化工环境保护概论（杨永杰）（第四版）

第四版前言
2021年1月15日，中国石油和化学工业联合会发布《中国石油和化学工业碳达峰与碳中和宣言》，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。
石化行业作为碳排放较高的行业，“十四五”期间围绕绿色低碳在以下几个方面开展工作：一是推进能源结构清洁低碳化，大力发展低碳天然气产业，实现从传统油气能源向洁净综合能源的融合发展；二是大力提高能效，加强全过程节能管理，淘汰落后产能，大幅降低资源能源消耗强度，全面提高综合利用效率，有效控制化石能源消耗总量；三是提升高端石化产品供给水平，积极开发优质耐用可循环的绿色石化产品，开展生态产品设计，提高低碳化原料比例，减少产品全生命周期碳足迹，带动上下游产业链碳减排；四是加快部署二氧化碳捕集驱油和封存项目、二氧化碳用作原料生产化工产品项目，积极开发碳汇项目；五是加大科技研发力度，瞄准新一代清洁高效可循环生产工艺、节能减碳及二氧化碳循环利用技术、化石能源清洁开发转化与利用技术等，增加科技创新投入，着力突破一批核心和关键技术，提高绿色低碳标准；六是大幅增加绿色低碳投资强度，加快清洁能源基础设施建设，加强碳资产管理，积极参与碳排放权交易市场建设，主动参与和引领行业应对气候变化国际合作。
石化行业绿色低碳发展任重道远。新的形势下，对培养化工技术技能人才的职业院校提出了更高的要求。教材充分体现了党的二十大精神进教材，贯彻生态文明思想，践行绿水青山就是金山银山的理念。推动绿色发展，促进人与自然和谐共生。本教材是在第三版的基础上，征询了使用院校教师意见，对第三版教材中陈旧的资料、数据和内容进行了更新，结合绿水青山就是金山银山的理念，融入构建生态共同体相关内容，同时增补了典型化工废气治理技术、化工行业循环经济、绿色制造和化工行业绿色低碳转型之路等内容。
教材在保持原有结构框架的基础上，每章最后增加了实践活动项目，为学生开展环保实践活动提供主题素材。在融媒体方面，新增了二维码扫描素材，方便读者直观学习化工环保典型设备的结构与工作原理以及相关环保拓展知识。
本次修订由天津渤海职业技术学院杨永杰、涂郑禹共同完成。国务院特殊政府津贴专家、天津渤天化工有限责任公司教授级工程师邱泽勤给予技术审定。
本书的修订编写过程中参考了有关著作与文献，在此向有关作者致以崇高的敬意和深深的感谢。
由于编者水平有限，不妥之处敬请读者给予批评指正。

编者
2023年3月



第一版前言
当前，全球性环境污染是人类面临的最大威胁之一。加强环境科学知识教育，普及环境保护知识，增强全民环境保护意识是环境保护工作的一项重要内容。在中等职业学校非环境专业开设概论性环境保护课是环境教育的重要组成部分。本教材就是依据全国石油与化工中专教学指导委员会1996年5月颁布的全日制化工普通中专《化工环境保护概论教学大纲》编写的。
化工生产的产品多样化、原料线路多样化、生产方法多样化是其显著的特点，许多污染事件都是由化工生产和化学物质所造成的，因而，化学工业成为环境污染的主要部门之一。本教材结合化工的特点，论述了化工环境保护的基本概念、基础理论和废物的基本处理方法。全书共分八章，重点介绍了废气、废水、废渣的污染控制和资源化处理，并介绍了化工清洁生产、环境保护与可持续发展的最新内容。
本教材紧密结合职业教育的特点，通过实训内容强化能力培养，转变教育观念，突出案例教学，注重新知识的引用，显现出实用性、可读性、前瞻性的特征。
2000年8月在内蒙古石油化工学校召开了《化工环境保护概论》教材编写提纲审定会，十余所化工中专学校代表进行充分讨论，认为该课程作为化学工艺专业的一门必修课，所选内容力求概括、精练。全书可以根据不同地区和不同专业来选择教学内容，以30学时左右为宜，根据教学大纲要求，第六章、第七章可作为选学内容。本书适用于中专、技校、职业高中等中等职业学校的化工、医药、造纸、食品、材料、冶金及其他专业的教学，也可作为高等职业技术学院相关专业的教学参考。
本书由天津渤海职业技术学院杨永杰编写第一章、第二章、第三章、第六章、第七章、第八章，山西太原化工学校张苏琳编写第四章、第五章。全书由杨永杰统稿主编，山东省泰安化工学校许宁主审。
本教材的编写得到了编者所在单位和领导的大力支持，同时得到了全国石油与化工专业教学指导委员会委员黄震、于兰平的大力帮助。在2000年12月的审稿会上，广西南宁、常州、山东泰安、太原、新疆、徐州、兰州等化工学校教师都提出了宝贵意见，在此一并表示感谢。
因学术水平有限，不当之处在所难免，真诚期待广大读者批评指正。

编者
2001年5月



第二版前言
经济发展与环境保护越来越受到当前人们的重视，而化学工业在国民经济发展中占有较大的比重。随着资源、能源的日益枯竭，生态环境的恶化，对于能源和资源的合理有效地利用，并使其发挥极大的价值，是今后化学工业亟待解决的问题。近年来，以石油化工、煤化工、海洋化工等大型项目的建设，进一步说明了资源的可持续利用与环境保护和社会经济的协调发展。
由此可见，在石油、煤炭等资源的深加工方面，必须建立可持续发展的理念。既要加快发展经济，为当代人类造福，还要为子孙后代留下发展的资源。
作为培养化工类技术人才的职业学校在培养学生的职业技能的同时，更要培养学生的环境保护意识，这既是经济发展的需要，也是当前培养化工类技能型人才的需要。
本教材自2001年5月由化学工业出版社出版发行。经过几年来各职业学校的专业教师的教学实践，针对教材中存在的不足提出了很好的建议。结合当前化工企业对技能人才规格的需求，结合国家劳动部门化工工种职业资格标准中提出的环境保护知识的要求，对第一版进行修订。
本书第二版主要更加贴切化工生产与环境保护之间的关系，在第三章、第四章、第五章中分别调整了化工废气治理、化工废水处理和化工废渣处置的内容。增加了“化工清洁生产技术”一章，并将原“环境监测与质量评价”并入“环境保护措施与可持续发展”中。在第七章“噪声控制及其他化工污染防治”中增加了“煤化工污染及其防治”的内容。
全书从环境保护基本概念和生态平衡、化工生产与污染控制，化工废气、废水、废渣的治理技术、化工清洁生产技术的主线，展望环境保护与可持续发展的经济战略。
本书由杨永杰编写第一章、第二章、第三章、第六章、第七章、第八章，张苏琳编写第四章、第五章。全书由杨永杰统稿主编，许宁主审。
本书编写中得到了编者所在单位领导和同事的支持与帮助。编写过程中参考了大量的有关专著与文献（见参考文献），在此向其作者表示感谢。
由于水平所限，不妥之处，敬请读者给予批评指正。

编者
2006年5月



第三版前言
2011年11月28日至12月9日《联合国气候变化框架公约》第17次缔约方会议在南非东部海滨城市德班举行。会议焦点集中在《京都议定书》第一承诺期于2012年到期后，其第二承诺期的温室气体减排安排问题。
1997年12月签订的《京都议定书》规定：在2008～2012年间，发达国家温室气体排放量要在1990年的基础上总体减少5.2%。从2009年的哥本哈根会议到2010年的坎昆会议，《京都议定书》的实际内容已被改变。在气候谈判过程中，一些主要发达国家一方面反对《京都议定书》的第二期承诺，另一方面又要求发展中国家作出相应的约束性减排承诺。作为长期的温室气体排放全球第一大国美国已经单方面退出了《京都议定书》。而日本、俄罗斯、加拿大等国也表态拒绝任何形式的《京都议定书》第二期承诺法律文本。
中国政府2009年11月26日自主宣布了温室气体减排的约束量化目标，到2020年，单位GDP二氧化碳排放量比2005年下降40%～45%。另外，中国政府决定，今后五年单位GDP二氧化碳排放将减少17%。
综上所述，随着经济的发展，其对环境以及气候的影响将不断加大，一些国家为了维护自己的利益到了不择手段的地步。因此作为经济发展支柱的石油和化工产业将肩负着重大的责任。一些有识之士提出了化工行业对社会发展承担的责任，在对人类社会做出巨大贡献的同时，必须对环境的保护作出自己的承诺。
本教材是在第二版的基础上，征询了新疆化工学校、陕西石油化工学校等单位教师的意见，主要对过时的数据和内容进行了修订，补充了当前我国面临的机动车污染排放问题。依据第二版整体框架，将第一章总论改为“化工生产与环境保护”，补充了化工生产对人类的贡献，引入了化工责任关怀的新理念，进一步明确了化工生产与环境保护的重要关系。在第三章、第四章、第五章中，不仅修改了一些数据和知识，也对“三废”的处理处置技术方法进行了大篇幅的补充和更新。
天津渤海职业技术学院崔迎修订了第一章（部分）、第三章、第四章、第五章；杨永杰修订了第一章（部分）、第二章、第六章、第七章、第八章，并负责全书的统稿。修订过程中邱泽勤、吴国旭、于淑萍、李文彬、孙皓、伍丽娜、王婷、许宁等都提出了宝贵的意见，同时参阅了大量的文献和资料，在此向各位教师和文献作者一并表示感谢。本教材配套的教学课件由涂郑禹、柳琦制作， 详细信息登录化学工业出版社教学资源网（http：//www.cipedu.com.cn）查看。
由于编者的水平有限，在材料的选取和数据的引用上存在一定的不足，欢迎广大读者批评指正。

编者
2012年3月 

杨永杰，教授，高工，长期担任教环境保护概论、制药企业管理概论、清洁生产、化工环境保护概论等课程的讲授。具有丰富的教学经验，担任主编编写了多种教材，先后立项为职业教育国家规划教材。

本书从环境的基本概念入手，论述了化工生产与环境保护的重要关系以及环境污染对生态平衡的影响。系统介绍了大气污染防治与化工废气治理、水污染防治与化工废水处理、固体废物与化工废渣处理，通过典型案例介绍了化工清洁生产技术与循环经济，通过环境保护系列措施，阐述了可持续发展的经济发展思路和双碳背景下的化工行业绿色低碳转型之路。教材充分体现了党的二十大精神进教材，贯彻生态文明思想，践行绿水青山就是金山银山的理念。推动绿色发展，促进人与自然和谐共生。
本书为中等职业学校非环境保护类专业的教材，亦可作为化工企业工程技术人员的参考书。

第一章　化工生产与环境保护001
第一节　环境001
一、环境的概念001
二、环境问题003
三、环境科学011
第二节　人类与环境012
一、人类与环境的关系012
二、环境污染对人体的危害012
第三节　化工与环境保护014
一、化工与经济发展014
二、化工与环境污染017
三、化工行业责任关怀021
主题实践活动一 化工企业责任关怀在行动023
复习思考题024
阅读材料025

第二章　环境污染与生态平衡028
第一节　生态学基本原理028
一、生态学的含义及其发展028
二、生态系统029
三、生态系统的平衡033
第二节　环境污染与生态平衡的关系035
一、环境污染对生态平衡的影响035
二、生态规律在环保中的应用039
三、生态共同体及其特征043
主题实践活动二　生态农业项目参观调研044
复习思考题045
阅读材料046

第三章　大气污染防治与化工废气治理048
第一节　大气与生命048
一、大气结构与组成048
二、大气与生命的关系049
第二节　化工废气来源与危害050
一、大气污染物的来源和分类051
二、主要大气污染物及其危害054
三、化工废气的特点060
第三节　气态污染物的治理060
一、常见气态污染物的治理方法060
二、其他气态污染物的治理方法077
第四节　颗粒污染物的净化方法078
一、粉尘的控制与防治078
二、除尘装置079
第五节典型化工废气治理技术简述082
一、合成氨及尿素生产常见废气治理技术082
二、国内氯碱工业常用废气治理技术083
三、国内石油化工常用工艺废气治理技术084
四、有机废气治理技术085
第六节　大气污染的综合防治086
一、我国大气污染控制历程086
二、控制大气污染源088
三、提高大气自净能力089
四、加强大气环境质量管理090
主题实践活动三 雨水pH值的测定091
复习思考题092
阅读材料093

第四章　水污染防治与化工废水处理095
第一节　概述095
一、水体污染物的来源096
二、水体污染物的分类及其危害097
三、水体污染的水质指标100
四、化工废水101
第二节　化工废水的处理技术103
一、物理法104
二、化学法108
三、物理化学法118
四、生物处理法126
第三节　典型废水的处理144
一、炼油废水的处理144
二、城市污水的处理146
三、氮肥厂废水的处理147
四、化工园区废水废液的无害化处理149
第四节　水污染的综合防治152
一、控制措施152
二、废水利用158
主题实践活动四 城市污水处理厂走访调研159
复习思考题160
阅读材料161

第五章　固体废物与化工废渣处理162
第一节　概述162
一、固体废物的来源、分类及危害163
二、常见的固体废物处理、处置方法165
三、化工废渣的来源与特点172
四、化工废渣处理方法173
第二节　典型化工废渣的处理173
一、塑料废渣的处理173
二、硫铁矿渣的处理176
三、煤化工污染防治178
第三节　污泥的处理与处置181
一、污泥的来源、分类及特性181
二、污泥的处理及处置181
第四节　固体废物的综合防治188
一、综合防治对策188
二、资源化系统189
三、综合管理模式189
主题实践活动五 固体废物综合利用考察190
复习思考题191
阅读材料192

第六章　化工清洁生产技术与循环经济194
第一节　清洁生产与绿色制造194
一、清洁生产的定义与内涵194
二、化工行业清洁生产技术196
三、化工清洁生产关键技术199
四、绿色制造201
五、面向绿色制造的中国化工现代化202
第二节　典型化工清洁生产案例203
一、乙苯生产的干法除杂工艺203
二、氯碱工业的清洁生产204
三、抗生素制药清洁生产207
四、污水处理厂的清洁生产212
第三节循环经济213
一、循环经济的定义和作用213
二、循环经济的基本原则214
三、发展循环经济的主要途径215
四、化工行业循环经济216
主题实践活动六 开展工业企业清洁生产
状况调研218
复习思考题219
阅读材料220

第七章　环境保护措施与可持续发展221
第一节　环境管理221
一、中国环境管理的发展历程222
二、环境管理的内容224
三、环境管理的基本职能224
第二节　环境立法与环境标准225
一、环境保护法225
二、环境标准227
第三节　环境监测230
一、环境监测的意义和作用231
二、环境监测的目的和任务231
三、环境监测的分类232
四、环境监测的原则232
五、环境监测的步骤233
六、有害物质的测定方法233
第四节　环境质量评价240
一、环境质量评价的分类及工作步骤241
二、环境质量现状评价241
三、环境影响评价245
第五节　可持续发展247
一、可持续发展的定义与内涵248
二、中国可持续发展的战略与对策248
三、化学工业实现可持续发展的措施253
主题实践活动七 区域环境质量调查254
复习思考题255
阅读材料256

第八章　双碳背景下的化工行业绿色低碳转型之路258
第一节　双碳目标与中国战略258
一、国内外降碳背景259
二、我国碳达峰碳中和1+N政策体系261
三、化工行业降碳挑战262
四、化工企业降碳目标与关键举措263
第二节　我国化工行业零碳转型之路264
一、我国化工行业零碳转型的挑战与优势265
二、零碳图景下化工行业发展趋势266
三、我国化工行业零碳转型关键路径268
主题实践活动八做好碳“减法” 你我共参与270
复习思考题271
阅读材料271

参考文献273