人力资源-16环境.docx

中学综合学科资源库——环境
胡 波（华东师范大学化学系） 张映辉（华东师范大学生物系）
【阅读材料】
人类的环境可分为社会环境和自然环境两种。社会环境是指人们生活的社会经济制度和上层建筑的环境条件；即为构成社会的经济基础及其相应的政治、法律、宗教、艺术、哲学的观点和机构等。它是人类在物质资料生产过程中，共同进行生产而结合起来的生产关系的总和。
目前环境科学所讨论的环境问题，主要指的是自然环境，所谓自然环境，是指环绕于我们周围的各种自然因素的总和，它包括大气、水、土壤、生物和各种矿物资源等。在环境科学中，以人或人类作为主体，其它的生命物体和非生命物质都被视为环境要，、所谓环境就指人类生存的环境，或称人类环境。在环境科学中，环境是指以人类为主体的外部世界，主要是地球表面与人类发生相互作用的自然要素及其总体，它是人类生存发展的基础，也是人类开发利用的对象。我国的环境保护法规定：“本法所称环境是指：大气、水、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、野生植物、水生植物，名胜古迹、风景游览区、温泉、疗养区、自然保护区、生活居住区等”。
环境的自然圈层
自然环境，按空间尺度大小，可划分为不同层次，如居室环境，车间环境，聚落环境，城市环境，区域环境直至全球环境等，按造成要素，可划分为水环境，大气环境，土壤环境等，从生态学角度还可划分为陆生环境，水生环境．森林环境等，按其范围来分，可分为全球与区域环境。全球环境是由大气圈、水圈、岩石圈和生物圈四个圈层组成。从其成因来分，可分为原生环境和次生环境。次生环境是指人类加工改造的环境部分。区域环境一般包括原生环境与次生环境两个因素。原生环境主要由大气、水、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、野生植物、水生生物组成。次生环境主要由名胜古迹、风景游览区、温泉、疗养区、自然保护区、生活居住区组成。
岩石圈（lithosphere）
地球大致可分成地壳、地幔和地核三个同心圈层，地壳是指从地表以下几公里至上30～40公里的一层，称为岩石圈，它的厚度很不均匀，大陆所在地方，地壳比较厚，尤其是山脉下更厚。海洋所在地方，地壳比较薄，最薄的地壳不到10公里。
地球形成过程中，在炽热温度下，地球上的物质均呈液态，大部分未及氧化的单质铁（混有一些其它金属）由于比重大，逐渐沉入地球中心而形成铁核心，而呈液态的熔融盐原生岩（硅酸盐及铝硅酸盐，由FeO、MnO与SiO2、Al2O3在原始地球高温下，熔融而生）飘浮在铁核心上面阻止了铁核心的进一步氧化，熔融盐逐渐冷却后，即形成地壳。岩石圈的元素以O、Si为主，还包括稀有气体外的所有元素，大多数化学元素平均含量在0.0001～0.01％之间。
通常把某物质含量的天然水平称为地球化学本底值，而有害物质的含量和地球化学本底值之间的偏差称之为“地球化学异常” 。把元素在地壳中的含量称为丰度，它表示地壳中各元素的相对平均含量，称为该元素的“克拉克值”。无论是丰度，还是克拉克值，通常用ppm或克／吨表示。
大气圈（atmosphere）
地球的外圈是一层空气，这一层空气称为大气圈，根据大气的温度、成份和其它物理件质，可将大气圈分为四个层次：对流层、平流层、中间层和热层。
大气圈中绝大多数元素是呈气态的原子和分子，其中也有以化合态存在。大气圈的主要成分是N2和O2，N2、O2、Ar及CO2占有大气总量的99.99％，一系列微量组分（主要是稀有气体及H2）也是大气的恒定组分。除恒定组分外，大气中也存在大量临时性的异常组分．它们来自火山活动和生物圈的生命活动，近代则主要来自人类的生产和生活活动。大部分的高浓度的大气异常组分对动植物的生长产生不利影响，因此属于大气的污染物。属于大气异常组分还有由于各种作用而进入大气层的粉尘颗粒，它们是：
①来自大陆的尘粒（化学组分可能近似黄士组分），
②来自海洋表层的可溶盐的尘粒，
③火山爆发喷出的火山灰，
④偶然性来源的粉尘（主要来自宇宙尘，每天到达地球的宇宙尘为10-7g/cm2），
⑤人为的工业粉尘（燃料燃烧）。
水圈（hydrosphere）
水圈是指地球上被水和冰雪所占有或覆盖而形成的圈层。地球上的水以气态、液态和固态三种形式存在于空中、地表和地下以及生物体内，海洋、湖泊、河流、沼泽的水体和地下水构成地壳的水圈。地球上的水循环是形成水圈的动力，在水循环的作用下，把特征不同的水体联系起来形成水圈，并与大气圈、岩石田、生物圈之间进行各种形式的水交换。
水圈中的总质量约为1.4l×1018吨，占地壳总量的 7％，为地球总量的 0.2%，海水是水圈中最重要的组成部分，约占水圈总量的97.41％，大陆水仅占水圈的不到3％，其中大部分储存在南北两极和山峰的冰雪中，流动的淡水仅为0.009％。地球上大量的水不能被人类直接使用，而可供使用的淡水分布也是极不均匀的。
天然水的化学组成表现出自然界中物质的复杂性，由于天然水含有可溶性气体，可溶性盐类及有机物的种类及其性质、含量的不同而使其组成、性质有很大区别。
生物圈（biosphere）
生物圈是指地球上有生命活动的区域及其居住环境的整体总和，是生活在大气圈、岩石圈和水圈中的生物活动的地方，生物圈是一个复杂的开放系统，是一个生命物质与非生命物质的自我调节系统，它是生物界和水、大气和岩石三个圈层长期相互作用的结果。
生物圈包括岩石圈的上部、水圈和大气圈的下部，在此范围内，几乎到处都有生物体的分布。由于水是生物生存所必须的条件，而波长小于290nm 的短波幅射可引起生物的死亡，所以一般认为平流层中的臭氧层（距地面15～35km）就是生物圈的最高极限，实际上生物仅存在于对流层中（距地面10km左右），生物圈的下限在海洋中至少与海洋底部一致，在深海的底部不仅有微生物的存在，而且大型生物也可以生存。陆地生物圈的下限平均在大地水准面以下3～4公里的地方，此界限与最简单的有机体生活的最高温度相一致。
生物圈存在的基本条件是：能够得到足够的能量，以供应生命活动的需要，地球上生物圈的能量来源自太阳能；存在可被生物利用的液态水，所有的生物都含有大量水，没有水就没有生命；要有适宜生命生存和活动的温度条件；能提供生命物质所需的各种营养元素，包括氧、氮、碳、钾、钠、钙、铁等。
生物体是一系列复杂的有机物，由糖类、蛋白质、脂肪以及金属有机化合物等组成。对大量（六千种以上）动物和植物分析的基础上，发现生物体含有六十多种化学元素，其中O、C、H、N、Si、P、S、K、Na、Mg、Cl、Fe等是构成生物体的特征元素，它们的总重量占生物体总重的99％以上，剩下总量的百分之一是各种微量元素。
对地壳、海水和人体中含量最多的20种元素的组成比较发现：人体内元素含量高低的次序与地壳差别较大，而与海水中元素含量高低的次序较接近。生命起源于海洋，原始生命起源于原始海洋，因此在海洋环境中发展起来的原始生命在其生命组成中含有的元素就主要来自海洋本身丰度较大的元素。在生物体的长期进化过程中，逐渐由海洋走向陆地，其体内元素的组成虽然也经历了环境的变迁而产生的变化，然而仍保持了基本的遗传性。人类是生命发展的最高阶段，它是通过植物——动物——人发展而来的，因而人体内元素的组成也同样反映了这种发展的过程。
有人曾将人和苜蓿草所含元素的种类和含量进行了测定对照，结果发现，和人体体内的元素种类大体相同，不仅如此，在人体所含的11种常量元素中，苜蓿草中除了钠以外，其它含量也高于万分之一，而且其含量高低次序也基本相同。这不能说是巧合，只能说是自然发展规律所决定的。由此也有助于进一步证明了生命起源于海洋，以及人类是由原始生命——植物——动物进化而来的。
因此一种元素能否在生物体内存在及其含量是多少，主要取决于两点，生物能否得到和生物能否利用，前者取决于生物所处的地球化学环境而后者又更多地取决于化学元素本身的性质。
迄今为止，在人体内已经发现了六十余种元素，但不能因此说组成人体的只有这六十余种元素，由于测试手段的限制，一些含量很低的元素尚未测出。可以肯定，随着分析测试技术的发展，更多的其他元素的踪迹还可能在人体内发现。
在地球演化过程中，原始大气圈与原始地壳差不多同时形成，均在45亿年前左右，水圈的形成约在40亿年前左右，而生物的出现，生物圈的形成则较晚，约在30亿年以前，而人类的出现仅有一二百万年。
生物圈的物质不象大气圈的物质分布那样均匀，并且处于不断变化的状态，生物圈物质的质量与其它地球圈相比是微不足道的，它们的相对质量之比为：生物圈：1；大气圈：300；水圈：691000
环境的化学污染
人类的生产活动和社会活动必然给环境带来相应的影响，如果这种影响超过了环境的承受能力，就会发生环境的污染。环境污染随着人类社会的工业革命和科学技术的发展而发展，给人类社会带来了严重的危害。从三十年代开始，发生了世界有名的八大公害事件，导致人类生命财产的巨大损失。
1．1930年比利时马斯河谷SO2烟雾事件，中毒数百人，死亡六十余人。
2．1946年美国洛杉机光化学烟雾，持续四天，四千多人死亡。
3．1948年美国多诺拉冶炼厂SO2烟雾事件，5911人中毒，四百多人死亡。
4．1952年12月伦敦烟雾事件，四千多人中毒。
5．1955年日本四日市重油烟雾事件，得哮喘病八百十七人，三十多人死亡。
6．1955年日本富山县矿山的镉污染造成骨痛病，81人死亡。
7．1956年日本水俣湾的有机汞污染（水俣病），受害居民万余人。
8．1968年日本所产米糠油中含有多氯联苯（PCB）。
进入八十年代以后，全球环境进一步恶化，影响广、范围大、危害严重的重大污染事件多次发生：1984年12月2日夜，在印度博帕尔市，美国联合碳化物公司的博帕尔农药厂，一个装有剧毒化学物质的储气罐阀门失灵，四十五吨剧毒的甲基异氰酸脂外泄，当地居民二千五百人丧失生命，三千多人濒临死亡，十二万五千人遭到毒害，估计有十万人可能终生残废。
1986年4月26日，前苏联境内乌克兰基辅市郊的切尔诺贝利核电站，由于管理不善和操作失误，4号核反应堆爆炸起火，大量放射性物质外泄，当即造成31人死亡，二百多人受严重放射性伤害，数万人受到放射性影响，直接经济损失达120亿卢布，核污染飘尘扩散至周围国家，西欧各国乃至世界大部分地区都检测到了核电站泄漏的放射性物质。事故发生多年后，放射性污染带来的危害还在继续，不断有报道该地区受放射性伤害的人群死亡或患病、忠癌症的消息，伤亡人数不断扩大，该地区的生态环境也遭到严重的破坏。类似的核事故据透露在前苏联曾发生不至一次。
1986年11月1日，瑞士巴塞尔市桑多兹化工厂仓库失火，近30吨剧毒的碳化物、磷化物与含有汞的化工产品随灭火机喷出液和水流入莱茵河，其中有毒化学品达30多种，河内水生物大量死亡，沿莱茵河而下150公里内大约60多万条鱼被毒死，500公里内河岸两侧的井水不能饮用，许多自来水厂和啤酒厂被迫关闭。据专家们估计，由于有毒物质沉积在河流底泥中，有可能使莱茵河死亡二十年。
大量人工制取的化合物（包括有毒物质）进入环境，在环境中经扩散、迁移、转化和累积，不断地恶化环境。可以这样说，今天的地球上已没有一块干净的土地。栖息在爱尔兰海上的海鸟，体内含有高浓度的多氯联苯；荒无人烟的南极大陆上生长的企鹅体内也测到了DDT存在；北极附近格陵兰冰盖层中，近几十年来铅和汞的含量不断上升！
近年来，随着经济的高速增长，由于技术水平低、管理能力差以及环境保护意识薄弱，我国的环境污染十分严重，资源浪费、生态平衡破坏、重大环境污染事件时有发生，废气、废水和固体废弃物排放量仍在上升，以城市为中心的环境污染仍在发展，并蔓延到农村，一些经济发达、人口稠密的地区的环境问题尤为严重。生态环境破坏的范围在扩大，程度在加剧。环境污染和生态破坏已成为制约经济发展，影响改革和社会稳定的一个重要因素。（《全国环境保护纲要》，1993-1998）
化学污染物的危害
化学是研究物质化学变化规律的基础科学。人类居住的地球环境是由各类物质组成的，其演化的历程也是物质遵循化学规律变化的过程。所以研究环境问题不能离开化学。
造成环境污染的因素大体上可分为物理的（噪声、振动、热、光辐射及放射性等）、生物的（微生物、寄生虫等）和化学的（重金属、有机物等）三方面，而其中化学物质引起的环境污染要占到约80～90％。
化学曾经为社会的进步发现了或合成了成千上万种新的化合物，据五十年代初的统计，当时发现和合成的化合物不过 200万种，到了1985年，在美国化学文摘上正式登录的化合物数目已达到了600万种，这个数目到 1990年就超过了1000万种，如果保持这个速度增长下去的话，当人类跨进 21世纪时，已知的化合物将增加到 3000万种左右！全球人工合成的化学物质，1950年产量约为700万吨，到1970年已达6000多万吨，到1985年更是增加到约2亿5千万吨。值得注意的是合成有机化学品，如人造纤维、塑料、染料、化肥、农药和多氯联苯等，其产量早在八十年代初已超过了1亿吨。这些人工合成的化学物质，在过去的约100年间，其在全球的浓度已从稍大于零增加到约1ppb，如以目前工业产量年递增2-3％速度发展的话，那么不出100年，其在全球的浓度将会达到ppm级！大量的化学物质通过各种途径进入环境，在环境中相互反应，通过自然或生物、化学降解，又会形成许多新的化学品。存在于复杂的自然环境中，含量不一，变化多端，必然会对环境带来巨大的不可预见的影响，给地球生物（包括人类）带来各种即时的或潜在的危害。
化学污染物在环境中的含量虽低，但其数量大、涉及面广、种类多、危害很大，其主要危害表现为对生物（包括人类）的影响和对地球生态系统的破坏。
有毒物质：
美国职业卫生研究所1973年登记的有毒化学物质已达25043种，主要化学毒物可分为：
重金属如Hg，Pb，As，Cd，Cr等。
有机物如有机氯农药，多环芳烃，多氯联苯，氯代苯，亚硝胺类，有机汞等。
欧洲共同体在1975年根据物质的毒性，持久性和生物积累性列出了有害有毒物质的“黑名单”，“黑名单”中不包括那些生物学上无害的物质和易转化为生物学上无害的物质。
1．有机卤化物和可以在环境中形成卤化物的物质
2．有机磷化合物
3．有机锡化合物
4．在水环境中或由于水环境介入而显示致癌治性的物质
5．汞及其化合物
6．镉及其化合物
7．持久性油类和来自石油的烃类
8．可漂浮、悬浮或下沉和妨碍水质的任何持久性物质
联邦德国在1980年公布了120种水中有害物质名单，其中毒性最强的有16种，它们是；丙酮氰醇，丙烯腈，砷酸氢二钠，苯，四乙基铅，镉化合物，氰化物，DDT，3－氯环氧丙烷－l，2，乙烯亚胺，水合肼，林丹，硫醇，乙基对硫磷，汞化合物，银化合物。
筛选有毒物质的原则是在环境中具有一定的残留水平，稳定，不易分解；易在生物体中富集和在人体中积累；具有较大的毒性，容易致癌、致畸、致突变，因此能造成普遍的、长期的和严重的中毒事件，对生态环境和人体健康会造成严重的威胁。
许多研究证明，与某些有毒污染物接触，不仅会造成急性中毒，还可能导致致癌、致畸、致突变，因此在考虑毒性效应时，不仅要考虑急性毒性，还要考虑慢性毒性，以及其它特殊的毒性效应。衡量急性毒性，采用的指标是致死剂量水平，常用的参数是LD50（半致死剂量）和LC50（半致死浓度，）慢性毒性参数可使用TDL0（最低中毒剂量）和TCL0（最低中毒浓度）。
对污染物毒性，还要考虑它的毒性产生的环境效应和生物效应，考虑它的降解性和积累性，难降解、残留期长的污染物，在环境中更容易扩散，与人接触的可能性与其在环境中存在的时间成正比关系，更容易通过食物链进入生物或人体内。
某些生物在体内还能对重金属和一些有机物进行富集，如Hg和Cd的
致毒浓度范围低至0.001～0.01ppm（1－10ppb），它们能在生物体内逐步地、成千上万倍地富集，如扇贝对Cd的富集因数高达22600，最后可以通过食物链进入人体器官中积蓄起来。瑞典某一汞污染的水域里底生动物体内汞含量为0.3ppm，吃这种底生动物的瑞典白鱼的汞含量3.1ppm，捕食瑞典白鱼的梭子鱼体内的汞含量高达5.8ppm，而人长期食用含汞5～6ppm的鱼就可能死亡。
金属排泄的难易可用生物半减期来衡量。所谓生物半减期是指进入生物体内的元素，减少到原有的一半所需要的时间，又称代谢半减期。生物半减期长，元素在生物体内的残留时间长，积累的浓度增高，其对生物的毒性也大。Cd在人体肾中生物半减期为18年，汞蒸汽在人脑中的生物半减期为数年，从而造成积累性慢性中毒。甲基汞中毒引起的水俣病和Cd中毒引起的痛痛病就是这种积累造成的公害病。
某些难降解的有机物也能在生物体内富集。姜·威尔等在美国长岛沼泽地中进行了水生生物采集研究，该地为了灭蚊，至1974年止已喷洒DDT二十年，他们测定该沼泽地的水中含有0.00005ppm的DDT，水中浮游生物含 DDT为 0.04ppm，比水中增加800倍，食取浮游生物的小鲦鱼体内含 DDT为0.94ppm，又增加23倍，而以食取这种小鲦鱼为生的海鸥，在它组织中含DDT为75.5ppm，又增加380.3倍，整个食物链把DDT浓度提高了1.5×106倍！
由于农药施用量的增加，使其在环境中循环积累，已对全球生态构成严重威胁，成为不少植物退化和动物绝种的重要原因。
应当指出，上述有毒物质的名单只能反映当时的生产和科学技术发展水平，随着生产的发展和科技的进步，新的用途的化合物还会不断的被人类合成出来并进入环境，因此，有毒污染物的名单还会发生变化。
致癌物质
据统计世界每年死于癌症的已超过五百万人，而且发病率增高趋势，癌症已成为威胁人类生命最严重的疾病之一。目前已知，癌症的发病主要是化学、物理、生物等环境因素引起的，而其中80～85％是化学致癌物所致。
早在200年前就发现煤烟中的焦油能引起肿瘤，随着工业发展，污染环境的化学品种类和数量不断增加，人们对化学致癌物的实验和研究愈来愈重视。世界卫生组织所属国际癌症研究机构自1971年开始，报告有140余种化学物质经鉴定对动物有致癌作用，其中有多（稠）环芳烃及其衍生物、杂环化合物和芳香胺类等，而黄曲霉被认为是最强的致癌物。
在芳香胺类中主要的致癌物质有甲、乙萘胺、联苯胺、4-氨基联苯等。芳香胺致癌物一般引起膀胱癌。黄曲霉毒素有部分黄曲霉菌代谢产生，它是多种结构相似（含一个双呋喃和氧杂萘邻酮）的杂环化合物，目前已经分离出的黄曲霉毒素纯品有B1、G1等四种，黄曲霉毒素不仅是剧毒物质，而且还是强致癌物质，能够引起肝癌。
放射性物质
指铀、钍、镭、铯等放射性物质散放出来的射线。自然环境中放射性的辐射源，有天然的和人工的两大类，天然辐射来自宇宙射线和水域矿床中的射线，天然辐射源所产生的总辐射水平称为天然放射性本底，它是判断环境是否受到放射性污染的基本基准。人工辐射源主要来自下列途径：核爆炸的沉降物，核工业生产过程中的排放物，包括核燃料生产过程、核反应堆运行过程、核燃料后处理过程中的排放物，医用诊断、治疗射线源，以及分析和测试设备、生活消费品、建筑材料中所使用的放射性物质等。
由于核试验、核燃料生产和核电站的发展很快，散发于环境中的放射性污染物日趋增加。如铀矿开采提炼的废水和废物中含有天然放射性物质铀和镭，核电站反应堆排出的废气、废物中有41氩、氚、85氪、131碘、133氙等；核爆炸产生的放射性物质有89锶、90锶、137铯、131碘、14碳和239钚等。环境放射性物质进入人体主要有三条途径：消化道吸入，呼吸道吸入和皮肤、粘膜等侵入。放射性物质对人体除了外照射，还会通过空气和食物进入人体积累在器官里，如90锶在骨骼里，131碘在甲状腺里，产生长期内照射。达到一定照射剂量出现的近期效应是头痛、厌食。神经和消化系统症状，继而白细胞和血小板减少等。超剂量长期作用可产生远期效应如肿瘤、白血病和遗传障碍等。
化工生产与环境。
一．清洁生产
人类在社会发展和科技进步中，需要从地球环境中获得各种各样的资源、除了天然物质以外。还合成了大量新的化合物，目前，依靠对物质结构的了解，人类的化工生产技术已经发展到了一个新的高度，各种自然界所不存在的结构复杂的新型材料、药物等都源源不断地合成出来，与此同时，化工生产过程中产生的废弃物、有毒有害物质也大量排放款进入环境，带来严重的环境污染，因此，我们在追求化工生产的高产出、低成本的同时，还必须寻求低排放或零排放的清洁生产方式。
清洁生产（clear production）是指采用清洁无毒的俄能源和原材料，通过清洁的生产过程，制造出清洁的产品。清洁生产是人类可持续发展的需要，清洁生产的目的是在于通过减少污染物的产生，从而保护环究和生态．；清洁生产从根本上改变了过去那种污染物产生以后再治理的方针。而是在整个生产过程中加以控制，从一开始就尽可能减少甚至杜绝污染物的产生。1993年10月在北京召开的第三届国际工程与环境会议上指出“清洁生产是在过程和生产中始终应用综合预防的环境战略，以减小对人类和环境的危险性，清洁生产的生产过程包括节省原料和能源、消除有毒原料和完成过程之前减小总排放量和毒性”。
清洁生产应该包括以下方面使用清洁的原料，节约能源和原料，一少用昂贵和稀缺的原料，不用或尽量少用有害有毒的原料。清洁的生产过程。尽量采用接近天然合成”的生产工艺，减少生产过程的各种不安全因素，如高温、高压、低温、低压、易燃、易爆、强噪声、强振动等，采用低排放、零排放的工艺和设备。生产无毒无害的中间产品、清洁的产品，产品在使用过程中和使用后不会危害生态环境和人体健康，产品具有合理的使用功能及使用寿命，产品易于回收、利用和再生，报废后易于处置，在环境条件下容易降解。
1．环境因子和环境商
荷兰有机化字学家Roger.A.Sheldon根据自己二十多年的工作经验提出了环境因子和环境商的概念，用以衡量化工产品生产过程中对环境造成的影响。
相对于每种化工产品而言，期望产品以外的任何物质都是废物，环境因子（E—因子）是指：每生产1kg期望产品的同时所产生的废物的量：
E—因子＝废料重（kg）/产品重（kg）
E—因子值越大，化工生产所产生的废物的量就越大，其对环境的影响就越大。
不同化工生产部门的E—因子
工业部门
产品（吨）
E—因子
炼 油
106～108
≈0.1
基本化工
104～106
＜1～5
精细化工
102～104
5～50
制 药
101～103
25～100
从表中可以看出，精细化工和制药工业的E—因子较大，这是由干在这些化工生产中涉及了较多的步骤，并在纯化产品时使用了较多的无机盐来进行中和，其结果，化学生产步骤越多，所加试剂越多，产生的废料也越多，对环境的危害也越大。因此，减少合成步骤，开发无盐生产工艺，将有助于降低这些生产部门的E—因子。
废物对环境的污染程度还与该废物的物理、化学性质及其在环境中的毒性行为有关，要更为精确地评价一种化工合成方法对环境的影响，在考虑废物的排放数量的同时还必须考虑废物的环境效应，可以用环境商（EQ） （environmental quotient）来作为综合评价指标：
环境商EQ＝E×Q
式中E为E—因子，Q为根据废物在环境中的行为所给出的对环境不友好度，如我们把无害的NaCl、K2SO4等的Q定为1，则根据毒性不同，重金属离子的盐类的Q＝100～1000。不同部门、不同地区、不同生产领域的EQ可能不问，但具相对大小还是可以作为化学合成和化工生产中选择合成路线、生产过程和生产工艺的重要考虑因素，对寻求清洁生产具有一定的意义。
2．原子经济性（atom economy）
在化学合成特别是有机合成中，减少废物的关键是提高选择性问题，即选择最佳反应途径，使反应物原子尽可能多地转化为产物原子，最大限度地减少副产物，才会真正减少废物的生成，从而降低EQ值。1991年，美国著名有机化学家Trost提出原子经济性概念，认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中，达到零排放。原子经济性可用原子利用率来衡量，我们把原子利用率定义为：
×100%
在选择化工合成的途径时，除了考虑理论产率外，还应考虑和比较不同途径的原子利用率，这是生产过程对环境效应的又一评价标准。在化工生产中要尽量减少化学反应的步骤，从原料到产品尽可能能做到直达，在生产过程中尽可能不采用那些对产品的化学组成来说没有必要的物料。
如环氧乙烷生产中，经典的氯代乙醇法化学产率虽然可达到100%，但其原子利用率只有25％，生产1kg环氧乙烷会产生3kg的副产物；而使用石油催化新方法，只要一步反应就能直接得到产物，其原子利用率达到了100%！新方法对环境的友好度明显地超过了旧方法。
3．选择催化剂
在化学会成中使用催化剂，可以改变化学反应的途径，降低反应的活化能，从而提高产率。降低能耗。实际上，催化剂在考虑和选择原子利用率高、E—因子小的零排放（Zero release）（或低排放）无盐（或低盐）、对环境友好的合成方法对具有重要的作用。七十年代以来，许多传统的化工合成方法进行改革，寻找新型有效的催化剂以使用在化工生产上，以减少对环境的污染，实现清洁生产的目的。
二．发展“绿色工艺”
所谓“绿色工艺”（green techonology），是指工业生产中对污染物低排放（或零排放）的生产工艺。
1．发展闭路循环生产，把有可能造成污染的物质封闭在生产系统内，不徘出污染物，无废水排出。如维尼纶厂利用薄膜蒸发将含硫酸12％，甲醛1.2%的废水浓缩回收用于生产而不排出，苏联从1976年起，在有色冶金系统的大企业里，实行了供水和排水完全闭路系统的无废水系统的新工艺，美国、日本、丹麦已开始使用无水造抵，法国在探索生产纸浆不用水的新工艺。
2．研究和应用无污染或少污染的新工艺
如造纸工业用无公害氧蒸煮法、亚铵法代替碱蒸煮法，制革工业用酶法脱毛代替烧碱脱毛，氯碱工业用电渗析法代替汞极电镀，电镀工业用无氰电镀或微氰电镀代替有氰电镀，美日等国把真空电镀法和阴极真空镀法结合起来，创造出“离子化静电电镀法”，这种新工艺不出废液，速度质量好，无污染。
再如有机合成工业在用乙基蒽醌法生产过氧化氢时，用氧气氧化乙基蒽醇及过氧化氢，分离出过氧化氢后，用金属钯作催化剂，通入氢气，把乙基蒽醌还原为乙基蒽醇，再循环使用，整个过程只消耗了氢气和氧气，是典型的零排放例子。
化学合成技术的发展和提高，使化工生产从“人工合成”向“天然合成”的方式发展，将成为对环境友好的、接近自然界生产方式的真正意义上的“绿色工艺”。
3．回收副产品中的有用原料
尽量使流失在三废（废气、废水、废渣）中的副产品（原料或成品）加以分离，就地回收，既可降低主产成本，增加经济效益，又可大大降低废水中物质浓度和数量，减轻污水处理负担。如造纸工业中，可从漂白液中提取NaCl，从黑液中提取碱木素。二甲亚砜、松节油等副产品再加以利用。
三、废弃物处置的减量化、资源化和无害化
1．减量化：是指在生产中尽可能减少污染物的排放。实行清洁生产，改革生产工艺，减少三废排放，发展“绿色工艺”，同时要注意保护资源，合理使用资源，减少浪费。
由于有机溶剂对环境的有害影晌，许多溶剂已列入禁止或劝阻使用范围，西欧发达国家在许多生产行业中都规定了有机溶剂的限制使用和最高允许排放量。
我国是一个人口大国，我国的自然资源是比较缺乏的，从绝对量来说不算少，但人均资源量来算，落后于世界上许多国家，特别是与我国经济发展的需要比较，还存在着很大的差距。
2．资源化：是指排放物中的可再利用资源的回收利用。如造纸厂用水量大，废水中含有大量有机物和某些药品，许多国家的造纸厂都在研究纸浆废液回收循环利用问题，北美国家的一些造纸厂，已实现了纸浆废水循环利用，在生产过程中只需补充由于蒸发而损失的那部分水，不需另加水了。
电池中含有金、银、锌、锂、镍等重金属，废电池丢弃后进入环境，重金属渗入士壤、河水，并通过食物链危害人类健康，经过开发再利用后，可以从中回收上述金属。
再如为日常生活使用生产的包装材料，可以进行再利用，例如用再生纸作购物袋，用布作的购物袋可重复使用，用再生塑料制造各种容器，不但可节约宝贵的资源，还可以减少固体废弃物的排放。
3．无害化：是指对废物进行处理后再排放，不致给环境带来有害的影响、如目前大量使用的聚苯乙烯发泡塑料快餐盒，使用以后成为垃圾，在自然条件下，需数百年方能释解，对环境带来严重的影响。为了加速它的自然降解，我们生产时可以在其中加入光敏剂或化学助剂等，使其在使用后几个月内即分解为无害物质。
在国外，传统的垃圾掩埋的处理方式，将为回收再生产所代替，澳大利亚首都堪培拉第一个世界上提出了“零垃圾计划”，宣称将在2010年实现所有垃圾可回收以再利用。
【补充材料】
环境标志
环境标志，又称生态标志、绿色标志、环境标签等，它是由政府环境管理部门依据有关的法规、标准向一些商品颁发的一种张贴在产品上的图形，用以标识该产品从生产到使用以及回收的整个过程都符合规定的环境保护要求，对生态环境无害或危害极小，并易于资源的回收和再生利用。环境标志产品的范围主要是那些对人类和环境有危害、但采取适当措施后就可以减小或消除危害的产品。实施环境标志可以使公众清楚地看出产品在环境保护方面的差异，提高公众的环境保护意识，还可以增强企业在市场上的竞争能力。因此，可以把环境标志看成是产品绿色通道的护照。联邦德国是最早实施环境标志计划的国家，目前已有75种类型4500多种产品被授予环境标志，随后日本、加拿大、法国、瑞士、芬兰、澳大利亚等国家开始实施环境标志。国际标准化组织（ISO）环境战略咨询组于1991年成立了环境标志分组，旨在统一环境标志方面的有关定义、标准和测试方法，避免导致国际贸易上的障碍。
我国国家环保总局1993年开始在全国开展环境标志工作，1994年5月17日在北京正式成立了中国环境标志认证委员会，该委员会代表国家对环境标志产品实施认证。我国环境标志图形的中心由青山、绿水和太阳组成，表示人类赖以生存的环境，外围是10个紧扣的“环”，表示公众参与，共同保护环境。
可持续发展
中国古代哲学家提出的“天人合一”的观点，强调人与自然的和谐相处，实际上这就是萌芽阶段的可持续发展思想。现代可持续发展思想是随着人们对环境认识的深入，在80年代逐步形成的。可持续发展有多种定义，其中最有影响的是现任世界卫生组织（WHO）总干事、挪威前首相布伦特兰夫人与她所主持的联合国世界环境与发展委员会在调查报告《我们共同的未来》中所提出的定义，即可持续发展是满足当代人的需求，又不损害子孙后代满足其需求能力的发展。这一概念在1992年联合国环境与发展大会上得到了广泛的接受和认同。
从可持续发展的社会观而言，主张公平分配，以满足当代和后代全体人民的基本需求，即一代人不要为自己的发展与需求而损害人类世世代代满足需求的条件，自然资源与环境；从可持续发展的经济观而言，主张建立在保护自然系统基础上的持续经济增长，即人类的经济和社会发展不能超越资源与环境的承载能力；从可持续发展的自然观而言，主张人与自然和谐相处。
可持续发展是一个涉及经济、社会、文化、科技、自然环境等多方面的一个综合概念，它以自然资源的可持续利用和良好生态环境为基础，以经济可持续发展为前提，以谋求社会的全面进步为目标。可持续发展是一个动态的概念，它并不是要求某一种经济活动永远运行下去，而是要求不断地进行内部的和外部的变革，即利用现行经济活动剩余利润中的适当部分再投资于其他变革活动，而不是被盲目地消耗掉。
可持续发展的观点目前已经被世界上大多数国家或地区的政府所接受，走可持续发展之路是人类文明发展的一个新阶段。可持续发展对中国的发展同样具有重大意义，它是中国摆脱贫穷、人口、资源和环境困境的唯一正确选择。中国政府在1992年联合国环境与发展大会上签署了两个公约，承诺将认真履行会议通过的所有文件。1994年3月国务院批准了全球第一部国家级的《21世纪议程》、《中国21世纪议程》，它把可持续发展原则贯穿到了各个领域。江泽民总书记在党的十四届五中全会上的讲话《正确处理社会主义现代化建设中的若干重大关系》中，提出把可持续发展作为一项重大战略。目前我国正在为把这一人类的共同理念变成现实而努力奋斗。
（编者注：专门有一个专题讨论《可持续发展》）
清除与防治“白色污染”
1．白色污染
大量的废旧农用薄膜、包装用塑料膜、塑料袋和一次性塑料餐具（以下统称为塑料包装物）在使用后被抛弃在环境中，给景观和生态环境带来很大破坏。由于废旧塑料包装物大多呈白色，因此造成的环境污染被称为“白色污染”。
2．“白色污染”的现状及其危害
塑料的使用仅有近百年历史。我国是世界上十大塑料制品生产和消费国之一。1995年，我国塑料消费总量约1100万吨，其中包装用塑料达211万吨。“白色污染”问题在我国已相当严重。
塑料是高分子聚合物，不易降解，一般需数百年才能有效分解，因此造成污染公害。“白色污染”的主要危害在于“视觉污染”和“潜在危害”。“视觉污染”——遗弃的塑料制品，随处可见，是造成环境脏、乱、差的一个重要原因，由此造成“视觉污染”。“潜在危害”——危害人体健康、影响农作物生长、危及动物安全。散落在江河湖及田野的废塑料碎片被动物及水生物误食，会导致生病、死亡。
混入生活垃圾中的废旧塑料物品很难处理：填埋处理将会长期占用土地，混有塑料的生活垃圾不适用于堆肥处理，分拣出来的废塑料也因无法保证质量而很难回收利用。
3．国内外防治“白色污染”的一般做法
国外防治“白色污染”的有关情况。早在1985年，美国人均消费塑料包装物就已达23.4千克，日本为20.1千克，欧盟为15千克。进人20世纪90年代，发达国家人均消费塑料包装物，基本消除了“视觉污染”。发达国家生活垃圾无害化处置率较高。以美国为例，80年代以前，处置废塑料主要方式是填埋，后来发现塑料长期不降解，90年代后，他们转而走回收利用的路子。现在已建立起了一套严密的分类回收系统，大部分废旧塑料包装物被回收利用，少部分转化为能源或以其他方式无害化处置。我国防治“白色污染”的方法及其利弊分析。目前我国主要从行政和技术两方面采取措施，防治“白色污染”。在行政方面，第一，加强管理。铁路部门从1994年下半年开始，在沿线分区划段包干。部分旅客列车采用袋装垃圾，禁止旅客向窗外抛弃废物。至今已有2.9万千米的线路两侧基本消除了“白色污染”。实践证明，加强管理是防治“白色污染”的有效手段。第二，禁用一次性难降解的塑料包装物。杭州是我国最早禁止使用一次性泡沫快餐具的城市。武汉、哈尔滨、福州、广州、厦门、宁波、汕头等城市也颁布了有关政策。法规，禁止使用一次性泡沫塑料餐具。但从实践的结果来看，单靠禁止很难彻底解决“白色污染”问题。颁布禁令的城市都要求用纸制品或可降解塑料制品代替原来的难降解的泡沫塑料制品，但替代品在价格和品质上均无法与普通塑料制品竞争，因此，操作上确实有困难。此外，清洁的废旧塑料包装物可以重复使用，或用于炼油、制漆、作建筑材料等，回收利用符合固体废物处理的“减量化。资源化、无害化”的通用原则，这是一个标本兼治的好办法。
在技术方面，主要采取以纸代塑。纸的主要成分是天然植物纤维素，废弃后容易被土壤中的微生物分解，但也会带来新的环境问题：首先造纸需要大量的木材，而我国的森林资源并不富裕；其次造纸过程中会带来水污染。另外，在性能、成本等方面，纸制品尚不能与塑料制品抗衡。目前我国也有以甘蔗、稻草为原料生产一次性餐具的做法，但尚处于试验阶段。
4．防治“白色污染”的对策和建议
消除“白色污染”应：首先加强宣传教育，提高公众环境保护意识，引导市民形成不随便抛弃废物的良好生活习惯；建立专门的法规和条例，依法强化管理，特别要对大量产生废；日塑