  • 学生自学学习的方法

    学生自学学习的方法

    学生怎样学习才能达到最好的效果,一直是众多教师和家长非常关注的问题。要解决这个问题,不同的人能提出上千种不同的方法,但最根本的一条,则是大家都认可的,那就是运用良好的学习方法,这是一条行之有效的学习途径。学习方法是指通过许许多多人的学习实践,总结出来的快速掌握知识的方法。因其以学习掌握知识的效率有关,所以受到大家的特别重视。学习方法并没有统一的标准和规定,它因个人条件的不同,选取的方法也有一定的差别。
  • 优秀小学生分类作文一点通

    优秀小学生分类作文一点通

    本书打破传统作文书的枯燥刻板,采用全彩四色印刷,根据作文内容插配了精美的图片。加上新颖别致的装帧设计,变化多样的版式,为小学生打造了学习作文、提升自我的全新平台,让阅读成为一种享受,让作文成为一种时尚,让学习成为一种快乐。
  • 学生球类运动学习手册——教你打篮球

    学生球类运动学习手册——教你打篮球

    21世纪,人类进入了新经济时代。综合国力竞争的实质是民族素质的竞争,是人才的竞争,是教育的竞争。在这样的背景下,加强素质教育,尤其是进行身体素质教育就显得更为重要。球类运动是世界上开展的最广泛的运动项目之一,也是广大体育爱好者乐于观赏和参与的体育运动。经常进行此类运动,不仅可以增强人们的体质,提升身体的协调性,而且还能增强我们的自信心以及培养团队精神。
  • 语文新课标课外必读第五辑——中国古代寓言

    语文新课标课外必读第五辑——中国古代寓言

    本书所收我国古代寓言,按照思想内容,可以概括成三类。第一类是以生动活泼的比喻讲出深刻的哲理;第二类是具有“劝善惩恶”性质的;第三类是具有讽刺性的。本书所收我国古代寓言,按照思想内容,可以概括成三类。第一类是以生动活泼的比喻讲出深刻的哲理;第二类是具有“劝善惩恶”性质的;第三类是具有讽刺性的。
  • 语文新课标课外必读第一辑——安徒生童话

    语文新课标课外必读第一辑——安徒生童话

    国家教育部颁布了最新《语文课程标准》,统称新课标,对中、小学语文教学指定了阅读书目,对阅读的数量、内容、质量以及速度都提出了明确的要求,这对于提高学生的阅读能力,培养语文素养,陶冶情操,促进学生终身学习和终身可持续发展,对于提高广大人民的文学素养具有极大的意义。
热门推荐
  • TFBOYS女王在前方

    TFBOYS女王在前方

    ?你妈把你生这么漂亮,不是让人糟蹋你的,而是让你去糟蹋别人的。。。本文女主即使如此,虽然性格不咋滴,但没办法,女王的气势乃先天养成—_—。。。。。记得,不要为了孤独而爱。有时孤独,就是最大的自由。她是一个霸气侧漏的“女王”。他是一个在舞台上耀眼夺目的“王子”。女王紫妍碰上凯皇俊凯会蹦出怎样的激烈火花?!前方女王出没,闲杂人等绕行——.——_—
  • 秦情惊梦

    秦情惊梦

    一个宅女因一场车祸穿越到七国时代成为一国的公主,之后被迫与秦国和亲在后宫找到真爱
  • 独家公主的完美爱恋

    独家公主的完美爱恋

    她本是万千宠爱集一身的千金小姐,化身平民来到普通的学院,遇到他本以为是好的开始但是他却因为钱而甩了他。她冷笑对着他和她身边浓妆艳抹的女生说道:陆玉溪,你今天抛弃我,我会让你知道下场是什么。说完高傲的离开。当她的身份被他知道时他悔恨的看着他心里十分的后悔。她高傲看着他说:“陆玉溪,我说过你一定会后悔的”。
  • 逢世缘

    逢世缘

    太初大陆,地域广阔,民生安乐,五国鼎立,相安无事。可是世间又怎有永远的太平!楚,赵,齐,庆,商。五国割据大陆,在不起眼的商国郊外,一名少年突遭异变,陡然发现另一片天空,带给了这个世间无穷的变数,改变了世界的历史。然而这一切是因为气运,还是因为逢世?世间奥妙就在于此!(如果有人想看看,希望能静下心看一下我的完结感言,我很多话都说在里面。)
  • 夏有蝉声处处新

    夏有蝉声处处新

    一个女孩无意间碰到了一个男孩,于是,在一起上学的日子里,男孩喜欢上了女孩,在女孩的情敌的一再的阻止与做手脚,男孩是否与女孩在一起呢?
  • 三大恶魔王子pk三大刁蛮公主

    三大恶魔王子pk三大刁蛮公主

    三位公主个个出身豪门都有着美若天仙的面孔,她们三个有着深厚的友谊,刚刚从国外留学回来父母就让她们三个去依圣学院读书,父母说为了她们以后继承家族打好基础,三位千金大小姐要求父母隐瞒她们的身份进入学校,当她们遇到恶魔王子时,她们的命运是否会像摩天轮一样旋转呢?
  • 寒天晴岚

    寒天晴岚

    谁的青春没有恋过、爱过、痛过。叙述几个年轻人的青春故事,回忆那些年属于自己的爱情故事。晴岚,小时候的经历让她不相信别人,宁愿孤独也害怕再受伤。浩宇,温柔、体贴,却不懂表达爱情,让机会一次次擦肩而过。雨泽,曾经被遗弃过,所以,宁愿玉碎不为瓦全,想要汲取温暖。蒋薇、阿仆、小雯、葛安,一个个鲜活的人物,都有鲜为人知的秘密......《寒天晴岚》这是一个涅槃的故事,也是成长和成熟的代价。他们的故事,我们或许经历过,或许将要经历也或许正在经历。我们没有其他选择,只能坦然面对......
  • 医音幻情

    医音幻情

    他是当朝红人,无权无势,却似乎有着一人之下,万人之上的莫高权利。为了救妹妹而学医,却救了来刺杀他的刺客,不但不杀还收为了自己的贴身侍卫,只因刺客被自己弄失忆了吗?还是因为长得像某人?........刺杀的失败,让他失去了最重要的人。虽然人没死,却比死了更让他痛苦,因为她不记得他了。不,我一定会救你出来,无论付出什么代价!.........宫廷乱斗,当朝官员一个个离奇死亡,众多案件扑朔迷离,两股互相较量的势力不断牵制着对方,为何又出现了第三方要致他们全部的人于死地?谁是谁的棋子,谁又是,谁的谁......黑,无尽深渊的黑暗;夜,血腥漫天的雨夜;痛,永无止境的疼痛;一切,从这个血夜开始...
  • 现代名医名家精方简药

    现代名医名家精方简药

    本书分若干类方药或治病思路,举凡400余位名医名家,30余万字,所涉方药若干,病例、病种若干。
  • 龙枪刀神

    龙枪刀神

    在十万年前诸天大陆有有着无数强者,但是一万年前种族大战爆发,无数强者陨落,一万年后的今天,一个身怀上古四大神龙的五爪金龙血脉的少年,身怀白帝传承,白虎和金龙,横扫大陆