第五章 污染源第一节 概述
在环境保护工作中，经常涉及污染源这一术语，它还没有一个确切的定义，一般它既含有污染物发生源，也含有污染来源的意思。通常把产生物理的（声、光、热、辐射等）、化学的（无机物、有机物）、生物的（霉菌、细菌、病毒等）有害物质及因素的设备、装置、场所等，都称为污染源。
在环境保护工作中，为了便于研究问题，常根据污染源的特点进行分类。如为解决大气污染进行污染源调查时，可以把污染源分为工业污染源、生活污染源。由燃料燃烧造成大气污染的污染源又分固定污染源和移动污染源；点源和面源等。在研究水体污染时，我们除了分为点源、面源外，还有扩散源。由于污染源调查目的不同，分类方法也不完全一样。从整个环境污染问题出发，一般将污染源概括分为工业污染源、交通运输污染源、农业污染源、生活污染源四大类。
一、工业污染源概述
工业企业是废水、废气、工业废渣、噪声等的主要发生源，是城市环境的主要污染源。不同行业所排放的污染物也不尽相同，下面仅就工业污染源中一些共同性的问题作些分析。
1．燃料燃烧问题
工业生产过程中所需的动力、热能、电能主要来自燃料的燃烧，这是造成城市大气污染的主要污染源。污染物发生源是各种形式的锅炉、窑炉等燃烧装置。在我国当前和可预见的将来主要是烧煤，煤的成分可分为无机和有机两类（主要含有碳、氢、氧、氮、硫、硅、铝、钙、铁、镁等元素，以及其他微量金属元素如汞、铅等）。燃料燃烧是个氧化过程，煤在燃烧时，碳氧化为二氧化碳（CO2）和一氧化碳（CO）。燃烧充分时主要为CO2，燃烧不充分时CO增多，而且还出现游离碳（表现为黑烟）。燃烧中的硫分有无机硫及有机硫，在燃烧过程中主要转变为二氧化硫。燃料中的氮化物经燃烧可分解成氮氧化物（NOx），不过大量的氮氧化物主要是在高温燃烧时，空气中的氮被氧氧化而形成的。当燃烧温度高于2100℃时，空气中的氮有1％以上被氧化为一氧化氮。燃烧温度和生成一氧化氮的关系见表5-1。
其他元素如硅、铝、钙、铁、镁等，在燃烧后形成氧化物留在灰分中（有些随烟排出）。总括以上过程可以看出，煤的燃烧是烟尘、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物的主要污染源。而这些有害物质（CO2除外），也正是大气污染的主要污染物，所以解决大气污染问题要从这里入手（表5-2）。
2．工业用水问题
工业生产是离不开水的，水在工业生产中有多种用途：是传递热量的介质（比热大），是工艺
过程中的溶剂、洗涤剂、吸收剂，萃取剂，也用作生产原料或反应物的反应介质。工业生产大量用水，也就不可能不排放相当数量的工业污水（即工业“废水”），因而通常把工业“废水”作为水体污染的主要污染源是合乎实际的（表5-3）。
长期以来人们对水的利用存在一种误解，以为水是一种取之不尽，用之不竭的资源，可以任意滥用；江河湖海的净化能力似乎是无限的，可以任意排污，这种错误的观点所造成的后果是严重的，城市中的“水荒”就是一个明显的表现。如对北京市南郊工业区的一次调查，发现水的浪费
严重。33个厂每天总用水量达8.2万吨，其中靠自备井提供的为4.6万吨，占56％，其余部分靠自来水公司提供。各厂的自备井，开采无控制，用水无限制，有的厂不管生产上用不用水，每天24小时抽水不停。33个厂的排水总量中工业排水占89％，其中可供回用的水比例很大，仅就19个工厂的初步统计，可供回用的冷却水和工业净下水占工业总排水量的74％（约每天5万吨）。此外工业洗涤水的浪费也大，如大部分电镀厂，由于漂洗工艺不合理，漂洗水浪费量约达90％。如果各厂领导重视节约、回用，将排水量压缩 1/2—2/3，工业废水处理问题就比较容易解决。
压缩用水量的主要途径是改革生产用水工艺，争取不用或少用水，并提高循环用水率。这个问题已引起了各国的注意。以炼油厂每炼一吨原油的用水量为例：在美国1937年为33米3，1962年为20米3，1970年为12—11米3，甚至少到5米3 。近来采用湿式空冷可降到0.2—0.3米3。我国现在是20—30米3。一个年处理1000万吨原油的炼油厂，含油工业废水就达2—3亿米3。如果我们也改用湿式空冷工艺，把炼一吨原油的用水量降为0.2—0.3米3，同样规模的厂，每年也不过排含油工业废水200—300万米3，再扩建10个这样的厂， 也不过增加废水2000—3000万米3，比没有改革工艺前一个厂的废水量还少得多。工业废水处理的投资比原有的一个厂还要少（约为原来的1/10多一些）。这样做既解决了环境污染，又节约了投资。
3．工业生产工艺过程所造成的污染
任何一个生产工艺过程也不可能将原料全部转化为人们所需要的产品，产品以外的剩余物料就是形成污染物的来源（表5-4）。比如用纯银与比较纯的硝酸制硝酸银（AgNO3），这样一个简单的生产工艺过程，使用的原材料也比较纯，但也只有大部分原料转变为硝酸银，其余部分则
转变为NO、NO2等气体，如不加以回收就成为污染大气的有害气体。如果用30％的烧碱（NaOH）溶液去吸收，可得到硝酸钠、亚硝酸钠，不但可消除污染，而且还能增加另一种产品。
如果是比较复杂的生产工艺过程，有的原料中就带来了多种本生产工艺不需要的物质（如制硫酸使用的高砷硫铁矿）；有的则是工艺过程长、反应复杂，中间产物多（如染料工业），这就使得工业排出物中含有多种污染物质（表5-4）。大搞综合利用，采用无污染工艺，作到向环境少排放或不排放有害物质，才是消除或控制环境污染的根本办法。
由于管理不善或设备问题（维修不善、生产能力不平衡或陈旧落后）而造成的污染物流失（据一些地区的调查，这种污染要占工业污染的50—70％），需要立即着手解决。加强管理，消除事故性排放，可减少30—50％的排污量。如对生产设备加强维修，并进行必要的技术改造，则又可减少20—30％的排污量。
工业产品也可造成污染。有些工业产品是另外一些部门的生产设备或装置，如锅炉、印刷机、汽车等，在产品设计、制造时，如不考虑环境污染问题，会给环境保护工作带来很大困难。如我国某市，为了消烟除尘，每年可改装200—300台锅炉，但每年从外地购入的新锅炉又大都需要改装，而新锅炉的数字又大于200—300台，这就加重了改装锅炉的负担。这种性质的污染需在产品设计、制造时解决。
另有一些工业产品，它本身就是污染环境的有害物质，如DDT、六六六等农药，以及多聚联苯（PCB）等。对这些产品要控制使用，并要在包装、运输过程中避免散漏。但最根本的办法还是用无污染或少污染的产品代替它们。
人类的生产活动把埋藏在地下的物质与能源开发出来。一些天然物质愈来愈多地为人工合成物质所代替（如杀虫剂、人工合成材料、染料等）。所有这些都会改变地理环境中物质循环和能量交换系统，打破原来的物质和能量的平衡状态，破坏生态系统的平衡，危及人们的健康。这是环境对于人类的反作用所造成的后果。人类改造环境，而环境给人以反作用这是不以人的意志为转移的客观规律。问题在于如何认识这个规律，采取必要的措施，使其不能为害，甚至化害为利。工业技术的发展也为环境保护工作提供了有利条件。七十年代以来，一些工业发达的国家，经过采取治理措施，环境质量已有明显改善。
二、交通运输污染源概述
现代化交通运输工具汽车、飞机、船舶等也是造成环境污染的污染源。交通工具造成的污染表现在三个方面；（1）运行中发出的噪声；（2）运载有毒、有害物质的泄漏和清洗（清扫）车体（船体）的扬尘及污水（如油船压舱水）；（3）汽油、柴油等燃料的燃烧等。城市中的汽车尾气已普遍引起了注意。汽车排气造成的污染物已如前述。
我国城市的主要交通运输污染源是汽车等机动车辆。从数量来看我国城市中的机动车辆并不算多，大城市也不过20万辆，中等城市有的还不到10000辆。但由于管理不善，以及排污量大的机动车占相当的比例，所以交通运输所造成的污染有些城市已相当严重。据九个城市的调查，市中心区的噪声曾达到80分贝。有的城市，在交通量大的交叉路口，NOx已经超标。交通工具所造成的污染应引起严重注意。
船舶造成的油污染，火车烧煤引起的污染及清洗货车造成的水污染，也已开始引起注意，并正采取控制措施。
三、农业污染源概述
农业也是造成环境污染的一个主要污染源，农业污染主要包括三个方面：
1．农药污染
人们对农药所造成的环境污染是有一个认识过程的。虽然早就知道有机氯农药残效长，不易分解，但在五十年代只看到DDT等有机氯农药所带来的好处，而忽视其害处，不把农药看作一种污染来源。到六十年代初发现在土、水、溪底等都有农药的残留，死鱼、死鸟现象也增多起来。特别是1962年莱切尔·卡逊（Rachel. Carson）发表了《寂静的春天》一书，她在书中说由于杀虫剂的滥用，“使得鸟儿的歌唱和鱼儿在河水里的欢跃静息下来”，“它们不应该叫做‘杀虫剂’，而应称为‘杀生剂’”。DDT等有机氯农药可以通过消化道和肺部被吸收并大量地贮存在富于脂肪质的器官内（DDDT本身是脂溶性的），如肾上腺、睾丸、甲状腺。一部分留存在肝、肾及包裹着肠子的肥大的、保护性的肠系膜的脂肪里。 DDT在生态系中通过鸡蛋、牛奶等食品在人体内积累，并可通过胎盘、母奶传给婴儿。研究结果表明，在整个生物圈内确实存在着农药残留物。在土壤、空气、水体、生物、人体组织、农作物，甚至极地的某些鸟类、哺乳动物的体内，也都存在着农药残留物。污染环境的主要是一些长效性农药，这些农药的特点是：结构比较稳定，在空气中经酸、碱、氧、紫外光作用后不易分解；脂溶性强，水溶性小；在生物体内，不容易被酶分解，因而在脂肪体内容易积累。
关于有机氯农药DDT等是否对人体有致癌作用，近几年来用动物实验的结果，可以肯定对小鼠有致癌作用，对大鼠还没有肯定。美国加利福尼亚大学生理、医药物理教授H·B·Jones认为DDT等有机氯农药不是致癌物质，而且有时能抑制癌症；另一些研究表明有机磷农药有促癌作用。我国当前农药最大品种是有机氯农药六六六、DDT及有机磷农药乐果、敌百虫等，而六六六、DDT使用量大，是对环境（水、土、大气）的主要污染物质。
2．化肥使用过多所造成的污染
施用化肥以增补土壤中养分的损失，是农业生产中经常要进行的。但使用过量，或土壤流失严重，使氮素（或磷）从耕地上流失，造成对环境的污染。氮、磷流失，进入水体，可造成水体的富营养化；氮的流失所产生的另一种危害是饮用水中硝酸盐的积蓄。硝酸在人体内，可变为有毒的亚硝酸盐，可减低血液输送氧的能力，婴儿在这方面特别敏感。实验证明，亚硝酸盐可与仲胺在体内生成亚硝酸胺，从而引起癌变；氮肥的分解可引起臭氧层的破坏。（世界卫生组织规定饮用水中硝酸盐的极限值为 100ppm，有的国家规定为 10 ppm。）
3．土壤流失及农业废弃物的污染
土壤本是有时也是一种污染物。不适当的水土保持措施导致水土流失，同时某些污染物在降解或被土壤微生物或作物利用前就进入地表水。在某些情况下，土壤变成蔓延极广并污染河流和湖泊的沉积物。
农业废弃物，在我国基本上是用作肥料，还不算作污染物。在有些国家，如在日本则担心养猪污水（猪粪尿等）对水质造成污染。猪粪尿所含BOD（即生化需氧量）负荷量平均为 200克/头/天（约为人口当量的5.5倍），1967年全国600方头猪，BOD负荷为每天1200吨（约），其中74％通过某种途径还原于土壤，构成水质污染的每天约为300吨。我们在发展机械化养猪时不可不注意这个问题。
四、生活污染源概述
生活污染源主要是城市化造成的。由于城市人口密集，居民排出的各种生活污水，使水体受到污染，并造成病菌的扩散和传播严重威胁居民的健康。如1848和1854年夏，伦敦先后几次因生活污水污染水体，引起霍乱大流行，造成数万人死亡。现在城市规模更大，人口更为密集，生活污染源的问题更应引起注意。
1．生活用煤所造成的污染
烧煤做饭和取暖是城布大气污染的主要的污染源。以北京市为例，虽然各种生活用煤占全年总用煤量的1/4，但几十万户的火炉是分散的面污染源，它们近地面排出的烟尘，难于扩散，所以说这部分问题不解决，就很难解决北京市的大气污染问题（取暖季节问题暴露得最为明显）。煤灰渣又是城市垃圾的重要组成部分。
2．生活污水（包括粪便污水）造成的污染
1） BOD 负荷量增加 生活污水中的腐败有机物排入水体后，微生物分解这些有机物时需消耗水中的氧，水中的溶解氧低于4毫克/升时，鱼便难于生存，缺氧严重时，嫌气菌乘机活动，分解有机物产生硫化氢，使河流变成臭水沟。测定水中腐败有机物含量的一种方法，就是用微生物（好气菌）分解这种有机物的需氧量（毫克/升）来表示，即所说的生化需氧量（BOD）。生活污水所含腐败有机物造成的污染，实质就是使水体的BOD增加，也就是增加了BOD负荷。由居民家庭排出的污水所含BOD负荷量，大约为36克/人/天。如果城市人口为500万，则其总BOD负荷为180吨。如果在不致使水质过分恶化的条件下，每立方米水可提供6克氧供好气菌来分解这些有机物，那就需要有3000 万立方米的水来承受它。
2）水体富营养化 生活污水中含有氮、磷等基本元素的简单分子及其他营养物，它们排入水体后，使某些浮游生物和藻类大量繁殖，其结果也减低了水中氧的含量，造成鱼类等的死亡。在我国喂猪、农田施肥等利用了部分生活污水，这是解决生活污水的一个好办法。
3．生活垃圾造成的污染
在我国废品收购（回收、利用），以及农田施肥利用了相当一部分生活垃圾。所以相对来说我们的问题不像日、美、欧洲等工业发达国家那样严重。