環境保護與污染防治

8-1 我們脆弱的地球 雨林、綠地、沼澤之消失 沙漠之擴張 大氣、河川、土壤、地下水之污染 每天上百種動植物之滅絕 

8-2 人口的膨脹 前全球人口約60億、成長率約1.7 %  2040年為2 倍(120億) (圖8-2) 天災、飢荒、瘟疫、人禍 天然資源(林、礦、土、水)之消耗  地環生態環境遭到嚴重破壞

8-3 土壤的敗壞 肥沃的土壤是食物的命脈 不當使用 ? 高爾夫球場 ? 土壤流失 ? 土質鹽化 ? 重金屬污染 ? 有機污染

8-4 水污染 第一因素: 人類排泄物 逐水草而居: 為了取水及棄置排泄物(圖8-4) 供水系統受到污染，引起疾病流行 水污染之種類:   水污染之種類: 1) 病原體; 2) 耗氧性廢棄物; 3) 養分; 4) 懸浮物;  5) 鹽類或重金屬; 6) 農藥等。

8-4-1 病原體 導致疾病發生的微生物 細菌、病毒、原生動物、寄生蟲 供水系統污染後造成流行性疾病 落後國家問題仍嚴重 水媒病害   水媒病害 經口進入人體 水接觸病害 經接觸進入人體

8-4-2 耗氧性廢棄物 水生動植與所需氧氣 水中溶氧因溫度及深度而異  有機(耗氧性)廢棄物 人畜排泄物、市鎮廢水、食品造紙等工業廢水

含氧量與水族生物之關係(圖8-5)

8-4-3 養分 植物生長需 氮、磷、鉀等元素 優養化現象(eutrophication) 一般水域皆少量而限制水生植物之生長 水中養分過多，植物過度繁生後，在其死(凋)亡分解過程大量消耗水中氧氣，使水中含氧降低，使水族動物缺氧而無法生存。 其腐敗之有機物質，對水質顏色、嗅度及味道，都有不良影響

8-4-3 養分 含氮、磷廢水問題(圖8-6)  紅潮(赤潮)

8-4-5 懸浮物 森林砍伐、市鎮開發、農耕、開礦等 其中以市鎮開發之污染最為嚴重 使透光度降低、光合作用遞減、水中植物凋謝而使氧氣含量降低， 水族動物生存受到威脅。 

8-4-6 鹽類和重金屬 自土壤中溶出，使地下水污染 總溶解固體量(TDS) 飲用水500 mg/l 淡水1500 mg/l; 海水 3000~3400 mg/l 工業廢水及農藥之使用  

8-5 空氣污染 20,000公升/天/人 空氣污染物質 可分為一級空氣污染物及二級空氣污染物 A)一級空氣污染物 (佔90%)   可分為一級空氣污染物及二級空氣污染物               A)一級空氣污染物 (佔90%)        一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、揮發性 碳氫化(VOC)物、懸浮粒子等5種(圖8-7)            B)二級空氣污染物          由一級空氣污染物與空氣成分起化學變化 而成硫酸及其化合物、硝酸及其化合物、 臭氧、其他光合作用產物  

8-5-1 一氧化碳 主要來源為車輛(65.7%)、火力發電、固體廢棄物堆積等等 暴露於濃度10 ppm以上、超過8小時，就有中毒徵狀(都市中較常發生) 改善方法 A) 降低汽機車數目及流量    B) 提高引擎及燃燒爐效率    C) 固體廢棄物以焚化爐的擴增及設計來改善

8-5-2 二氧化硫 產生酸雨主要物質之一 主要來自於重油、煤炭等之燃燒 2SO2 + O2  2SO3 火力發電廠為主，佔79 % 無色、有強烈刺激味，易引起呼吸系統之疾病 2SO2 + O2  2SO3 SO3 + H2O  H2SO4 酸雨之影響

8-5-3 氮氧化物(NOX) 一氧化氮及二氧化氮之合稱 酸雨來源之一(產生硝酸) N2 + O2  2NO 2NO + O2  2NO2 4NO2 + H2O  4HNO3 主要污染源為汽車(55.8 %)及火力發電廠(39.7 %) 二氧化氮為紅棕色之有毒氣體、刺鼻、刺眼 吸入造成肺部嚴重受損 吸入濃度200ppm以上氣體者有生命之虞

8-5-4 碳氫化物(VOC) 主要污染源為汽車(34.6 %) 及加工製造業(43.8 %) 尚有顏料廠、油漆廠及洗滌 業之有機溶劑蒸發 光化學煙霧(圖8-9) 碳氫化物其產生之主要物質 吸入會造成呼吸系統疾病，      如刺眼、咳嗽、氣喘、頭痛、胸部緊壓等現象

8-5-6 懸浮微粒 直徑在0.0002微米~500微米間，散布在大氣中之固體或液體粒子 (表8-1)  

8-5-6 懸浮微粒 來源可分為: A) 自然來源 森林火災、火山爆發、灰塵、花粉孢子、細菌、霉菌等 B)人為來源             森林火災、火山爆發、灰塵、花粉孢子、細菌、霉菌等         B)人為來源             工業製造、營造工程、車輛等 具危險性、有毒性及致癌性   粒子大小之問題:         A) < 1微米: 不會造成呼吸器官問題         B)  1~3微米: 滯留肺泡內，久之成肺氣腫、塵肺病等呼吸系統疾病         C) 3~5微米: 會沉積於呼吸道         D) 5~10微米: 截留於鼻腔中

8-6 平流層臭氧的衰竭 平流層臭氧可隔絕99 %紫外線之功能 自1983年後南極上空之臭氧層每年均會發生破洞 其中以1992年最為嚴重，面積為美國之三倍 氟氯碳化物(CFCs) 安定、無毒性、無燃性之化合物 廣用於冰箱及冷氣之冷媒、噴髮膠、除臭劑及微電腦之清洗劑 為平流層臭氧主要破壞物 CF2Cl3 + UV  CF2Cl + Cl˙ Cl˙+ O3 + UV  ClO˙+ O2

8-7 全球暖化現象 太陽輻射及紅外線輻射 溫室氣體(溫室效應) 二氧化碳、甲烷、二氧化氮、氟氯碳化物(表8-2)

8-7 全球暖化現象 溫室氣體(溫室效應) 二氧化碳變動歷史(圖8-11) 20,000年前之濃度約200 ppm 100年間增加了26 %     主因大量化石燃料之使用   大氣溫度與二氧化碳含量之關係 (圖8-12)

8-8 物種的滅絕(extinction) 99 %之物種已滅絕 原因: 基因突變或運氣不佳 A) 環境之人為改變 如台灣雲豹、鮭               如台灣雲豹、鮭         B)  環境之自然改變               恐龍於中生代之消失  以A)類之問題為嚴重 消失速度: 1種/千年  數個100~1000種/千年

8-9 拯救地球之道 沒有健康的地球，就沒有人類生存之空間  

8-9-1 空氣污染的防治 A) 研究開發無污染或污染性低的能源 B) 抑制有害氣體之生產及排放 降低化石燃料之使用 太陽能、風能、核能   B) 抑制有害氣體之生產及排放 1987年24國之蒙特婁公約            要求1998年之CFCs使用量為1986年之1/2 開發新冷媒   C) 鼓勵育林及減少砍伐 有助於二氧化碳含量之減少，並降低大氣氣溫  

8-9-2 水污染的防治 盡量減少廢水之排放 循環再利用、工業製程或處理方法之改變、農藥使用量之限制 規劃完善掩埋場及合乎標準之焚化爐  

8-9-3 土壤的維護 避免污染物進入土壤 有效管理土地之不當使用 如高爾夫球場之濫建、新市鎮之不當開發  

8-9-4 保護物種免遭絕種 三方面著手: A) 立法以保護物種之棲息地 B) 嚴訂狩獵季節、數量及設定物種繁殖目標       C) 成立保護區，以保護頻臨減種之野生動物 及稀有動物