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文檔簡介

1、.:.;環境化學初步 環境化學是環境科學的一個分支學科。它主要是運用化學的實際和方法,鑒定和丈量化學污染物在大氣圈、水圈、土壤-巖石圈和生物圈中的含量,研討它們在環境中存在形狀及其遷移、轉化和歸宿的規律。 環境化學是在無機化學、有機化學、分析化學、物理化學、化學工程學的根底上構成的。人們對于水化學、大氣化學、土壤化學等早就開場研討,但主要是圍繞著資源的開發和利用進展的,很少留意環境污染問題。后來,人們大量運用煤作燃料,底層大氣中的二氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮以及顆粒物等含量不斷添加,以致接連發生由煤煙引起的煙霧污染事件。 第二次世界大戰后,又大量運用石油作燃料,出現了光化學煙霧污染問

2、題,從而使人們對大氣的化學研討從復原性煙霧的研討,開展到氧化性煙霧的研討,包括對臭氧、過氧乙酰硝酸酯、烴類、醛類、酮類鉛塵、酸霧的分布情況、生成機理和化學反響動力學的研討。 另外,核爆炸把放射性塵埃拋射至平流層,呵斥全球性放射性污染;飛機在平流層飛行,排出大量的氮氧化物等,對臭氧層有破壞作用,又使大氣的化學研討的范圍從對流層擴展到平流層。 隨著城市的擴展和工業的開展,大量的生活污水和工業廢水排入水體。進入水體的化學物質,或者經過飲水,或者經過食物鏈危害人體安康,促使人們對水體的化學研討從生化耗氧、自然凈化、衛生學等方面的研討開展到水的環境毒理學、水生生態平衡等方面的研討。 進入水體的化學物質即

3、使數量很少,經過生物富集,最終也會危害人類。所以,化學物質的量的研討,也從常量開展到微量和痕量;對人體安康影響的研討,也從常量的急性中毒轉向微量的慢性中毒。 化學肥料和農藥的施用,以及工業和生活廢棄物進入土壤,呵斥農藥、重金屆和其他化學物質在土壤中的積累,并進入農作物中。例如,日本的痛痛病事件,主要就是用含鎘的礦山廢水灌溉農田的結果;農藥稻瘟醇進入稻稈在堆肥中分解為四氯苯甲酸,含有這種物質的肥料就可引起秧苗畸形。 因此,人們對土壤的化學研討也從研討土壤中化學物質的分布、積累、遷移、轉化等方面的宏觀研討,逐漸開展到從細胞程度研討其毒性影響,以及致畸致突變、致癌作用的機理等方面的微觀研討上。 在此

4、根底上,尤其是年代以后,對化學物質在大氣、水體、土壤等自然環境中引起的化學景象的研討,開展迅速,一些原來不受注重的化學問題,從維護自然生態和人體安康的角度出發,成為重要的、急待處理的問題。 為了討論這些問題,逐漸開展了新的研討方法和手段,提出了新的觀念和實際,構成一門新的化學分支學科環境化學。另一方面,環境化學與環境科學的其他分支有著親密聯絡,因此它又是環境科學的一個組成部分。 目前環境化學的根底實際尚處于開展過程中,環境化學的研討領域主要有: 研討化學污染物在環境中的變化,包括遷移、轉化過程中的化學行為、反響機理、積累和歸宿等方面的規律。化學污染物質在大氣、水體、土壤中遷移,并伴隨著發生一系

5、列化學的、物理的變化,構成了大氣污染化學、水污染化學、土壤污染化學和污染生態化學。 在環境這個開放體系中,參與反響的物質種類多,含量低,反響復雜,影響要素很多,促進反響的光能和熱能又難以準確模擬。因此必需開展新的技術和實際來進展研討。如近年來運用系統分析方法,研討多元和多介質體系中污染物遷移和轉化反響機理,就為進展環境污染的預測、預告,以及環境質量評價等提供了科學的根據。 環境化學分析是獲得環境污染各種數據的主要手段。要得知化學物質在環境中的本底程度和污染現狀,必需運用化學分析技術。環境中污染物種類繁多,而且含量極低,相互作用后的情況那么更為復雜,因此要求采取靈敏度高、準確度高、重現性好和選擇

6、性也好的手段。 環境化學分析不僅對環境中的污染物要做定性和定量的檢測,還對它們的毒性,尤其是長期低濃度效應進展鑒定;這就要運用各種專門設計的精細儀器,結合各種物理和生物的手段進展快速、可靠的分析。為了掌握區域環境的實時污染情況及其動態變化,還必需運用自動延續監測和衛星遙感等新技術。 由于環境分析和監測的需求,必需在采樣方法、樣品保管方面,在信息傳送、數據統計和處置方面,在分析方法和技術方面進展革新;必需在分析方法、樣品、儀器設備方面實行規范化、規范化。 此外,污染物的生物效應是當前環境化學研討領域里非常活潑的研討課題,它綜合運用化學、生物、醫學三方面的實際和方法,研討化學污染物呵斥的生物效應,

7、如致畸、致突變、致癌的生物化學機理,化學物質的構造與毒性的相關性,多種污染物毒性的協同和拮抗作用的化學機理,污染物食物鏈作用的生物化學過程等。隨著分析技術和分子生物學的開展,環境污染的生物化學研討獲得很大進展,并與環境生物學、環境醫學相互交叉浸透,成為當前生命科學的一個重要組成部分。 環境化學的興起和開展,為人類維護、改善環境提供了化學方面的根據。一些研討課題日益遭到人們的注重。如:大氣平流層中臭氧層破壞的過程和速度,以及由此而呵斥的影響;農藥、硫酸煙霧在大氣中的反響動力學及其變化過程;酸雨的構成和危害;大氣中二氧化碳的積累及其溫室效應;致畸、致突變和致癌物質的挑選,以及污染物的致畸、致突變、

8、致癌性與其化學構造間的關系;有毒物質毒性產生的機理,拮抗和協同作用的機理,及其與化學構造的關系;新的污染物的發現和鑒定;分析方法的討論和分析技術的改良;衛星監測系統和光學遙感系統的研制等。 第一節 全球性大氣化學污染及其危害 目前,全球性出現的幾個比較嚴重的大氣化學污染問題,如溫室效應加劇引起的全球增暖、臭氧洞的擴展及加深、酸雨的危害等。這些問題彼此相關,且均影響到全球生態環境的惡化和人類的安康。 () 超級溫室效應 本來地球上燃料的熄滅所釋放出來的CO和和被植物、海洋、江河、湖伯吸收的CO之間是堅持平衡的,致使大氣中的CO濃度能維持在一定的范圍內,而大氣中的CO、水蒸氣、甲烷、氮氧化物等室溫

9、氣體允許太陽光中短波輻射部分透過并到達地面,使地球外表溫度升高;同時大氣又能有效地吸收太陽和地球外表發出的長波輻射,僅讓很少一部分熱輻射前往太空,這兩個過程使地球外表堅持相對穩定的溫度,大氣能使地表溫差不超越幾十度的作用稱為溫室效應。 近多年來,由于世界人口翻番,工農業迅猛開展,各種燃料耗費量急劇添加,加上人類盲目性活動(諸如濫伐森林、燒山開荒、填湖圍海造田等),呵斥大氣中CO等溫室氣體含量逐年大量添加。據統計,全世界每年向大氣排放CO億噸,并且每年以%速度遞增。我國是世界上耗煤大國,也是CO等溫室氣體最大的排放國。 大氣中CO的增多,使大氣吸收和反射回地面的長波輻射能增大,呵斥地球外表溫度升

10、高。現實上, 年前后年對比,亞洲大部分地域平均氣溫升高.,西伯利亞地域氣溫平均升高。溫室效應的加劇將導致全球氣候變暖,長此下去,會使高山冰川和南北極冰層融化滑動,海平面上升,沿海地域某些城市被淹沒。 () 酸雨 酸雨主要是由大氣中的廢氣SO和NOx呵斥的。大氣中的SO、SO、NO、NO等與O或HO在固體煙塵(含Fe、Cu、V等)催化下構成HSO或HNO, 所以酸雨的主要成分是HSO和HNO。 世界上每年排入大氣中的SO約.億噸,我國每年約萬噸。酸雨對環境危害很大,使土壤、水體酸化,危機人類的安康和農、林、牧、漁業的消費;腐蝕工廠設備橋梁、公路、建筑物,尤其是古文化遺址。目前,世人公認世界上的三

11、大酸雨影響區:西歐、北美和中國西南部,都是工業興隆和工業快速開展地域。如美國東北部與加拿大交界地段的湖泊曾遭到嚴重污染。八十年代我國酸雨僅限于川貴兩廣地域,到九十年代酸雨已從西南、華南地域,并且大多數省都發現過酸雨。尤其是貴州省的都勻市和四川的重慶市,例如都勻市降過pH=.的酸雨。近年來專家們發現我國城市大氣環境污染從九十年代起已從過去的以SO排放為主的煤煙型污染逐漸轉變為以氮氧化物為主的氧化性污染。例如北京萬輛汽車排放的尾氣,已使我國首都成為全球大氣污染嚴重的城市之一,對市民的呼吸系統和心血管系統的危害難以估計。 () 臭氧層損耗 自年起觀測現實闡明,全球大氣層臭氧總量銳減,臭氧層變薄,甚至

12、先后在南極、北極上空發現了臭氧層空洞如圖。年世界氣候組織發表報告指出,過去幾年不斷出如今南極洲上空的臭氧空洞其面積已達 萬平方公里(比北美洲還大),且深度已切入大氣平流層達公里。當然,所謂臭氧空洞并非說該區域內已全無臭氧了,而是指某時間該地域的臭氧含量顯著低于周邊地域,遠低于正常值。最近幾年,人們又發如今歐洲上空、北半球臭氧層也在變薄,連北極臭氧層有高達/的部分曾經受損。我國科學家也發如今青藏高原地域大氣的臭氧含量明顯低于周邊地域,每年約以.%的速度減少。據統計分析,大氣中的O每減少%照射到地面上的紫外光線就添加%,皮膚癌的發病率就添加%左右,同時使患白內障眼疾的人數增多,還會損害人的免疫系統

13、,妨礙生物的正常生長。 關于臭氧洞的成因,存在許多推測和假設,但總應包括自然變化過程和人類活動影響兩個方面。對自然變化過程,人類至今知之甚少,但從人類活動影響的角度,普遍以為主要緣由是目前主要用作制冷劑、清洗劑、發泡劑、殺蟲劑的氟里昂(CFCl、CFCl等)的大量運用及排放,尤以冰箱、空調排放對臭氧層的破壞最為顯著。氟里昂易揮發,不溶于水,進入大氣平流層后,受紫外線照射產生的Cl原子可引發破壞O的反響: O O + O CFCl Cl + CFCl Cl + O ClO + O ClO + O Cl + O CFCl化學性質相當穩定,在大氣中可存在年。由以上可看出;Cl原子本身只做催化劑,但卻

14、長時間、反復地破壞著O。 另一緣由是日益增多的噴氣機、汽車尾氣和核爆炸產生的NOx釋放到大氣平流層,在紫外光下也引發破壞 O的反響: O O + O O + NO NO + O NO + O NO + O NO可循環反響,實踐上也起到催化劑的作用,使O層遭到破壞。 為了維護臭氧層,結合國環境規劃署制定了,年簽署了“蒙特利爾協議,制止運用氟氯烴和其它鹵代烴,年進一步規定,于年全球完全停頓氟氯烴的消費和排放。看來在世界范圍內限制氟氯烴的消費、運用。開發研討氟氯烴代用品勢在必行。但是,冰凍三尺非一日之寒,即使目前能寫上停頓相應工業廢氣的排放,五十年后臭氧層也未必能恢復到原來的形狀,因此必需采取更為積

15、極的措施,修復臭氧層。俄羅斯航空機械制造研討所提出在太空站安裝激光輻射源,利用太陽能,向臭氧層發出激光,已發生以下合成O的反響: O + O O . 我國大氣化學污染的防治 我國大氣化學污染情況是嚴重的。主要緣由是我國能源構造以煤炭為主,我國工業總體能耗大、設備陳舊、工藝落后、治污技術程度低;加之人口眾多,寬廣鄉村及中小城市運用的小爐灶呵斥的污染也是很嚴重的。其次,環境維護投入缺乏、執法不嚴、以罰代法,治理效率趕不上污染速度。另外,濫伐森林、破壞植被、填湖造田以及汽車尾氣肆虐也是雪上加霜。 目前,世界各國根據本國詳細情況,制定了大氣質量規范。我國于年公布了,并公布了,于年月起開場實施。年全國人

16、大又經過了,其重點是強化燃煤污染防治,規定不僅要防治由燃煤呵斥的污染,同時要控制SO及NOx污染;遏制區域性的酸雨污染,加強機動車排氣管理。目前,北京、上海、天津、廣州、深圳等城市已下大決心改善這一現狀,限制消費和運用鉛汽油,一切汽車都必需安裝尾氣凈化安裝;海南省提出年前要首創無氟省。 但是,從根本上來說要重新再造藍色的天空,還必需采取有效的措施,大力開發運用干凈新能源,逐漸減少化石燃料(煤、石油、天然氣)的運用量,改動我國的能源構造;大力研討開發無污染消費工藝;制止運用排放有損臭氧層的化學品;防塵治沙,植樹造林,營造草地,綠化環境。 第二節 水體化學污染及其防治 水與生命關系關系極為親密,它

17、是一切生命機體的組成部分人體質量的/是水,又是生物新陳代謝的一種介質,并對生物體起著發散熱量、調理體溫的作用,因此,水與人類安康關系親密,并且是開展社會消費不可短少的物質根底。 . 水體化學污染 水體普通指河流、湖泊、沼澤、水庫、礦泉和海洋等天然誰的總稱。水體污染是指自然水體中的污染物在數量上超越了該物質在水體中的本底含量,超越了水體的自凈才干,導致水體的物理、化學性質發生有害于生態環境的變化。 水體的化學污染物主要有以下幾類。 () 無機有毒物質:主要包括重金屬離子、氰化物、氟化物和亞硝酸鹽等。 重金屬主要是汞、鉻、鎘、鉛、鎳、鋅、銅、鈷、錫等,鎘和汞是毒性較大的元素。采礦、冶煉、合金制造、

18、電鍍、玻璃、油漆和顏料制造、照相資料、光電池、蓄電池、陶瓷、原子能反響堆等部門是含鎘廢水的主要來源。目前環境中的汞污染,主要是由于工業上汞流失的添加而呵斥的,其中以水銀法制堿工業最為突出。其次是氯乙烯化工廠含汞催化劑廢水,以及硫化汞的消費、含汞農藥、紙漿及造紙殺菌劑、電氣設備、汞合金及醫藥消費中排出的廢氣和廢水等。此外,由于汞易揮發,在某些冶煉廠的廢氣中含有汞蒸氣。鋅、鎘、汞對生物的生理作用是極不一樣的,微量鋅是生物的必需元素,而鎘和汞那么相反。鎘進入人體后,呵斥累積性中毒。首先損害腎臟,并能置換骨骼中的鈣,導致骨質疏松和骨骼軟化,使患者有無法忍受的骨痛感,故名“骨痛病。經研討闡明,含汞化合物

19、在自然界中能轉化為甲基汞Hg(CH) 。汞中毒以甲基汞最為嚴重。由于甲基汞在脂肪中比在水中溶解度大,進入人體后幾乎全部被吸收,在人體內停留時間長。汞中毒,最先發現于日本九洲一個小鎮“水俁,故因此而得名為“水俁病。其病癥是嚴重的中樞神經系統損傷、聽力減弱和言語失控、四肢麻木進而變形、失明等,甚至還呵斥遺傳性危害,使胎兒畸形等。“水俁病是甲基汞中毒的典型病例。因此,我國把鎘和汞列為第一類污染物,而且烷基汞不得檢出。 鉛、鉻毒性也很大,在鉻礦冶煉、電鍍、金屬加工、制革、油漆、顏料、印染等工業的廢水中都含有鉻。在鉻的化合物中Cr()的毒性最大,Cr()次之,Cr()和金屬鉻毒性最小。Cr(),有致癌作

20、用,對消化道和皮膚具有刺激性。無論Cr()或Cr(),對魚類、農作物皆有害,被我國列為第一類污染物。還有非金屬砷、毒性與重金屬類似。 含氰廢水主要來源于電鍍車間、選礦廠、農藥廠、制藥廠。含氟廢水主要來源于玻璃廠、陶瓷廠、晶體管廠、農藥廠及電子工業。亞硝酸鹽由含氮有機物生物降解產生,這類物質是致癌物。 () 有機有毒物質:主要有農藥DDT、六六六等有機氯農藥、醛、酮、酚以及多氯聯苯、芳香胺、高分子聚合物、染料等。這些物質多于冶金、煤氣、焦化石油化工、有機合成農藥廠等工業廢水。這些有毒物質有害于人體安康,如多氯聯苯(PCB)、聯苯胺對神經、肝臟、骨骼都有嚴重危害,甚至引起生殖妨礙和能夠致哀。報紙油

21、墨中含有微量的,因此不能用報紙盛包食物。 每年全球約有數億噸渣滓、萬噸鉛等有害物質被傾入江河湖海,我國的生活和工業廢水%未經處置也流入江河湖海,全國%以上城市水域污染嚴重。 . 水體化學污染的治理 水體污染的大戶是工業廢水,約占%。因此,控制工業廢水污染是關鍵。可以從以下幾個方面入手。 () 改良消費工藝,開展無公害工藝,把污染物控制和消滅再消費過程中。例如制止消費高毒農藥;氯堿工業用隔膜電解法替代汞催化法,以取消汞污染;電鍍工藝采用無氰、低鉻電鍍工藝以控制氰、鉻的污染等等。 () 提高水循環率,力求少排或不排廢水。 () 加強廢水處置,必需到達國家規定的排放規范后再行排放。 廢水處置就是運用

22、各種技術將廢水中的有害物質分別出去,或者將其轉化為無害的物質,從而到達凈化水的目的。常用途置無機物廢水的化學方法有:沉淀法、中和法、氧化復原法、電解法等。 據報道,幾年來我國淮河流域各省封鎖了家噸以下的造紙廠和家對環境嚴重污染的小企業,限期治理了家大中企業,打響了淮河治理的第一個戰役。 第三節 土壤污染及其防治 土壤是由巖石風化而成的混合物。它是由礦物質、有機質、微生物、水分和空氣五個部分組成的。礦物質與有機質嚴密結合在一同,好似人體內的骨與肉。固體顆粒之間有大小不同的孔隙,仿佛是人體的血管,在其中充溢水分和空氣,孔隙內的水可以自在運轉,好似人體的血液,孔隙中的空氣經常與大氣交換,類似于人的呼

23、吸。這就是說,組成土壤的各種物質,都是相互聯絡、相互制約的有機整體。 土壤是人類賴以生存的重要條件。人類由土壤獲得飲水和動物性及植物性食物,并從事各項消費活動。土壤和人類之間堅持著自然平衡的關系,在正常情況下,土壤不僅能傳送各種營養成分,而且還能分解并濾除毒素(自凈作用),但由于人類排放“三廢于土壤,從而改動了土壤成分,降低農作物的產量和質量,危及人的安康。 土壤的污染物普通生活渣滓,地溝污水、污泥,工礦廢水、廢渣,被污染的大氣以及施用的化肥、農藥等。污染物的種類雖然很多,根本上仍可分為無機和有機兩大類。本節主要引見無機類污染物的危害與治理方法。 土壤污染對植物生長會呵斥危害,過多的銅、錳和磷

24、酸等將會妨礙植物對鐵的吸收,引起酶作用的減退,并且妨礙體內的氮氣代謝,使植物得缺綠病。實驗闡明,土壤含量到達mg/kg時,小麥就會枯死;假設到達mg/kg時,水稻也將枯死。受Cd、As、Hg等金屬元素污染的土壤,更不利于植物的生長。實驗證明,土壤中無機砷添加量達-時,水稻的產量減少,稻米中的含砷量也隨之添加。有機砷化物(如甲基砷酸鈣)對植物的毒性更大,:土壤中只需有.-時,水稻即顆粒不收。長期運用硫銨化肥,其銨離子經過土壤的離子交換作用漸漸地被作物吸收,而硫酸根離子那么積累在土壤中,使土壤酸化,不利于作物生長。假設在牧草場施用氮肥過多,食草動物的胃中,會積累亞硝酸鹽,妨礙氧的保送,導致家畜患病

25、或死亡。 土壤對放射性污染是不能自行排除的,只需靠其自然衰變成穩定元素為止。所以半衰期愈長的裂變產物影響愈大,如鈾的裂變產物Sr和Cs的半衰期最長,而這些物質又均可被植物,吸收,因此對人體就非常有害。 對于土壤維護,必需貫徹預防為主、防治結合的環保方針。首先要控制和消除污染源,同時應充分利用別土壤的凈化才干。對曾經污染的土壤,要采取一切有效措施消除污染物。例如,對重金屬污染的土壤可采用排土法(排去污染土壤)或客土法(非污染土壤覆蓋污染表土上)進展改良,也可施用土壤改良劑(常運用石灰、磷酸鹽;碳酸鹽等),使重金屬轉化成難溶性化合物以妨礙重金屬向作物體內轉移。 第四節 放射性污染及其防治 過量的放

26、射輻射對生物體有損傷,它主要是由于射線具有電離才干呵斥的,這種電離使生物體細胞遭到破壞。粒子、質子及高能中子速率較小,與物質作用的時間較長和速率較大,因此電離才干最大;、X射線雖然穿透才干強,但它們很容易被有機玻璃、塑料以及其它資料屏蔽電離身手較小,因此危害性較小。 顯然,射線源強度越大,與人體的間隔 越近,被人體吸收的射線能量也越大,故對人體的損傷也越大。 人體受過量放射性物質輻射后,就會引起輻射病。其中反響最快的是骨髓的造血組織,最初的病癥是白細胞降低,免疫力下降;血液系統的血小板、紅細胞減少,病狀是容易出血和貧血。照射劑量很大的,由于造血、胃腸、中樞神經衰竭,在幾分鐘到幾周內死亡。較小劑

27、量和較長時間的放射性照射,能夠經過較長時間才干覺察,其后果能夠導致患白血病、癌癥,還能夠影響生育和遺傳基因的突變,二戰運用的原子彈和海灣戰爭運用的貧鈾彈所呵斥的惡果已為世人所知。 對與放射性有關的研討單位醫院、工廠、核電站及軍事部門,要加強防護建筑、設備,建立完善的任務制度和監測警報系統,要妥善處置放射性廢料,以防治各種輻射對人體的損傷。尤其是要防止發生像年切爾諾貝利核電站那樣的放射性物質外泄。 第五節 化學工業的“三廢治理 改革開放以來,我國化學工業開展很快,但環境污染問題也越來越嚴重。化工廠在消費過程中排放出來的廢氣、廢水、廢渣(通稱“三廢)是主要的污染物,假設不加以治理,直接向環境排放,

28、那么會嚴重污染環境,有害于人類及其他生物的正常生存和繼續開展。 一、 化學工業“三廢的來源 化工消費過程的尾氣是空氣中污染物的主要來源。例如硫酸消費過程中,SO轉化率普通為,剩余的SO及少量SO的酸霧隨著吸收塔尾氣的排放進入大氣,普通在.之間。又如制備、運用、再生催化劑的過程中,往往把含有Hg、Mn、Cd、V等金屬化合物的粉塵排入大氣。 化工消費用水量較多,與原料、產品接觸過的水,如冶金、電鍍、無機酸等工業廢水多含無機物,石油化工、皮革、制藥、塑料、食品等工業廢水多含有機物。化工過程如水洗、酸洗、堿洗、溶劑處置排出的廢液,甚至冷卻水(多含防腐劑、殺藻劑如鉻酸鹽、磷酸鹽),假設不經過處置直接排放

29、水域、地下,危害就更大。例如硫酸廠水洗凈化流程每消費t硫酸需排出ltt污水,污水中除含硫酸外,還含砷(mgL-mgL-)、氟(mgL-mgL-)的化合物。 化工消費運用的礦物原料、燃料,熔燒后的礦渣、爐渣,假設亂排放,日久也會污染土壤、水系。例如硫酸廠每消費t硫酸普通要排出.tt的礦渣。至于有些化工廠,把尚無法利用的副產品也作為廢棄物排棄,問題就更多了。 二、 化工污染的防治 環境污染對人體、生物的安康危害極大,主要有急性危害、慢性危害、遠期危害。為了防止環境污染,我國已公布了環境維護法,并對各種不同消費廠分別制定了污染物的排放規范。在新廠建立時,對于防止污染的設備必需與主體工程同時設計、同時

30、施工、同時投產;對已投產的工廠,應采取積極治理措施,使各項有害物質的排放盡快到達國家規定的規范。 化工污染的防治可以從以下幾個方面進展。 控制污染源 選擇合理的工藝,把“三廢消滅于消費過程中,其中包括: () 經過改動工藝道路和消費方法,以減少“三廢的污染。例如,用乙炔為原料消費氯乙烯,需求用氯化汞作催化劑;電解食鹽水制燒堿時,采用汞陰極電解槽,顯然都會呵斥汞的污染。現采用乙烯氧氯化法消費氯乙烯,在燒堿廠廢除汞陰極電解槽,那么汞的污染源將消除。 () 經過改良操作條件和設備,使污染源得以控制,例如,在用冷卻水時,用間接冷卻法替代直接冷卻法,以防止水與污染物的直接接觸。在用蒸氣加熱進展蒸餾時,將

31、用蒸氣加熱再沸器替代直接蒸氣氣提,這樣均可減少廢水的排放量。 () 淘汰有毒產品,盡量消費無污染或少污染產品。例如,開發高效無毒或低毒的新農藥,以替代傳統的高毒性、易污染的舊農藥。 . 采用封鎖循環工藝和綜合利用 封鎖循環是將消費系統的排放物質經過一定處置步驟后,重新送回系統,從而構成一個循環系統,使排放物中所帶的未反響物或中間產物又前往到系統,再次被利用。這種工藝不僅可以防止污染,還能減少或杜絕物料的浪費。例如純堿消費上,我國化工專家侯德榜創建的結合制堿法就是一個封鎖循環工藝。 物料的綜合利用是減少污染物排放的有效方法。化工消費中,經常是這個廠的廢料是另一個廠的原料。例如,硫酸廠的廢渣可作為

32、高爐煉鐵的原料;濕法磷酸廠的廢磷石膏是消費硫酸或水泥的原料等等。 三廢的處置 對于真實無法回收的廢棄物,按氣、水、渣性質的不同采取不同的處置方法。廢氣的治理大致可分為兩類:一是廢氣中懸浮物的除去;二是廢氣中各種有害氣體的除去。對于廢氣中固、液顆粒除去,普通根據顆粒大小及對顆粒的作用力不同分機械除塵、過濾除塵、靜電除塵和洗滌除塵等。 () 廢氣的處置 對于廢氣中有害氣態物質,必需根據它們的物性或化性的不同而采用不同方法。采取有效的治理措施,嚴厲控制化工廢氣的達標排放;同時合理制定或調整消費規劃;開發適用清潔能源;改革消費工藝和設備、調整產品構造;凈化與回收廢氣,開展綜合利用,如從焦爐廢氣中回收利

33、用焦爐煤氣,從煙道氣中回收硫資源,從磷肥廠含氟廢氣中制取冰晶石、氧化鋁。 () 廢水處置 化工廢水處置的目的是將廢水中的有害、有毒物質加以分別,另行處置或回收利用;或者使有毒物質改性變成無毒或低毒的物質。化工廢水處置方法很多,根據作用原理可分為四類:物理法、化學法、物理化學法、生物法。 下面舉幾個典型例子詳細闡明。 (A) 含砷廢水 含砷廢水可用化學沉淀法處置。 石灰法:以Ca(OH)為沉淀劑,使砷轉變為砷酸鈣或偏亞砷酸鈣難溶物過濾除去。 AsO + Ca(OH) Ca(AsO) + HO 硫化法: 以HS為沉淀劑,使廢水中的砷轉變為難溶的硫化砷: As+ + HS AsS + H+ (B)

34、含鎘廢水 含鎘廢水的處置主要有化學法和電解法。 化學法:對于普通工業含鎘廢水,可投入消石灰或硫化堿,使Cd+構成難溶的Cd(OH)或CdS沉淀而除去。 電解法:此法用于處置氰化鍍鎘廢水。在這種水中主要含Cd(CN)-,另外還有Cd+和CN-等有毒物質。首先在廢水中參與適量NaCl和NaOH,然后進展電解。陽極產生的Cl與NaOH反響生成NaClO,ClO-能把CN-氧化為CO-和N。 Cl + OH ClO- + C- + HO CN- + CO- + OH- CO- + N + Cl + HO 溶液中OH-與Cd+反響生成cd(OH)而沉出。此法缺陷是耗電量大,部分CN-被氧化為有毒的氰氣(CN)而污染空氣。 與電解法類似,也可直接用漂白粉Ca(ClO)作氧化處置。此外,還可用離子交換法處置含鎘廢水。 (C) 含鉻廢水 復原法:在酸性含鉻()廢水中,用復原劑硫酸亞鐵或亞硫酸氫鈉將Cr()復

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