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环境管理专业基础知识必要的环境科学技术知识是环境管理体系审核员应该掌握的基本知识。本文将重点阐述环境科学的基础知识、术语；环境污染的产生和来源；环境污染的预防与治理技术；环境因素的识别方法及重要环境因素的判定原则等的内容。第1节环境污染概述01第2节主要环境术语02第3节主要污染物及其危害和治理技术09第4节清洁生产19第5节运作的技术因素和环境因素23第1节环境污染概述1环境的概念环境是一个应用广泛的名词或术语，它的含义和内容既丰富又随各种具体状况而不同。在环境科学中，环境的含义是“以人类为主体的外部世界的总体”。2环境问题是指全球环境或区域环境中出现的不利于人类生存和发展的各种现象环境问题是目前人类面临的主要问题之一，环境问题大致可分为原生环境问题和次生环境问题两大类。2.1原生环境问题：由自然力引起的环境问题为，也称第一环境问题，如火山喷发、地震、洪涝、干旱、滑坡等等引起的环境问题。2.2次生环境问题：由于人类的生产和生活活动引起的环境问题称为次生环境问题，也叫第二环境问题。原生环境问题和次生环境问题往往难以截然分开，它们之间常常存在着某种程度的因果关系和相互作用。次生环境问题通常又可分为生态资源破坏和环境污染两个基本方面。目前人们所说的环境问题一般是指次生环境问题。2.3生态资源破坏与环境污染2.3.1生态资源破坏生态资源破坏是指人类活动直接作用于自然生态系统，造成生态系统的生产能力显著减少和结构明显改变，从而引起的环境问题。如过度放牧引起草原退化，滥采滥捕使珍稀物种灭绝和生态系统生产力下降，植被破坏引起水土流失等等。2.3.2环境污染a.环境污染是指人类直接或间接地向环境排放超过其自净能力的物质或能量，从而使环境的质量降低，对人类的生存与发展、生态系统和财产造成不利影响的现象。如因化石燃料的大量燃烧，使大气中颗粒物和SO2浓度急剧增高；工业废水和生活污水的排放，使水体水质恶化等现象。b.环境污染的类型，常因目的、角度的不同而有不同的划分方法。按环境要素可划分为大气（环境）污染、水（环境）污染、土壤（环境）污染等；按环境产生的原因可分为生产污染和生活污染，生产污染又可分为工业污染、农业污染、交通污染等；按污染物的形态可分为废气污染、废水污染、固体废弃物污染，以及噪声污染、辐射污染等；按污染涉及的范围可分为局部性污染、区域性污染和全球性污染等；按污染物性质可分为物理污染、化学污染和生物污染。化学性污染物主要包括：1)无机有害污染物：包括酸、碱和一些无机盐类，如硫酸盐、氯化物、硝酸盐等；2)无机有毒污染物：包括汞、镍、铅及氰化物、氟化物等；3)有机有毒污染物：包括苯、酚及有机氯、有机磷农药、岁环芳烃、多氯联苯等。物理性污染物主要包括：1)噪声，包括工业噪声、交通噪声和生活噪声；2)电磁辐射污染，包括高频中频感应加热装置、红外干燥设备、射线探伤、广播通讯、高压电线等；3)放射性污染，包括医药或科研等用的放射性物质，如钴、镭、钍、锶等，以及核电站、核爆炸实验等。生物性污染物主要包括：1)病菌，如由水污染传播的痢疾、霍乱、伤寒等；2)病毒，如流感病毒、乙肝病毒和麻疹病毒等；3)寄生虫，如血吸虫、钩虫、蛔虫等。c.环境污染的危害环境污染不仅破坏生态平衡，而且也危害人类自身。污染物通过空气、水、食物等介质侵入人体，会直接或间接影响人体健康。根据污染区域的环境条件、生活习惯以及污染源的种类、数量、深度、持续时间等条件的不同，环境污染对人体健康的影响会产生不同程度的危害性。如急性中毒和死亡、慢性危害和远期危害等。d.环境污染物的迁移和转化污染物的迁移是指污染物在环境中所发生的空间位置和移动及其所引起的富集、分散和消失的过程，其方式包括：机械迁移、物理-化学迁移和生物迁移等。污染物的转化是指污染物在环境中通过物理、化学和生物作用改变其形态或转变为另一种物质的过程。例如，污染物通过放射性元素蜕变、光化学氧化或生物的吸收和代谢作用转化成二次污染物，而形成二次污染。第2节主要环境术语1环境问题类术语及理解要点1.1酸雨酸雨又称酸性（降）雨，是指pH值小于5.6的雨雪或其他方式形成的大气降水（如雾、露、霜）。酸雨的危害主要是破坏森林生态系统和水生态系统，改变土壤性质和结构，腐蚀建筑物，损害人体呼吸道系统和皮肤等。大气中不同的酸性物质都对酸雨的形成起作用。一般说来，对形成酸雨的作用，硫酸占60%70%、硝酸占30%、盐酸占5%、有机酸占2%。人为排出的SO2和NOx是形成酸雨的两种主要物质。大量SO2进入大气后，在合适的氧化剂、催化剂存在时，就会发生化学反应而生成硫酸。在干燥条件下，SO2通过光化学过程被氧化成SO3，然后转化为硫酸，但这个反应十分缓慢。在潮湿大气中SO2转化成硫酸的过程常与云雾的形成同时进行，先由SO2生成亚硫酸（H2SO3），在Fe、Mn等金属盐杂质的催化作用下，H2SO3迅速被催化氧化为H2SO4。形成大气污染的NOx主要是NO和NO2。在化石燃料燃烧过程中，NO占95%以上，但一进入大气后，NO又大部分转化为NO2。在一定气象条件下NO2除了本身直接反应形成硝酸外，当它与SO2同时存在时，还可以促进SO2向SO3和H2SO4转化，从而加速酸雨的形成。在世界上酸雨分布的地区较广，有时飘越国境影响别国，所以它不仅是一个环境问题，也是一个国家间的政治问题。20世纪80年代以来酸雨发生的频率上升、危害加大，并扩展到世界范围。欧洲、北美和东亚是世界上酸雨危害严重的区域。1.2温室效应温室效应是指大气中某些痕量气体含量增加而引起的地球平衡气温上升的情况。痕量气体也称为温室气体，主要包括CO2、CH4、O3、氧化亚氮和氯氟烃（如氟利昂）等，其中尤以CO2的温室作用最突出。温室气体产生温度效应的机理，普遍被认为是由于CO2等温室气体对来自太阳的短波辐射具有高度的透过性，而对地面反射的长波辐射却具有高度的吸收性能。当CO2等温室气体在大气中迅速增加，而将地面反射的红外辐射大量截留在大气层内，从而使地球表面的能量平衡发生改变，导致大气层温度升高，气候变暖，形成“温室效应”。温室效应会导致全球环境的重大变化，其带来的影响主要有气候变化，温室效应首先表现为全球性气候变暖。在北半球，冬天变短、变温；夏季变长、变干燥。亚热带可能变得更干，而热带则可能变得更湿。由此海洋产生更多的热量和水分，气流更强，台风和飓风将更加频繁。气候变暖、气温升高会使极地或高山上的冰川融化，导致海平面上升。温室效应还将导致生态环境变化，由于气候的变化，将使农业和自然生态发生难以预料的变化，可能导致物种的灭绝和农作物的减产。据专家估算，过去100年全球气温上升了0.6，如果大气中的二氧化碳浓度仍按目前的速度增长，到2030年全球气温将比现在升高25，由此将造成海平面上升20140cm，这将直接威胁到人类的生存。1.3臭氧层耗竭臭氧层：在离地面1050km的大气平流层中，集中了大气中约90%的臭氧，其中离地2025km臭氧浓度值达到最高，称其为臭氧层。臭氧层的作用：大气臭氧层主要有三个作用。其一为保护作用，臭氧层能够吸收太阳光中的波长300m以下的紫外线，主要是一部分UV-B（波长290300m）和全部的UV-C（波长290m），保护地球上的人类和动植物免遭短波紫外线的伤害。只有长波紫外线UV-A和少量的中波紫外线UV-B能够辐射到地面。长波紫外线对生物细胞的伤害要比中波紫外线轻微得多。所以臭氧层犹如一件宇宙服保护地球上的生物得以生存繁衍。臭氧层耗竭：臭氧层遭到破坏的现象。主要由人类活动产生的大量氮氧化物、氟氯烃化合物及其他痕量气体进入臭氧层所造成。由于平流层内运行器的日益增多，主要是平流层内超音速飞机排放的大量NOx，以及人类大量生产或使用的氯氟烃化合物（氟利昂），如CFCl2（氟利昂-11）、CF2Cl2（氟利昂-12）等，排出的氮氧化物进入平流层后，在紫外线的照射下，会形成活性基（如氯自由基和氯氧自由基等），与臭氧反应使其分解，而导致臭氧层中臭氧浓度大幅度地降低。臭氧耗竭使地面紫外线的照射增加，会诱发皮肤癌，对生态系统产生不良影响。据专家分析，臭氧总量每减少10%，紫外线辐射强度可增大20%，这将给人类的健康带来极大的危险，对地球生命系统产生极大的危害。臭氧层的破坏将使大量紫外光辐射易于到达地面，从而导致皮肤癌和白内障发病率增加而危害人体健康，还会对人体免疫系统功能产生抑制作用，同时也会对动、植物产生影响而危及生态平衡。臭氧层破坏还将导致地球气候出现异常，由此带来灾害。1.4氟里昂氟里昂（freon）是氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的总称，又称“氟氯烷”或“氟氯烃”，可用符号“CFC”表示。氟里昂包括20多种化合物，其中最常用的是二氯二氟甲烷（CF2Cl2）又称氟里昂-12（F-12）和二氯氟甲烷（CFC12）又称氟里昂-11（F-11）。氟里昂是一种性能优良的冷冻剂，在家用电冰箱和空调机中广泛使用，但同时又是消耗臭氧层的物质，限制其使用并寻找替代品已经是迫在眉睫的问题了。1.5哈龙所谓哈龙（halon）就是平常所说的1211和1301的商品名称，它属于一类称为卤代烷的化学品，主要用作灭火剂。消防行业广泛使用的哈龙灭火剂是一种损耗臭氧的物质。哈龙含有氯和溴，在大气受到太阳光辐射后，分解出氯和溴的自由基，这些化学活性基团与臭氧结合，夺取臭氧分子中的一个氧原子，引发一个破坏性链性反应，使臭氧遭到破坏，从而降低臭氧浓度，造成臭氧空洞。哈龙在大气层中存活寿命长达数十年，哈龙是破坏臭氧层的主要元凶之一。1.6能源凡是能够提供某种形式能量的物质，或是物质的运动，统称为能源。中华人民共和国节约能源法中所称能源，是指煤炭、原油、天然气、电力、焦炭、煤气、热力、成品油、液化石油气、生物质能和其他直接或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源。1.7资源广义的资源指是在一定经济和技术条件下，自然界中可以被人类利用的物质和能量，如土壤、阳光、水、空气、草原、森林、野生动植物、矿藏等等人类生存发展和享受所需要的一切物质的和非物质的要素。也包括以人类劳动产品形式出现的一切有用物，如各种房屋、设备、其它消费性商品及生产资料性商品。狭义的资源仅指自然资源，联合国环境规划署（UNEP）对资源下过这样的定义：“所谓自然资源，是指在一定时间、地点的条件下能够产生经济价值的、以提高人类当前和将来福利的自然环境因素和条件的总称”。英国大百科全书中把资源说成是人类可以利用的自然生成物以及生成这些成分的环境功能。前者包括土地、水、大气、岩石、矿物及其森林、草地、矿产和海洋等，后者则指太阳能、生态系统的环境机能、地球物理化学的循环机能等。1.8可再生能源中华人民共和国可再生能源法中对可再生能源定义是：“可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源”。泛指从自然界获取的，可以再生的非化石能源，我国可再生能源资源非常丰富，开发利用的潜力很大。大力发展可再生能源的开发利用，可以有效地延缓不可再生能源（如煤、石油、天然气等化石燃料）的消耗速度和匮乏趋势，是能源利用的方向。1.9可再生资源指在现阶段自然界的特定时空条件下，能持续再生更新、繁衍增长，保持或扩大其储量，依靠种源而再生的资源，其更新、或者说是再生速度大于或等于我们开发利用速度的资源。是可以更新再被利用的资源，如土壤、淡水、动物、植物等。人类利用可更新资源的数量和速度，不能超过资源本身的更新速度，否则，会造成资源的枯竭而不能永续利用。1.10不可再生能源泛指人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源。如煤和石油都是古生物的遗体被掩压在地下深层中，经过漫长的地质年代而形成的（故也称为“化石燃料”），一旦被燃烧耗用后，不可能在数百年乃至数万年内再生，因而属于“不可再生能源”。1.11不可再生资源人类开发利用后，在相当长的时间内，不可能再生的自然资源叫不可再生资源。它们通常是指数量有限又不可再生，终究会被用尽的资源，如煤、石油、各种金属与非金属矿藏等。2污染物排放类术语及理解要点2.1污染物污染物是指进入环境后能使环境的组成、结构、性质、状态乃至功能发生直接或间接有害于人类生存和发展的物质，是造成环境污染的重要物质组成。2.2总悬浮颗粒物（TSP）空气动力学当量直径100微米的颗粒物，通常是指悬浮在大气中不易沉降的所有的颗粒物，包括各种固体微粒，液体微粒等，其粒径范围通常在0.1100微米之间。它主要来源于燃料燃烧时产生的烟尘、生产加工过程中产生的粉尘、建筑和交通扬尘、风沙扬尘，以及气态污染物经过复杂的物理化学变化转化而成为颗粒物，有些颗粒物因粒径大或颜色黑可以为肉眼所见，比如烟尘；有些则小到使用电子显微镜才可观察到。2.3可吸入颗粒物可吸入颗粒物通常是指粒径在10微米以下的颗粒物，又称为飘尘。2.4化学需氧量（COD）化学需氧量是指在规定的条件下，采用化学强氧化剂（重铬酸钾或高锰酸钾）氧化水中有机物所需的氧量（所消耗的氧化剂量），它是表示水中还原性物质（主要为有机物）多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。但主要的是有机物。因此，化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大（COD值越高），说明水体受有机物的污染越严重。化学需氧量（COD）的测定，随着测定水样中还原性物质以及测定方法的不同，其测定值也有不同。目前应用最普遍的是酸性高锰酸钾氧化法与重铬酸钾氧化法。2.5生化需氧量（BOD）生化需氧量是指在人工控制条件下，使水样中的有机物在微生物作用下进行生物氧化，在一定时间内所消耗的溶解氧的量，以每升水消耗氧的毫克数表示（mgL）。生化需氧量越高，表示水中耗氧有机污染越重。目前普遍采用在20条件下5天的生物化学过程需要氧的量为指标，记为BOD5，简称BOD。它在一定程度上反映了有机物在一定条件下进行生物氧化的难易程度和时间进程。BOD和COD的比值是衡量废水可生化的一项重要指标，一般认为该值大于0.3时宜进行生化处理2.6悬浮物（SS）悬浮物是指在水中呈悬浮状态的固体物质。如不溶于水的淤泥、粘土、有机物、微生物等。其直径一般不超过2mm，常悬浮水中。表示单位是mgL。悬浮物是造成水质浑浊的主要原因，是衡量水质污染程度的主要指标之一，悬浮物越多表示水质污染越严重。含有大量悬浮物的工业废水，不得直接排入地面水，以防止污染物淤积河床，也不得直接排入渔业水体，并不得影响水产动植物的生活条件。测定悬浮物时，是将一定体积的废水过滤后蒸干，称量滤出物的干重。2.7总有机碳（TOC）总有机碳是指水体中溶解性和悬浮性有机物含碳的总量。常以“TOC”表示。这是近几年来发展起来的是一个快速检定的综合指标，它包含了水体中所有有机物的含碳量，但不能反应水体中有机物的种类和组成，也不能直接反映有机物的真正浓度。通常作为评价水体有机物污染程度的重要依据。2.8总需氧量（TOD）是指在特殊的燃烧器中，以铂为催化剂，在900度温度下使一定量水样汽化，其中有机物燃烧，再测定气体载体中氧的减少量，作为有机物完全氧化所需要的氧量。2.9重金属对什么是重金属，目前尚没有严格的统一定义，通常是指比重在4或在5以上或密度大于5的金属，如金、银、铜、铅、锌、镍、钴、镉、铬和汞等45种。从环境污染方面所说的重金属，实际上主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属，也指具有一定毒性的一般重金属如锌、铜、钴、镍、锡等。2.10危险废物危险废物，是指列入国家危险废物名录或根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的固废。主要是含有放射性、毒性、腐蚀性和致病性的固体废物。放射性废物主要来源于含放射性元素矿石提取放射性物质过程中产生的废矿渣，放射性物质精炼厂、核燃料元件加工厂、反应堆、核燃料后处理厂及放射性同位素研究、应用单位排放的沾有天然或人工放射性物质的各种器物，放射性废液经浓缩、固化处理形成的废弃物。有毒废物包括各种有毒有机物，如苯系物、含重金属废物、废农药、废有毒试剂等。腐蚀性废物主要指强酸和强碱，致病性废物主要来自医疗和医院废物。危险废物尽管其数量不大，但对环境的污染极为严重，甚至会产生严重的污染事故。所以，我国将危险废物的管理和处置作为固体废物环境管理的重点。3环境管理类术语及理解要点3.1循环经济所谓循环经济（recycle economy），指“在经济发展中，遵循生态学规律，将清洁生产、资源综合利用、生态设计和可持续消费等融为一体，实现废物减量化、资源化和无害化，使经济系统和自然生态系统的物质和谐循环，维护自然生态平衡。”循环经济是把清洁生产和废弃物的综合利用融为一体的经济，本质上是一种生态经济，它要求运用生态学规律来指导人类社会的经济活动。循环经济概念的提出是针对传统经济“资源-产品-污染物”单向流动的线型模式而言的，它带来的是一种“资源-产品-再生资源”的物质反复循环流动的新模式。循环经济的建立依赖于一组以“减量化（Reducing）、再使用（Reusing）、再循环（Recycling）”为内容的行为原则（称为“3R”原则），每一个原则对循环经济的成功实施都是必不可少的。其中，“减量化”，旨在减少进入生产和消费流程的物质和能量流量；“再利用”，目的是尽可能多次或多种方式使用物品，避免物品过早成为垃圾；“再循环”，是要求通过把废弃物再次变成资源以减少最终处理量。资源化有两种途径，一是原级资源化，即消费者遗弃的废弃物资源化后形成与原本相同的新产品，例如将废纸生产出再生纸；二是次级资源化，即将废弃物生产成与原来不同类型的产品。与传统经济“对资源的高开采、低利用、污染物的高排放”相对，以“3R”原则为核心的循环经济展示出的特征是“对资源的低开采、高利用、污染物的低排放”。其目的是通过资源高效和循环利用，实现污染的低排放甚至零排放，保护环境，实现社会、经济与环境的可持续发展3.2环境标志（环境声明）3.2.1定义：用来表述产品或服务的环境因素的声明注：环境标志或声明的形式可以是出现于产品或包装标签上或置于产品文字资料、技术公告、广告或出版物等中的说明符号或图形。环境标志是对产品环境性能以产品生产过程环境绩效的确认，是指导消费的一种手段。3.2.2环境标志的分类：有3种类型：型环境标志计划：自愿的、基于多准则的第三方认证计划，以此颁发许可证授权产品使用环境标志证书，表明在特定的产品种类中，基于生命周期考虑，该产品具有总体环境优越性。用于第三方认证的环境标志：如国际、国内的绿色产品标志等。型标志：以厂商自我声明的方式公布环境信息的标志；如产品的生产组织在其宣传广告等中表示产品是绿色的、生态的等说明。型标志：用基于IS014040系列标准的预设参数类型来量化一种产品的环境数据，而不排斥在型声明计划内的其他附加的环境信息，是一种以明确的数值标明产品环境指标的标志，声明的指标需经独立检验。如企业在产品中对能耗指标的具体标注等。型标志计划：相关方（如：公司、工业部门或独立机构）开展型环境声明的自愿过程，包括设计最低要求、选择参数种类、明确相关方的参与、独立的验证机构和声明的格式。3.3清洁生产3.3.1联合国环境规划署的定义“清洁生产是一种创新的思路，该思想将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，以增加生态效率和减少人类及环境的风险。”对生产过程，要求节约材料和能源，淘汰有毒原材料，消减废物的数量和毒性。对产品，要求减少从原材料提炼到产品最终处置的全生命周期的不利影响。对服务，要求将环境因素纳入设计和所提供的服务中。”3.3.2我国颁布的中华人民共和国清洁生产促进法中对清洁生产的定义为：“不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。”3.4生命周期生命周期：产品系统中前后衔接的一系列阶段，从原材料的获取或自然资源的生成，直至最终处置。注：产品：包括任何商品或服务。生命周期是指从自然界获取资源、能源，经开采冶炼，加工制造等生产过程形成最终产品，又经贮存、销售、使用消费直至报废的处理处置各阶段的全过程，即产品从摇篮到坟墓，进行物质转化的整个生命周期。3.5生命周期评价对一个产品系统的生命周期中输入、输出及其潜在环境影响的汇编和评价。3.5.1生命周期评价的原则1.LCA研究应系统地、充分地考虑产品系统从原材料获取直至最终处置全部过程中的环境因素；2.LCA研究的时间跨度和研究深度在很大程度上取决于所确定的目的和范围；3.LCA研究的范围、假定、数据质量描述、方法和结果应具有透明性。LCA研究应讨论并记载数据来源，并给以明确、适当的交流：4.应针对LCA研究的应用意图规定保密和保护产权的要求；5.应保证LCA方法学的开放性，以便容纳新的科学发现与最新技术发展；6.用于向外公布对比论断的LCA研究要考虑一些具体要求；7.由于被分析系统生命周期的各个阶段存在着折衷因素和复杂性，将LCA的结果简化为单一的综合得分或数字尚不具备科学依据；8.LCA研究不存在一种统一模式，组织应保持灵活性，按照本标准提供的原则与框架，并根据具体的应用意图和用户要求，实际地予以实施。3.5.2生命周期评价的框架和内容生命周期评价须包括目的与范围的确定、清单分析、影响评价和结果解释。1.目的与范围的确定，必须明确规定研究的目的与范围，并使之适合于应用意图。1)研究目的研究目的中须明确陈述其应用意图，开展该项研究的理由及其沟通对象，即研究结果的接受者2)研究范围，在确定LCA研究范围时，须考虑下列内容并予以明确描述：A.产品系统的功能，如系对比研究，则为各个系统的功能B.功能单位C.所研究的产品系统D.产品系统边界E.分配程序F.影响类型和影响评价方法学，以及随后所作的解释G.数据要求H.假定I.局限性J.对初始数据的质量要求K.鉴定性评审类型，如果进行这一评审L.研究报告的类型与格式应妥善规定研究范围，以保证研究的广度、深度和详尽程度与之相符，并足以适应所确定的研究目的。2.生命周期清单分析：包括“周期清单概述”、“数据收集和计算程序”、“生命周期影响评价”、“生命周期解释”四个部分的内容。第3节主要污染物及其危害和治理技术1水体污染物1.1水体水体通常指河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、海洋的总称。在环境科学领域中，水体提特指水、水中的悬浮物、溶解物质、底泥和水生生物等完整的生态系统或完整的综合自然体。研究水体污染既要研究水污染，同时也要研究底质（底泥）和水生生物体污染。所谓水污染是指排入水体的污染物使该物质在水体中的含量超过了水体的本底含量和水体的自净能力，从而破坏了水体应有的用途。1.2废水（污水）被用过且被水体污染物污染了的水称为污水或废水。废水包括生活污水、工业污水两大类，生活用水经过使用，排入下水管道的称之为生活污水，工业生产过程中被用过，为工业物料所污染且无回收价值，在质量上已不符合生产工艺要求，必须从生产系统中排出的水称为工业废水。工业废水由于生产过程、原料、产品的不同，具有不同的性质和成分，一种废水往往含有多种成分。根据废水所含成分，又可分为以下四类：无机废水、有机废水、混合废水、放射性废水。为了反映水体被污染的程度，常用水质指标来表示，涉及化学、物理、生物学性质等各个方面，主要有悬浮物、有机物、酸碱度、细菌和有毒物质等指标，其单位一般为mgL。此外，还有温度、颜色、放射性物质浓度等水质指标。1.3水体污染物的种类及其危害1.3.1重金属重金属主要指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重元素，也包括具有毒性的重金属锌、铜、锰等。重金属以汞毒性最大，镉次之，铅、铬、砷也有相当毒害，被称之为“五毒”。采矿和冶炼是向环境中释放重金属的最主要的污染源，此外不少工业过程也会向环境中排放重金属。重金属的主要污染影响有：在天然水体中产生毒性效应，重金属不能被生物降解，相反却能在食物链的生物放大作用下，成千百倍地富集，最后进入人体，在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中累积，造成慢性中毒。当重金属元素由于某些原因未经处理就被排入河流、湖泊或海洋，或者进入了土壤中，使得这些河流、湖泊、海洋和土壤受到污染，鱼类或贝类如果积累重金属而为人类所食，或者重金属被稻谷、小麦等农作物所吸收被人类食用，重金属就会进入人体使人产生重金属中毒，在人体某些器官中积累造成慢性中毒的现象，轻则发生怪病（水俣病、骨痛病等），重者就会死亡。如日本发现的“骨痛病”，由于镉积累过多，引起肾脏功能失调，骨中钙被钢取代，骨骼软化，此病潜伏期很长，可达1030年。水体中的某些重金属还可在微生物的作用下转化为毒性更强的金属化合物，如汞的甲基化（无机汞在水环境或鱼体内由微生物的作用转化为毒性更强的有机汞，又叫甲基汞），从而危害人的生存。日本出现的“水俣病”就是一个典型的例子。1.3.2无机污染物无机化合物简称无机物，指除碳氢化合物及其衍生物以外的一切元素及其化合物，如水、食盐、硫酸等，一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、氰化物等也属于无机物。无机污染物是指由无机物构成的污染物。废水中的许多酸、碱、盐、氮磷、砷等属于无机污染物。它们主要来自化工厂、农药厂、电镀厂、化纤厂和冶炼厂的排水。含无机物的废水排入水体后，会使水的酸碱度发生变化。使水生物受到毒害甚至无法生存。酸度大或碱度大的废水对生产和生活也会带来不良影响，使之失去使用价值。某些无机物进入水体，也会使水中的溶解氧减少，产生类似有机物影响的有害作用。1.3.3有机污染物有机污染物是指以碳水化合物、蛋白质、氨基酸以及脂肪等形式存在的天然有机物质及某些其他可生物降解的人工合成有机物质，如酚类化合物、苯类化合物及油类等。这些有机物质主要来自生活污水和一部分工业废水，如：由城市污水，食品工业、造纸工业、石油化工厂、焦化厂、炼油厂、染料厂等排放的含有大量有机物的废水，这些污染物在水中进行生物氧化分解过程中，需消耗大量溶解氧，一旦水体中氧气供应不足，会使氧化作用停止，引起有机物的厌氧发酵，散发出恶臭，污染环境，毒害水生生物。有机污染物又分为：1.有机有毒物质有机有毒污染物质的种类很多，它们的影响、作用不同，现主要介绍以下几种：a)酚类化合物：酚是芳香族碳氧化合物，苯酚是其中最简单的一种。酚类化合物是有机合成的重要原料之一，具有广泛的用途。酚作为一种原生质毒物，可使蛋白质凝固，主要作用于神经系统。水体受酚污染后，会严重影响各种水生生物的生长和繁殖，使水产品产量和质量降低。b)有机农药：包括杀虫剂、杀菌剂和除草剂等，其中有机氯农药水溶性低而脂溶性高，易在动物体内累积，对动物和人体有很大危害。c)多氯联苯（PCB）：PCB是一种化学性能极为稳定的化合物，它进入人体主要蓄积在脂肪组织及各种脏器内。日本的米糠油事件就是食用被PCB污染的米糠油而导致的。d)多环芳烃类：多环芳烃是指多环结构的碳氢化合物，其种类很多，如苯并芘、二苯并芘等，其中以苯并（a）芘最受关注，苯并（a）芘已被证实是强致癌物质之一。2.有机无毒物有机无毒物主要指耗氧有机物，过多的耗氧有机物排入水体，会造成水体中溶解氧严重不足甚至耗尽，从而恶化水质，对水生生物的生存产生影响和危害。耗氧有机物种类繁多，组成复杂，难以分别对其进行定量、定性分析。在实际工作中，常用化学需氧量（COD）、生物需氧量（BOD）、总有机碳（TOC）指标来表示水中有机物的含量。1.3.4生物性污染物水体中的病原微生物主要来自生活污水和医院废水、制革、屠宰、洗毛等工业废水，以及牧畜污水。病原微生物包括病菌、病毒、寄生虫三类。含有生物污染物的废水排入水体，不仅会使水体溶解氧降低影响渔业生产，而且直接影响人的健康。病原微生物是水体污染中主要的污染物，它们会直接导致人的发病和死亡。1.4水体污染物的治理技术污水处理的基本方法就是采用各种技术和手段，将污水中所含的污染物质分离去除，回收利用，或将其转化为无害物质，使得水净化。现代污水处理技术，按照原理可以分为物理法、化学法、物理化学法和生物法。1.4.1物理法利用物理作用将废水中呈悬浮状态的漂浮物、悬浮物和油污等污染物质分离出来的处理方法，其处理过程不改变污染物质化学性质。物理法适用于胶体、悬浮物较多，COD在200mgL左右的有机类污水。属于物理法的污水处理技术主要有：筛滤（截留）、沉淀、气浮、沉降、隔油、筛分、过滤和离心分离等。1.筛滤（截留）利用筛滤介质截留废水中的悬浮物。筛滤处理的设备有：格栅、微滤机、砂滤机、真空滤机、压滤机（后两种多用于污泥脱水）等。2.沉淀（重力分离）利用废水中的悬浮物和水密度不同的原理，借重力沉降（或上浮）作用，使悬浮物从水中分离出来。沉淀处理设备有沉砂地、深沉池及隔油池等。3.气浮此法是将空气打入废水中，并使其以微小气泡的形式由水中析出，废水中比重近于水的微小颗粒状污染物质（如乳状油等）粘附到空气泡上，并随气泡上升到水面，形成泡沫浮渣而被去除。由于空气打入方式的不同，气浮处理法又可分为：加压溶气气浮法、叶轮气浮法和射流气浮法等。为了提高气浮效果，有时需向废水中投加混凝剂。属于物理法的废水处理技术还有离心分离、磁分离、蒸发等。1.4.2化学法利用化学反应来分离、回收废水中的溶解性污染物，或使其转化为无害物质的废水处理方法。常用化学处理法的有：混凝法、中和法、氧化还原法、电解法、化学沉淀法。化学处理法多用于处理生产污水。1.混凝法废水中呈胶体状态的污染物，通常带负电荷，胶体颗粒之间互相排斥形成稳定的混合液。若向水中投加带有相反电荷的电解质（即混凝剂），可使废水中的胶体颗粒变为电中性，从而破坏了稳定性，在分子引力作用下，凝聚成较大颗粒而下沉。这种方法适用于处理含油废水、染色废水、洗毛废水及某些重金属等。此法用途广泛，可作为预处理、中间处理或最终处理。常用的混凝剂有：硫酸铝、碱式氯化铝、硫酸亚铁、三氧化铁等。2.中和法利用酸碱中和原理，处理酸性废水或碱性废水。向酸性废水中投加碱性物质如石灰、氢氧化钠、石灰石等，使废水变为中性。对碱性废水可吹入含有CO2的烟道气进行中和，也可用其他酸性物质进行中和。选择中和方法时应考虑下列因素：废水中所含酸类或碱类物质的性质、浓度、水量及其变化规律；应先寻找能就地取材的酸性或碱性废料，并尽可能加以利用；本地区中和药剂和滤料（如石灰石、白云石等）；接纳废水水体性质、城市下水道能容纳废水的条件、后续处理（如生物处理）对pH值的要求等。3.氧化还原法废水中呈溶解状态的有机或无机污染物，在投加氧化剂或还原剂后，由于电子的迁移，而发生氧化或还原作用，使其转变为无害的物质。氧化法多用于处理含硫、酚、氰废水，常用的氧化剂有空气、漂白粉、氯气、臭氧等。还原法多用于处理含铬、含汞废水，常用的还原剂有铁屑、硫酸亚铁等。4.电解法电解质溶液在电流作用下发生化学反应的过程称为电解。利用这一原理，在废水中插入电极，并通过电流，在阴极上接受电子，在阳极上放出电子。上述过程使阳极发生氧化作用，在阴极上发生还原作用。工业废水中的溶解性污染物可通过电解中的氧化还原反应，形成沉淀或形成气体逸出。目前，电解法主要用于处理含铬及含氰废水。5.化学沉淀法向废水中投加可溶性化学药剂，与水中呈离子状态的无机污染物起化学反应，生成不溶于水或难溶于水的化合物，析出沉淀，使废水得到净化。化学沉淀法多用于去除废水中重金属离子，如汞、镉、铅、锌等。由于其沉淀物含有较高浓度的重金属，必须设法回收利用或注意妥善处理。1.4.3生物法利用微生物新陈代谢功能，将废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物降解并转化为无害的物质，使废水得以净化的方法。生物法适用于生化性较好，溶解性污染物较多的有机类污水。属于生物处理法的技术方法有：活性污泥法、生物膜法、厌氧消化法、生物稳定塘、土地处理法等。1.4.4.物理化学法主要是利用吸附、浮选、萃取、吹脱、和膜分离等物理化学过程来处理回收废水中用物理法和化学法不能除净的污染物。1.4.5活性污泥法及其处理的简单工艺流程1.活性污泥法：这是当前使用最广泛的一种生物处理方法。活性污泥法就是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。其原理就是将空气连续注入曝气池的污水中，经过一段时间，水中即形成有大量好氧微生物的絮凝体活性污泥。活性污泥能够吸附水中的有机物，生活在活性污泥中的微生物以有机物为食料迅速生长增殖，继续消耗有机物，使废水得以净化。曝气后的废水混合液，经沉淀分离，水被净化排放，沉淀分离后的污泥作为种泥，部分回流曝气池。活性污泥法经不断发展已有多种运行方式，如传统活性污泥法、阶段曝气活性污泥法、再生曝气活性污泥法、吸附再生活性污泥法、延时曝气活性污泥法、氧化沟法、序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor，简称SBR工艺）、AB法等。2.处理工艺：活性污泥净化废水的过程分为下列四个阶段：a.曝气初期，悬浮性的胶体物质向活性污泥附聚，被吸附；b.活性污泥吸收溶解性的有机物；c.被吸附与吸收的物质由活性污泥上的细菌进行代谢；d.活性污泥在二次沉淀池中凝聚、沉淀。3.影响活性污泥法污水处理效果的因素和所有生物相同，活性污泥微生物只有在其适宜的环境条件下生活，生理活动才能正常进行。活性污泥处理技术就是人为地为微生物创造良好的生活环境条件，使微生物以对有机物质降解为主体的生理功能得到强化。能够影响微生物生理活动的因素较多，其中主要的有营养物质、pH值、温度、溶解氧以及有毒物质等。1.5污水处理系统工业废水中的污染物多种多样，很难预期使用一种方法就能够把所有的污染物完全去除。一种废水往往需要通过由几种方法组合的处理系统进行处理，才能达到要求。废水处理流程的组合，一般遵循先易后难、先简后繁的原则。先去除大块垃圾和漂浮物质，然后再依次去除悬浮固体、胶体物质及溶解性物质。即首先使用物理法，然后再使用化学法或物化和生物处理法。采取由哪几种处理方法组成的处理系统，要根据废水的水质、水量、回收其中有用物质的可能性和经济性，受纳水体的具体要求，经调查、研究和多方案比较后决定。必要时还应做试验，以科学合理地确定处理流程。此外，污水治理除考虑上述的技术、经济与社会等因素外，还应合理考虑是分散还是集中处理，通常在污染源进行废水的预处理，然后集中于污水处理厂作进一步的废污水净化。这是进行水污染控制的有效途径。无论是工业废水，还是城市污水或生活污水，排出的废水水质和水量在24h内是不均衡的，因此，一般在废水处理系统之前应设置均和调节设施，以保证系统正常运行。此外，酸性废水、碱性废水以及短期排出的高温废水等也可通过调节池中和、平衡。城市污水及工业废水的处