化工环保与安全教案.docx

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化工环保与安全教案

第一章绪论

1课程简介

按照大纲上的要求，从课程的地位、作用，教学绪论

工业污染和工业环境学的定义、分类和主要任务

第二章自然资源和合理利用

自然资源的合理利用，能源、水资源、矿产资源和土地资源的现状和受污染情况及保护这些资源的重要性。

第三章工业污染源与工业污染物

工业污染源与工业污染物来源及影响。

第四章大气污染的防治

掌握大气污染的常用防治方法

第五章水污染控制技术

水污染控制技术，掌握物理法，物理化学及化学法，生物处理法对水的处理。

了解造纸厂、炼钢厂，制药厂，食品加工厂等的水处理实例。

第六章工业固体废物的处理及处置

掌握工业固体废弃物的处理及处置方法。

第七章物理污染及其防治

噪声污染及其防治，振动、电磁波、射线危害及度量和防治方法。

第八章清洁生产的理论基础和主要途径

化工行业清洁生产的实施，掌握清洁生产的定义和审计。

第十章环境标准、环境监测和工业环境管理

了解我国的环境标准体系，包括环境质量标准，污染物排放标准，环境保护基础与方法标准。

环境监测，包括大气、水、固体噪声的常见监测方法。

工业环境管理的基本方针和工业生产各个阶段的环境管理。

第十一章工业环境影响评价

工业环境影响评价的程序、生化化工

完成课程教学最少学时数26

第一章绪论2

第二章自然资源的合理利用2

第三章工业污染源与工业污染物2

第四章大气污染的防治2

第五章水污染控制技术4

第六章工业固体废物的处理与处置4

第七章物理污染及其防治2

第八章清洁生产的理论基础与主要途径2

第九章主要工业部门的清洁生产实践2

第十章环境标准、环境监测和工业环境管理2

第十一章工业环境影响评价2

1.4.2课程与其他课程的联系与分工

本课程与基础有机化学、有机合成化学、物理化学、生物化学、有机化合物结构分析、分析化学、无机化学等密切相关，但化工环保有自己的特点，它主要涉及环境的发展情况，环境保护方法和保护评价指标等内容。

1.4.3作业

布置的作业量要求相当于5份考卷量，批改作业记录登记，按20％记入课程的总成绩。

1.4.4考核方式和成绩评定

考核方式和成绩评定价办法在开课之初向学生公布。

期末考试采取随机抽调组卷方式连同笔试，以及作业、测验、课程论文全部批改，各项均占有一定的成绩比例。

以上各项均是评定成绩的依据。

总的思路是增大平时学习成绩评价的比重，平时成绩占40%，期末考试成绩占60%，将考试尤其是期末考试的要求与平时的学习过程结合起来。

（1）试方法和考试时间

期末考试为闭卷笔试，考试时间分别为2小时。

（2）考试内容和要求

依照《化工环保与安全》课程教学大纲。

（3）考试题型及试卷结构

题型：

判断题、填空题、名词解释、问答题

试卷结构：

判断题20%，填空题20%，名词解释10%。

问答题50%。

（4）课程总成绩评定

平时作业按20％记入课程的总成绩；平时考勤按20％记入课程的总成绩；期末考试按60％记入课程的总成绩。

2第一章绪论

绪论这一章共分为两节：

第一节近代工业与环境问题，第二节工业环境学的研究对象和任务。

根据大纲的要求，本章要求掌握环境科学的含义、工业环境学的定义和主要任务。

2.1第一节近代工业与环境问题

本节主要就三个方面的问题进行探讨：

一、工业发展过程和环境问题的产生，

二、中国的环境状况，三、工业发展的生态后果和全球性环境问题极其复杂

互相制约自然综合体

辩证的互相影响

2.1.1工业发展过程和环境问题的产生

（1）环境的概念

①环境的定义人类赖以生存并以人为中心围绕着人的物质世界②环境的两大作用：

一是提供物质、二是销纳废物。

（2）环境问题

所以环境问题也就是在这两个环节上产生，环境问题分为两类：

第一类环境问题，由于不合理的开发利用自然资源使自然环境遭受破坏；第二类环境问题，由于城市生活和工业发展所引起的环境污染。

①环境破坏

乱砍滥伐过度放牧

环境破坏

开垦草原滥采滥捕植被破坏

②环境污染

森林植被的破坏草原退化沙漠化珍稀物种灭绝水土流失

大气污染

水体污染土壤污染生物污染

环境污染

噪声污染热污染放射性污染电磁辐射污染

③环境问题的产生和发展

第一阶段：

人类出现以后直至产业革命的漫长时期，又称早期环境问题，此

阶段的特点是环境问题的产生与生态环境的早期破坏。

第二阶段：

从产业革命到1984年发现南极臭氧空洞，又称近代城市环境问题阶段，此阶段的特点是城市环境问题突出和公害加剧。

第三阶段：

从1984年发现南极臭氧空洞直至现在，即当代环境问题阶段，此阶段的特点是全球性大气环境问题，主要集中在全球变暖、臭氧层破坏、酸沉降这三个问题。

到20世纪，由于近代工业和社会经济的高度发展，环境污染就构成了所谓公害问题，使人类生存和发展受到更严重的威胁。

下表即为“八大公害事件”。

事件名称污染物时间地点中毒情况公害成因

马斯河谷烟雾事件

烟尘SO2

1930年12月，比利时马斯河谷

1山谷中重型工厂多

几千人发病，602逆温天气

人死亡3工业污染物积

累4雾日1工厂多

四天内6000人患

2雾天

病，17人死亡

3逆温天气

五天内4000人死1居民烟煤取暖，亡，历年共发生煤中硫含量高，十二起，死亡近排除粉尘量大

万人2逆温天气

本城有汽车400多万辆，每天

大多数居民患1000多吨碳氢化病，65岁以上老合物进入大气，人死亡400人三面环山，市区

空气水平流动缓慢

氮肥生产中采用

水俣镇病者180氯化汞和硫酸汞多人，死亡50多作催化剂，含甲

人基汞毒水废渣排

入水体

炼锌厂未经处理

患者超过280人，

净化的含镉废水

死亡34人

排入河中

工厂向大气排放SO2和粉尘数量

患者500多人，

大，并含有钴、

死亡36人

锰、钛等重金属粉尘

米糠油生产中用多氯联苯作载热

患者5000多人，

体，因管理不善

死亡16人

毒物进入米糠油中

多诺拉烟雾事件1948年10月，美

国多诺拉1952年12月，英

国伦敦

伦敦烟雾事件

洛杉矶光化学烟雾事件

光化学烟雾

1943年5月，美

国洛杉矶

水俣事件甲基汞

1953年，日本九州南部熊本县水

俣镇1931年至1972年三月，日本富山

县1955年以来，日

本四日市

富山事件骨痛病

鎘

四日事件哮喘病SO2，烟尘，重金

属粉尘

米糠油事件多氯联苯

1968年日本九州爱知县等23个府

县

（3）环境问题的治理历程

环境污染问题随着工业和经济的高度发展而加剧，这就迫使各国治理污染，就工业发达国家而言，这一历程大致可分为三个阶段：

①被动治理阶段20世纪60年代以前属于被动治理阶段。

进入50

年代，煤和石油为主要能源，化学工业迅速发展，工业排放的SO2、

烟尘、酸、碱、盐和有机废物等的量十分巨大，使严重的污染事

件连续出现，震惊了全世界。

此时开始治理污染，但环境污染仍

在继续发展。

②综合治理阶段60年代末和70年代初属于这一阶段。

60年代发

达国家兴起了“环境运动”，各发达国家相继建立环保机构，科研

规划加强，对环境保护采取了一些重大措施，对环境污染进行了

综合治理，效果显著。

③区域综合防治阶段70年代以来，环境问题已经成为一个重大的

社会、经济、技术问题。

发达国家注意加强了环境管理，使经济

发展与环境保护相协调。

此时把环境视为资源，一切活动都要考

虑经济效益和环境效益，实行环境影响评价制度，防治环境污染

取得了很大成效，使环境质量明显改善。

例如日本约在1970-1980

年近十年间，由于利用市场经济规律和强化国家干预的结果，使

一度为公害大国的日本，一跃成为环境质量较好的国家。

值得提出的是，最近几年来，环境科学有了迅速发展，特别是提出了可持续发展理论和清洁生产理论，为今后的工业生产指明了方向，也是人们对人类和环境关系的认识提高到一个新水平。

2.1.2中国环境状况

2.1.3工业发展的生态后果和全球性环境问题

人类干扰自然界、改造自然界的力量空前强大

工业革命后

科学技术飞速进步

经济迅猛发展

每年创造财富15万亿美元

环境付出巨大代价

人口问题城市化问题淡水资源短缺问题植被破坏-物种灭绝问题

海洋污染问题

危险废弃物越境转移问题

全球变暖臭氧层破坏酸沉降

（1）全球性环境问题

①全球气候变化

a温室效应

地球大气有类似玻璃温室的温室效应，其作用的加剧是当今全球变暖的主导因素

b温室气体

这些气体可以让太阳短波辐射自由通过，同时吸收地面发出的长波，因此当它们在大气中的浓度增加时，就会加剧“温室效应”，引起地球表面和大气层下沿温度升高，从而这些气体就被统称为“温室气体”。

包括二氧化碳、臭氧、甲烷、氟氯昂、一氧化二氮等。

温室气体浓度在迅速增加，与此同时全球气候逐渐变暖，温室气体的增多可能是近百年来全球变暖的原因之一。

气候变暖使农

业生产的不稳

定性增大海平面上升使沿海经济发展受到威胁气候变暖对生物多样化产生影响

②臭氧层耗损

臭氧O3氧的同素异性体。

臭氧层位于25km高空中的O3浓度呈极大值，称该区域为平流层的“臭氧层”。

太阳

紫外线

该区紫外线波长短、能量高，被平流层大气完全吸收

该区紫外线对人类和其他生物造成危害最严重，平流层大气吸收大部分该区紫外线不造成地表生物圈的损害，不能被臭氧有

效吸收

太平流层

O2光解产生O3

CFC5光解产生的Cl，ClO及N2O，NO

，NO2分解O3产生O2

催化剂破坏

O2

O3缓慢转移吸收ClV辐射减弱240-290nm对流层

CFC，CO2自然消减

CO2痕量气体CH4（生物作用）

光化学烟雾（汽车尾气）

CFC5排放（工业和生活应用过程）

CO2，NOx（锅炉燃烧）

a臭氧层破坏的原因

O3减少主要是由于氟里昂破坏的结果。

自1931年氟里昂在美国投产以来，由于氟里昂具有多种优良的化学性能，如对化学试剂的稳定性、无毒、无臭、不可燃等，因此被广泛用作制冷剂、喷雾剂、泡沫塑料发泡剂、电子元件的清洗剂、气溶胶推进剂、有机溶剂和灭火剂等人类已经把1500万t以上的氟氯烃排放到大气中。

显然，使用后的氟氯昂几乎不分解而直接排入大气中，逐渐进入平流层，引起O3消灭反应。

b臭氧层破坏的后果

臭氧层的破坏，会使其吸收紫外线辐射的能力大大减弱，导致到达地球表面UV-B区强度明显增加，给人类健康和生态环境带来严重的危害。

ⅰ对人体健康的影响

眼部疾病、皮肤癌、传染性疾病。

ⅱ对陆生植物的影响

豆类、瓜类植物。

ⅲ对水生生态系统的影响

大量杀死海洋中的微生物和经济鱼类幼体，从而给人类对动物蛋白的需求造成难以估量的影响。

臭氧层耗损问题已经成为世界气象学、天文学、环境保护学和生态学届的一个重大课题。

因此，全面限制氟氯昂的生产和排放，保护臭氧层，保护人类自身的生存环境已刻不容缓。

③酸沉降

a酸雨的基本概念

酸雨的概念：

通常指pH值低于5.6的降水，包括雨、学、霜、雹、雾和露等各种降水形式。

酸雨的主要成酸基质是SO2和NOx。

酸雨的产生原因矿物燃料的大量燃烧，冶金、化工等各种工艺的排放物，机动车尾气中也含有相当数量的NOx。

b酸雨的危害

酸雨的危害

对水生生态系统的影响对陆生生态系统的影响对各种材料的影响对人体健康的影响

1通过湖水pH值降低导致鱼类死亡2酸雨浸渍了土壤，使Al元素和重金属元素沿着基岩裂缝流入附近水体，影响水生生物的生长或使其

死亡

近年来，人们普遍将大面积的森林死亡归因于酸雨

的危害

酸雨加速了许多用于建筑结构、桥梁、水坝、工业装备、供水管网、水轮发电机、动力和通讯电缆等材料的腐蚀，并且严重

损害古迹

酸雨使地面水变酸性，地下水中金属含量也增高，饮用这种水或食用酸性河水中的鱼类对人体健康产

生危害

c酸雨的防治

防治酸雨需要国际间的共同努力，减少酸雨危害的根本途径是减少矿物燃料燃烧时SO2和NOx排放量④海洋污染

a海洋污染的含义：

由于人类的活动改变了海洋的原来状态，使人类和生物在海洋中的各种活动受到不利的影响。

人类活动产生的污染物

从陆上经过经大气

河流入海入海

直接

入海

海洋中的污染物

稀释、扩散（涡流、潮流）分解（细菌等）

浓缩（生物和物理）

移动

（潮流、生物回游等）

对人类的影响

b海洋污染的种类

海洋污染

石油污染赤潮毒物污染塑料垃圾核污染陆源性排放

石油运输事

故由于大量陆源污染物向海洋超标排

放，使入海

河口、内湾

和沿海水域

富营养化，导致某些浮向海洋排放污水量最大的是化学工业污水，此类废水含大量有毒物质，且毒性强，化学性船只的抛入、河流输入、沿岸工厂废水排放及海滨旅游者核工业、核动力舰船

2.1.4对环境问题的哲学思考

环境问题是人类文明演替进程中的必然产物。

当代环境问题的本质是人类对其自身与自然关系的片面理解所带来的恶果。

人类通过对自己的发展行为、发展思想和发展观念进行反思得出的基本结论是：

人类赖以生存的自然环境已经恶化到危及人类生存的程度，且恶化的趋势仍在继续；导致环境破坏的原因在于决定人类社会发展行为的基本观念不正确；在这些不正确的基本观念支配下形成的许多基本理论，以及在这些理论指导下所产生的许多行为准则、方法技术以致方针、政策、管理方法等，是造成环境问题、危害人类生存的直接原因。

因此，要从根本上解决环境问题，就必须坚定不移地改变上述错误的发展思想、发展观念，必须在全人类范围内开展环境教育，将可持续发展思想贯彻到每一个人。

2.2工业环境学的研究对象和任务

2.2.1环境科学的研究对象及其分类

（1）环境科学的研究对象和任务

①环境科学的概念，环境科学是研究“人类-环境”系统的发生和发展、调节和控制以及改造和利用的科学。

②环境科学的研究对象是“人类-环境”系统。

③环境科学的任务就是抓住人类与环境这一对矛盾的实质，研究其间的对立统一关系，充分认识二者之间的作用和反作用，掌握其发展规律，以便能动的改造环境并积极调解其间物质和能量交换过程，促使环境朝着有利于人类的方向演化。

（2）环境科学的分类

环境物理学

环境化学

环境地学

环境医学基础环境学

环境科学应用环境学环境法学环境经济学

环境工程学

环境管理学

理论环境学

环境学综合环境学

部门环境学工业环境学

2.2.2工业环境学的研究对象和任务

（1）工业环境学的研究对象

工业环境学属于部门环境学，它以人类与工业活动这一特殊矛盾为研究对

象，研究其对立统一关系。

具体地说，工业环境学是以研究工业生产全过程的环境污染为中心，以控制工业污染和推广清洁生产为目的，最终实现工业可持续发展的科学。

（2）工业环境学的任务

工业环境学的基本任务是研究工业活动对环境造成的破坏和污染的规律，寻求控制工业污染的途径和方法，实行清洁生产，贯彻工业可持续发展战略，使工业活动和环境协调发展。

附：

作业

①环境科学的含义

②工业环境学的定义、分类和和主要任务