Unit 12
水的净化
水分子是没有记忆的，所以去讨论你所喝的水是被污染了并净化了多少次是可笑的（市没有意义的 ），好像水分子逐渐厌烦了（逐渐被耗尽了）。最重要的是你喝的水纯度如何。
对水的净化方法已发展到了很详细并且尖端的技术。然而通常采用的净化水的方法对水污染的性质的通常的理解应该是容易理解的，并在某些情况下是显而易见的。
水中的杂质可分为悬浮的，胶体态的或溶解态的。由于悬浮的颗粒大足以被沉淀或被过滤掉。胶体态的或溶解态的杂质较难以去除掉。去除他们的一个可能的方法是以某种方法把这些微小的颗粒物结合成比较大的颗粒然后采用去除悬浮物的方法来处理。另一种可能的方法是把他们转变为气态然后是他们从水中散发到大气中，无论采用哪一种方法，有一点必须记住的是提升水或用泵将水输送通过滤床都需要能量。
根据这些原则，来考虑用于净化城市污水的步骤。第一步是废水的收集系统。从家庭、医院、学校排放的水中的污染物包含食物残渣、人类排泄物、纸张、肥皂、洗涤剂、污垢、织物和其他混杂的残骸，当然还有微生物。这些混合物被称为厕所污水或生活污水。这里Sanitary 这个形容词比较不恰当，因为它几乎没有描述污水的情况，他只笼统地指人产生的污染物被污水管所排走）。这些污水，有时与污水管网中从商业建筑来的污染物、工业污染物及雨水污染物合流。有些体系把污水与雨水分流而有些是合流。合流制的管道便宜，并在旱季时是合理的，但在暴雨期时的总流量容易超过处理厂的容量，结果应允许有些水溢流而直接进入受体河流中。
初级处理
当污水进入处理厂时，首先通过一系列的格栅以去除其中大的物体如老鼠或葡萄柚，然后通过一个磨碎装置以便把剩余的物体的大小减小至足够小以至在后续的工艺中可以有效的处理。下一步是一系列的沉淀室来去除重的粗沙例如雨水冲刷路面带入的沙粒，然后其他悬浮的固体（包括有机营养物）缓慢的沉淀而得到去除，这个过程需耗时大约一小时。从开始到这个过程的整个工艺称为处级处理，这一级处理的费用相对低，但是没有完成多少任务。
二级处理
接下来的一系列步骤是企图通过某些强化的生物作用来减少大部分溶解态或细小的悬浮有机物质。分解有机物需要氧气和生物体及有利于提供营养的环境。可达到上述目的的一个装置是滴滤池。在此装置中，石头滤床上布有回转布水器，以便把污水（均匀的）连续的分布。当污水以水滴流过石头滤料时，在有氧的情况下向大量的没有驯化过得生物体提供了营养。
另一种方法是活性污泥法。在这里，污水在经过初级处理后被泵到一个曝气池中，然后与空气及含有细菌的污泥混合几个小时。在活性污泥法中进行的生物反应与滴滤池中的相似。污泥中的细菌代谢有机物；而作为二级消费者的原生动物以细菌为食。经二级处理过的水流入沉淀池，在那里进行充满细菌的污泥沉淀下来然后回流到反应器中。并且为了操持稳定必须去除掉一部分污泥。与滴滤池相比活性污泥法所需的土地面积小， 并且由于活性污泥法暴露于空气的面积小结果他发出的臭味也比滴滤池的少。
从生物处理过的出水仍然含有细菌，不宜于排放入地表水，更不用说排放入水源地。既然微生物已经完成了任务，现在可以把他们杀死了。所以最后的步骤是进行消毒，通常采用氯来处理。在处理水最后排放前把氯气通入15分钟，这样可以杀死99%的有害的细菌。
三级处理或高级处理
尽管污水经过初级处理和二级处理后已经在很大程度上得到了净化，但对有些复杂的水污染来说仍然不够。第一在生活污水中的许多污染物没有被去除掉，并且一些硝酸盐和磷酸盐等无机离子仍然留在处理过的水中，正如我们知道的，这些污染物作为植物营养物，是造成富营养化的因素。
1. 絮凝沉淀
在讨论生物处理前提到过把细小的颗粒物转变为大的颗粒有利于他们的快速沉淀。对无机污染物来说也是如此。许多无机胶体颗粒是亲水性的，他们比较易于吸附于水分子；在他们吸附于水分子过程中又会席卷许多其他胶体颗粒从而不容易在合理（较短的）时间内沉淀下去。
2. 吸附
吸附是指气体分子或液体粘着于固体颗粒表面的现象。这个过程对某一给定的固体来说对不同的分子的吸附是有选择性的。在净化水时，选择有较大表面的并且易于吸附有机污染物的固体的必需的。常用的吸附剂是活性炭，特别对那些产生难闻气味的化学物质有效，这些物质包括难以生物降解的氯代烃。
3. 其他氧化剂
高锰酸钾和臭氧已被用来氧化水中的不易被存在于水中的微生物在有氧的条件下氧化的污染物。臭氧有着显著的优点因为它的产物只有氧气。
4. 反向渗透
渗透是指水可以通过膜而其他溶解性的离子却不可以通过。在膜的正常过程中，该体系趋向于使膜的两侧的浓度达到平衡。这意味着水会从纯水这一侧流向污水一侧（相对来说污染物多水浓度低），而这是我们不愿看到的结果，因为这样会增加污水的量。如果在污水一侧施加超过正向动力的压力，水分子的流动方向会改变，污水中的水分子会挤过膜进入另一侧而使溶解态的离子及其他污染物得到分离。
专 业 英 语
Rapid advances in technology for the treatment of water and the partial treatment of wastewater took place in the developed countries over the next few decades.
——接下来的几十年里，在发达国家对给水的处理和废水的部分处理方面的技术得到了快速发展。
This led to a dramatic decrease in the incidence of waterborne diseases.
——这样就大大减少了水传染病的发生率。
Note that all wastes discharge into the environment, and thus pollute our water, air, and land systems.
——我们应注意到排放到环境的所有废物会对我们的水、大气和土壤系统造成污染。
Reading Material: Studying the Environment
（让我们来）思考一下在地球上人类的状况，我们称地球这个行星为我们的家。在过去，大多数人的生活艰难并且寿命短。 而在20世纪初，由于医学、农业和工业技术的快速发展，好像给每个人一种希望——可以很快就能活得更长，有相当好的食物，有令人满意的工作和足够的住房。 但这个希望还没有实现。 在1982年，地球上有50亿人。有四分之一的人有更长的寿命并过着奢侈的在一百年前认为是不可能的生活。但与此同时，有四分子三的人没有足够或令人满意的水和住所，并且有三分之一以上的人营养不良并忍受着饥饿。有史以来在1982年饿死的人最多。
大多数饿死的人住在极度贫穷的发展中国家。但在20世纪末的今天，富有的国家也处于困境。据大多数估计最有权威的估计，北美和西欧的平均生活水平最高的年份大约是在1967年。 即使是最富有的国家, 燃料、硬木和一些矿物也快耗尽了。结果，一些如住房、食物燃料等必需品花费了越来越多的家庭预算，从而剩不下多少可以用于享受奢侈生活。污染物质污染了城市、城镇甚至乡村环境。无论我们多么的富有，污水或水中有毒的杀虫剂、充满烟雾的大气和街道或公园里的垃圾降低了每个人的生活水平。
日益增长的大量的人口对地球上的农业用地、矿物、水和燃料资源的消耗速度大于自然过程再生这些资源的速度。这本身是很严重的问题。但由于这些资源并不是均匀分布，所以在全球来说这个问题更严重。生活在发达国家的那些四分之一的人利用了80％的（一年中）全人类消耗的资源。而另外四分子三的人只消耗了20％的资源。并且富人与穷人之间的差距越来越大。今天，当即使在最偏远的非洲村庄也有晶体管收音机时，世界上的穷人知道他们是多么的贫困。这种认识导致了政治上的不稳定。多年前，一个国家的政治剧变与世界上其它国家没多大影响。但时代发生了改变，因为现代技术基本上使所有拥有武器的国家可以破坏远远大于它们自己本土范围的领域。结果，没有任何一个国家能忽略其它国家的问题。
Classifying Environmental Problems环境问题的分类
环境问题往往是互相联系的。有时对一个问题的解决却会造成另一个问题。例如，当人生病并因病而死亡，很自然的我们想改善人体健康问题。而当健康得到改善、幼儿死亡率降低后，结果可能导致人口爆炸。——为了给日益增长的人口提供食物，经常把自然界动植物的生活环境变为农田，结果破坏了生态环境 ——而当动植物生活环境被破坏时，曾经生活在那里的野生植物、食肉动物和及其寄生物也会被消灭掉。而由于缺少食肉动物及其寄生物，经常会使有害昆虫爆发成灾。农夫使用杀虫剂来杀灭害虫保护农作物，但在这个过程中环境被污染。而这个循环过程本身消耗了日益减少的化石燃料。另外，当燃料在燃烧时产生了大气污染物。
（漏了一段）
（a）Overpopulation人口过剩。人口过剩可以定义为在给定的面积上的人超过了该土地可以维持的人数。许多人争辩说发生在20世纪的人口爆炸，是目前我们面临的最重要的问题。它之所以重要，首先是因为人口过剩是导致所有其它环境问题的根源：如果人少的话，将利用较少的石油，砍伐较少的树木并向河流倾倒更少的污水。第二，人口过剩和饥饿及其附带问题通常在我们的重点考虑问题的表中比其它环境问题严重。当一块土地可以用来种植作物避免我们的同类饿死时，很难说服人们认为该土地应该保留为公用场地来保护正在消失的森林或大草原.
（b）Pollution污染。污染指由于杂质的引进使环境的质量下降。烟雾污染大气，污水污染水体，废旧汽车污染土地。我们知道这些污染存在于环境中，它们能被看见，闻到或甚至感受到。然而污染对人体健康或经济的影响，在相当程度上是不同的。
这里有两种截然不同的污染类型。
1. Concentration of Organic Wastes.有机污染物的累积
所有活的生物都产生废物，也就是说废物是伴随着生物活动产生的。当生物死亡后整个生物体变为废物。.在现代文明以前，大多数有机废物在环境中没有积累起来，因为它们可以被其它生物分解掉，然后进入循环。在现代，有机废物的自然分解并不总能有效的进行。
2. Introduction of Synthetic Chemicals into the Environment.向环境中引进的合成化合物：
所有的东西都是由化学物质组成的——例如人、鹰、树、湖、塑料等。尽管许多天然的化合物已经存在了几十亿年，直到最近人类才学会去制造新的化合物即合成化合物。新的合成化合物的数量及种类以惊人的速度增长。它们存在于颜料（涂料）、染料、食品添加剂、药剂、杀虫剂、肥料、耐火剂、建筑材料、衣物、清洁剂（洗液）、化妆品和塑料制品等等。
合成化合物以其性质多样性而闻名。这些化合物中一些是药品每年可以救治几百万人的性命，另外一些是毒药。但因为它们大多数对环境来说是新的，传统的腐败和循环形式并不都适用。一些合成化合物在环境中很快的被光、空气、水或土壤的作用分解掉，其中有些被活的生物吃掉（吞食）。这些过程可能在几分钟、几小时或几天内完成。一种物质在环境中可以在生物作用下被分解时认为它是可生物降解的。
然而许多化合物不会快速的被分解。例如合成塑料会在环境中存留很长时间，因为很少有可以利用它们的生物。塑料洗发膏瓶可能产生不雅观的垃圾，但它们不易被生物降解。其他的 许多合成化合物是有害的。例如DDT可 作为一种杀虫剂，但据研究表明它对环境具有危害作用。
（c）Depletion of Resources资源消耗。资源是指任何原材料的来源。燃料、矿物、水、土壤和木材都是资源。一种物质是可以被消耗掉或被用光的，它会变得越来越没有用处。物质资源可以通过三种不同方法被消耗掉。第一，一种物质可以被破坏，也就是说被转化成其它东西。燃料在被利用时被破坏：煤被转化为灰分和气体；铀被转化为放射性废物。而灰分或废物不再是燃料。
第二，物质被稀释后或被置换到其它不容易收集的地方时会消失掉。如果你打开一个充满氦的气球，氦气就会逃逸到大气中。并没有一个氦原子被破坏，但气体不在了因为不可能把它以一个实用的物质再收集起来。同样通过稀释失去的原理也适用于矿物。
第三，一种物质被污染了后变得不能再被利用。在这一点上污染与消耗互相关联。如果工业或农业废物被排放进入河流，或通过土壤和多孔的岩石渗透进入补给地下水，那么这些水资源就变得不适合饮用，当进入河流时，河水就不能用于娱乐或不能用于供水生物使用。
最后，保护经常被看作是一种方法，它的益处以后会被实现，也许只有被我们的孩子或孙子实现，并且并不是所有的政策决策者都为后代担忧。
(d) Changes in the Global Condition.
只是最近科学家才考虑人类的活动是否会影响全球的环境。喷洒的杀虫剂和飞行器排出的废气可能破坏大气中的臭氧层，而臭氧层可以过滤掉紫外放射线。燃料的燃烧释放的二氧化碳可能影响气候。海洋的污染破坏了能产生氧气的水生植物，并且这种污染可能最终使我们呼吸的空气减少。大多数国家把森林、丛林、灌木林和其它自然体系转化为农田。在许多地方，这个过程耗尽了土壤的肥力，改变了气候并且确实使成千种动植物灭绝。除了在情感上以外，人们在一个物种灭绝时经常并不确切的知道我们散失了什么。科学家确信我们应该保护许多将要绝种的动植物，因为它们对有价值的农作物或饲养的动物（家畜）是有用的。
(e) War. 在很大程度上，战争是所有环境问题的综合而不是一个分离的部分。自古以来，由于人口过剩和需要使不同群体的人为了食物、土地或一些其它梦寐以求的资源开战。在现代，战争和备战导致的污染和消耗的资源远远大于和平时期的任何单个活动。战争使人口减少，然而这个影响是微不足道的：在1982年的六个月中生的人多于在一次和二次世界大战中被杀的人。最后，核战争使世界的全球体系、人类文明和人类本身受到威胁。
追问你看下标题。。。要是13和22单元的，这是12。。。