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文檔簡介

1、933 環(huán)境學(初試大綱)考查目標環(huán)境學是我校為招收環(huán)境科學專業(yè)碩士生設置的具有選拔性質的考試科目。其目的是科 學、公平、有效地測試考生是否具備攻讀環(huán)境科學專業(yè)的碩士學位所必須的基本素質、一般 能力和培養(yǎng)潛能,以利于選拔具有發(fā)展?jié)摿Φ膬?yōu)秀人才入學,為國家培養(yǎng)具有良好職業(yè)道德 和專業(yè)知識、較強分析與解決實際問題能力的高層次環(huán)境科學專業(yè)人才。主要考察學生對環(huán) 境科學基本知識、基本概念、基本原理和方法的熟練掌握程度,兼顧學生運用所學理論知識 分析和解決問題的能力。具體來說,要求考生:1掌握環(huán)境基本規(guī)律、環(huán)境學基本原理及其相關概念。2掌握環(huán)境污染含義、特征及作用機制。3掌握環(huán)境保護與資源保護相關知識。

2、4. 掌握全球環(huán)境問題產生根源及解決途徑。5. 掌握可持續(xù)發(fā)展與科學發(fā)展觀的理論。6具有運用基本原理和方法分析、解決環(huán)境問題的基本能力。 考試形式和試卷結構1試卷滿分及考試時間試卷滿分為 150 分,考試時間 180 分鐘。 2答題方式 答題方式為閉卷、筆試,可使用計算器。 3考試題型題型一般包括名詞解釋、填空題、選擇題、簡答題和分析論述題。 考查內容1環(huán)境、環(huán)境問題基本概念及基本理論;全球性環(huán)境問題(臭氧層破壞、全球變暖、酸沉 降、沙漠化等)的形成機制、危害與防治對策。歷史上重大環(huán)境污染(公害)事件的根源。 2環(huán)境學基本原理與方法。3資源的分類及特點;資源與環(huán)境保護的聯(lián)系。4大氣環(huán)境、水環(huán)境

3、、土壤環(huán)境、固體廢物及物理環(huán)境等污染的含義、特征、類型、作用 機制及控制方法。 5生態(tài)系統(tǒng)的概念、結構與功能;生態(tài)平衡的概念與特點;生態(tài)學的一般規(guī)律;生態(tài)學原 理在環(huán)境保護中的應用。6環(huán)境質量標準及環(huán)境基準相關知識。7環(huán)境質量、環(huán)境質量評價的概念;環(huán)境影響評價的分類;環(huán)境影響評價與環(huán)境風險評價 的區(qū)別。8可持續(xù)發(fā)展理論及科學發(fā)展觀。第一章 水環(huán)境1.水的自然循環(huán)(圖 p5)從海洋的蒸發(fā)開始,蒸發(fā)形成的水汽大部分留在海洋上空,少部分被氣流輸送至陸地上空, 在適當的條件下這些水汽凝結成降水。海洋上空的降水回落到海洋,陸地上控的降水則降落 至地面,一部分滲入土壤與巖石空隙,形成地下徑流, 地表徑流和

4、地下徑流最后都匯入海洋。由此構成全球性的連續(xù)有序的自然水循環(huán)系統(tǒng)。 水循環(huán)的基本動力是太陽輻射和重力作用。2.水循環(huán)系統(tǒng)(自然和社會)3.水資源的特征作用上的重要性;補給上的有限性;時空上的多變性;利用上的多用性。4.中國水資源的特點水資源總量不少,人均和畝均水量不多;水資源的時間分布不平衡,年內和年際變化大(夏秋多,春冬少);水資源的空間分布不均勻,水土資源組合不平衡(南多北少、東多 西少);水污染的蔓延,極大減少了我國水資源的可用量;用水的極大浪費,影響水的 總量。5.合理利用水資源(開源節(jié)流)開源措施:合理開發(fā)和提取地下水;修建水庫和跨流域調水工程;海水淡化;人工降雨;節(jié)流措施:加強宣傳

5、教育,提高節(jié)水意識;改進灌溉技術,提高用水效率;挖掘水資源潛 力。6.水污染水體因某種物質的介入,而導致其化學、物理、生物或者放射性等方面特性的改變,從而影 響水的有效利用,危害人體健康或者破壞生態(tài)環(huán)境,造成水質惡化的現(xiàn)象。(水污染加劇了 全球的水資源短缺,危及環(huán)境健康,嚴重制約人類社會、經濟與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。) 7.主要水污染物及其環(huán)境效應 根據污染物質及其形成污染的性質,可以將水污染分為化學性污染(酸堿污染、重金屬污染、 需氧性有機物污染、有機毒物污染)、物理性污染(懸浮物污染、熱污染、放射性污染)和 生物性污染(主要指致病菌和病毒的污染) 3 類??傂柩趿浚═OD)(水中能被氧化的物質

6、,主要是有機物質在燃燒中變成穩(wěn)定的氧化物時所需氧氣的量,單位為 mg/L)或總有機碳(TOC)(水的溶解性和懸浮性有機物含碳的總量,以碳的數量表 示水中含有機物的總量)水的富營養(yǎng)化 生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體,引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖,水體溶解氧量下降,魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。 危害:含有 NO2-、NO3-,危害人體健康;引發(fā)水華和赤潮;透明度降低,DO 降低,水生生物大量死亡;有些藻類分泌有毒物質;底層沉積死亡生物的殘體,厭氧分解產生 H2S 等有害氣體;水生生態(tài)系統(tǒng)紊亂,多樣性破壞。 赤潮:指在特定的環(huán)境條件下,海水中某些浮游植物、原生動物或

7、細菌爆發(fā)性增殖或高度聚 集而引起水體變色的一種有害生態(tài)現(xiàn)象。水華:重金屬特點:重金屬的毒性通常由微量導致;重 金屬及其化合物的毒性幾乎都通過與有機體結合而發(fā)揮作用,某些重金屬可在生物體內轉化 為毒性更強的有機物;重金屬不能被生物降解,可通過食物鏈發(fā)生生物富集、放大;重金屬 的毒性與金屬的形態(tài)(價態(tài))有關。難降解有機物(持久性有機污染 POPs) 難以降解的有機物,大多為人工合成化學品。 POPs:具有環(huán)境持久性、生物累積性、遠距離環(huán)境遷移性,并可對人體健康和生態(tài)環(huán)境產 生危害影響的一類有機污染物。長期與人類和動物接觸會引 起內分泌系統(tǒng)、神經系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)異常,致癌、致畸、致突變。POPs 在低

8、緯度地區(qū),揮 發(fā)大于沉降,在高緯度地區(qū)沉降大于揮發(fā),逐漸向中高緯度地區(qū)轉移,并最終在極地地區(qū)積 累的現(xiàn)象,稱為 POPs 的全球蒸餾效應。POPs 在低緯度地區(qū)排放,伴隨中緯度地區(qū)冷暖季節(jié)變化而揮發(fā)沉降,并通過全球蒸餾效應逐漸積累到極地地區(qū)的現(xiàn)象,稱為 POPs 的蚱蜢跳現(xiàn)象8.水污染源 分為自然源(指自然界自發(fā)地向環(huán)境排放有害物質造成有害影響的污染源)和人為源(指人 類社會經濟活動所形成的污染源)。 人為源按污染源進入水環(huán)境的空間分布方式分為點污染源和面污染源。 點污染源指排污形式為集中一點或一個可當作一點的小范圍內,多由管道收集后進行集中 排放。(1)工業(yè)廢水 是造成水體污染的最重要的污染

9、源。 根據廢水的發(fā)生來源,分為工藝廢水、設備冷卻廢水、洗滌廢水、場地沖洗廢水; 根據廢水中所含污染物的性質,分為有機廢水、無機廢水、重金屬廢水、放射性廢水、熱污 染廢水、酸堿廢水、混合廢水; 根據生產廢水的行業(yè)性質,分為造紙廢水、石油化工廢水、紡織廢水、制革廢水、冶金廢水 等。 特點:污染量大(用水多,排水也多);成分復雜(污染物種類多);感觀不佳;水量水質多 變。(2)生活污水 主要來自家庭、商業(yè)、學校、旅游、服務行業(yè)及其他城市公用設施,成分復 雜,其組成有一定差異。以污染物以懸浮態(tài)或溶解態(tài)的無機物(N、P、S 等鹽類)、有機物(纖維素、淀粉、脂肪、蛋白質及合成洗滌劑)為主。 面污染源即非點

10、污染源,污染物排放一般分散在一個較大的區(qū)域范圍,通常表現(xiàn)為無組織 性。 主要指雨水的地表徑流、含有農藥化肥的農田排水、畜禽養(yǎng)殖廢水,以及水土流失等。 農村面源:不合理地施用化肥和農藥;分散農村居住點的生活污水、粗放發(fā)展的鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)所 排廢水。2)城市徑流9.水污染的特征 10.水體的自凈能力物理過程(稀釋、擴散、揮發(fā)、沉淀等)、化學和物理化學過程(氧化、還原、吸附、凝聚、中和等)以及生物和生物化學過程(微生物對有機物的分解代謝,不同生物群體的相互作用等)。最主要的兩方面為物理作用和生化作用。 當污染物進入水體后,通過一系列物理、化學、生物等方面的作用,污染物濃度會逐漸降低, 經過一段時間后,水體

11、往往能恢復到受污染前的狀態(tài),水的這種自我調節(jié)、凈化能力為自凈能力。物理作用:稀釋只能降低污染物濃度,不能去除污染物在水體中的兩種運動形式為平流/推流和擴散。生化作用:生化自凈 有機污染物進入水體后在微生物作用下氧化分解為無機物(需要的氧的來源:水中溶解的氧和水生植物光合作用產生的氧)氧垂曲線(p129)S-P模型耗氧與復氧作用三階段:易氧化有機物被化學氧化分解生化氧化分解含氮有機物的硝化過程 關鍵需要找到什么? 溶解氧濃度的最低點,即氧虧值最大點(耗氧速度等于復氧速度,溶解氧含量最低,稱為最缺氧點)臨界點規(guī)定值? 未超過河段的凈化能力細菌衰亡也是一種重要的自凈作用。促使水中細菌數量減少的主要作

12、用:水體的生化自凈作用使水中有機物量日漸減少,細菌將因缺少食物及能源而逐漸衰亡;水體中生長的纖毛類原生動物、浮游動物的吞食;不利菌類存活的如日光、pH、溫度等。 水環(huán)境容量:一定水體所能容納污染物的最大負荷。11.水質與水質指標 水質,即水的品質,是指水與其中所含雜質(懸浮物質、溶解物質和膠體物質)共同表現(xiàn)出來的物理學、化學和生物學的綜合特性。水質指標分3 類:物理性水質指標、化學性水質指標和生物學水質指標。物理性水質指標,包括感官物理性狀指標(溫度、色度、嗅和味、渾濁度、透明度等)和其他物理性狀指標(總固體、懸浮固體、溶解固體、可沉固體、電導率等);化學性水質指標,包括一般的化學性水質指標(

13、pH、堿度、硬度、各種陽離子、各種陰 離子、總含鹽量、一般有機物質等)、有毒的化學性水質指標(重金屬、氰化物、多環(huán)芳烴、各種農藥等)和有關氧平衡的水質指標(溶解氧、化學需氧量、生化需氧量、總需氧量等);生物學水質指標,包括細菌總數、總大腸菌群數、各種病原細菌、病毒等。 地表水環(huán)境質量標準基本項目標準限值(24項)、集中式生活飲用水地表水源地補充項目標準限值、集中式生活飲用水地表水源地特定項目標準限值。水溫 影響水的密度,影響微生物活動及生化反應速率,進而影響水中細菌的生長繁殖和 水的自然凈化作用(主要排放含熱廢水)。pH(酸堿度)表示水中 H+或 OH-的含量比例。對生物的繁殖和生存有很大影響

14、,同時還 嚴重影響水體中微生物的生化作用,影響水中膠體的帶電荷狀態(tài),導致膠體對水中一些離子 的吸附和釋放。DO:溶解氧是指溶解在水中的氧氣的含量。 水中溶解氧的多少是衡量水體自凈能力的一個指標,它跟空氣里氧的分壓、大氣壓、水溫和水質有密切的關系,自然條件下水溫越低、 氣壓越高、鹽分越少,水中溶解氧的含量越高。COD:化學需氧量是水體中能被氧化的物質進行化學氧化時消耗的氧的量,是衡量水體受有機物污染程度的綜合指標,(mg/L)計。常用的氧化劑是重鉻酸鉀(KCr2O3)和高錳酸鉀。海水一般用高錳酸鹽指數法,其他物質一般采用重鉻酸鉀氧化法。BOD:生化需氧量表征水中有機物通過微生物的生化作業(yè)進行氧化

15、分解,使之無機化或氣體化時所消耗的水中溶解氧的量,單位為mg/L。在 20下分解5天所需耗用的氧量稱為 BOD5。BOD 值越高,說明水中有機污染物越多,污染也就越嚴重。植物營養(yǎng)物 包括氨氮(NH3-N)、總氮(TN)和總磷(TP)三個指標。氨氮可導致水體富營養(yǎng)化,對魚類及某些水生生物有毒害作用??偭祝═P)過多會引起藻類植物的過度生長,水體富營養(yǎng)化,發(fā)生 水華或赤潮。重金屬 重金屬不能被生物降解,能在食物鏈的生物放大作用下積累,在人體內能與蛋白質和酶發(fā)生強烈的相互作用,使它們失去活性,也可能在人體的某些器官中積累,造成慢性 中毒。氟化物 包括 HF、金屬氟化物、非金屬氟化物、氟化銨和有機氟化

16、物。氟化物污染土壤后,使土壤酸性增加,對農作物生長不利。適量的氟是人體所必需的,過量的氟對人體有危害, 氟化鈉對人的致死量為612g,飲用水含 2.45mg/L 則可出現(xiàn)氟骨癥。氟骨癥表現(xiàn)為腰腿痛、 關節(jié)僵硬、骨骼變形、下肢彎曲、駝背,甚至癱瘓。硒 克山病患者缺硒,硒過量會導致指甲變厚、毛發(fā)脫落,肢端麻木,偏癱。氰化物 進入人體后析出氰離子,與細胞線粒體內氧化型細胞色素氧化酶的三價鐵結合, 阻止氧化酶中的三價鐵還原,組織細胞不能利用氧,造成阻止缺氧,導致機體陷入內窒息狀 態(tài)。11 揮發(fā)酚 沸點在 230以下的酚類物質,一般為一元酚。水中酚類屬有毒物質,人體攝入一定量會出現(xiàn)急性中毒癥狀,長期飲用

17、被酚污染的水可引起頭痛、出疹、瘙癢、貧血及各種 神經系統(tǒng)癥狀。12 石油類 影響多種器官正常功能。13 陰離子表面活性劑:羧酸鹽,硫酸酯鹽,磺酸鹽,磷酸酯鹽14 硫化物15 糞大腸菌群 表征水體衛(wèi)生程度的生物學指標。糞大腸菌群為總大腸菌群的一個亞種,直接來自糞便,在 4444.5的高溫條件下仍可生長繁殖并將色氨酸代謝成吲哚,其他特性均 與總大腸菌群相同,在衛(wèi)生學上具有重要的意義。12.水質基準和水質標準水質基準可分為兩大類:毒理學基準和生態(tài)學基準。通常人們根據保護對象,將水質基準劃分為水環(huán)境衛(wèi)生基準、水生生物基準和水體營養(yǎng)物基準。水域功能和標準分類13.污水綜合排放標準將工礦企業(yè)和事業(yè)單位排放

18、的污染物分為兩類:類污染物系指能在環(huán)境或動植物體內蓄積,對人體健康產生長遠不良影響者。含此類污染物的廢水一律在車間或車間處理設施的排放口取樣檢測(總汞、總鎘、總鉻、烷基汞、六 價鉻、總砷、總鉛、總鎳、苯并芘); 類污染物系指其長遠影響小于類的污染物質。含此類污染物的廢水在工廠企業(yè)或其處理設施排出口取樣檢測。(pH、色度、懸浮物、BOD5、COD、石油類、動植物油、揮發(fā)酚、 氰化物、硫化物、氨氮、氟化物、磷酸鹽、甲醛、苯胺類、硝基苯類、陰離子合成洗滌劑、銅、鋅、錳) 上表中的一級標準,即地表水環(huán)境質量標準中的類水體而設的;對于特殊保護區(qū)域,即地表水環(huán)境質量標準中的、類水體,則不得新建排污口;對于

19、一般保護區(qū)域(如、類水體),應執(zhí)行二級標準;對排入城鎮(zhèn)下水道并進入二級污水處理廠的污水,可執(zhí) 行三級標準。14.生活飲用水水質標準制定生活飲用水水質標準的主要原則是:衛(wèi)生上安全可靠,不應含有各種病源微生物和寄生蟲卵;化學成分應對人體無害,不應對人體健康產生不良影響或對人體感官產生不良刺激; 使用時不致造成其他不良影響(過高的硬度導致水垢的形成等)。15.水污染控制水污染防治目標有三:確保地面水和地下水飲用水源地的水質,為向居民供應安全可靠的飲用水提供保證;恢復各類水體的使用功能;還清地面水體的水質,恢復其美好的觀瞻,增加人類居住區(qū)的悅人景色。水污染防治的主要任務:進行區(qū)域、流域或城鎮(zhèn)的水污染防

20、治規(guī)劃,在調查分析現(xiàn)有水環(huán)境質量及水資源利用需要 的基礎上,明確水污染防治的具體任務,制訂應采取的防治措施;加強對污染源的控制,包括工業(yè)污染源、城市居民區(qū)污染源、畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染源,以及農 田徑流等面污染源,采取有效措施減少污染源排放的污染物量;對各類廢水進行妥善的收集和處理,建立完善的排水系統(tǒng)及污(廢)水處理廠,使污(廢)水排入水體前達到排放標準;加強對水環(huán)境水資源的保護,通過法律、行政、技術等一系列措施,使水環(huán)境水資源免受 污染?;究刂颇J饺壞J娇刂疲ǚ乐喂苋呓Y合的根本原則)一級控制:防,即源頭控制(接管標準),通過有效控制使污染源排放的污染物量減小到最 小。 二級控制:治,即污水的人

21、工處理(出水標準),對污(廢)水進行妥善的處理,使之達到 排放標準。 三級控制:管,即尾水的處理處置與資源化(環(huán)境標準),達標排放的污水仍有許多污染物, 加強處理處置,有利于實現(xiàn)水環(huán)境長治久安。(一)源頭控制:工業(yè)水污染優(yōu)化產業(yè)結構,調整規(guī)劃布局;清潔生產,循環(huán)經濟(清潔生產是采用能避免或最大限度減少污染物產生的工藝流程、方法、材料和能源,將污染物可能的消滅在生產過程中,使污染物排放減小到最少;循環(huán)經濟是通過產業(yè)鏈的有機結合,將污染負荷變廢為寶,達到削減污染負荷與提升經濟效益同步實現(xiàn)的目標);就地處理,達到污水排放標準;強化管理,制定法規(guī)制度。 生活污水合理進行人口密度及分布規(guī)劃;公眾教育。面

22、源污染:(1)農村面源:發(fā)展節(jié)水農業(yè);減少土壤侵蝕;合理利用農藥;截留農業(yè)污水;畜禽糞便處理;鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)廢水及村鎮(zhèn)生活污水處理。(2)城市徑流:充分收集利用雨水;減少城市硬質地面;增加城市綠化用地。(二)污水的人工處理(主導:城市污水處理廠)p132詳細介紹(1)方法磁力分離磁性及非磁性懸浮物和重金屬離子,對有機物個營養(yǎng)物也有幫助.厭氧好氧天然的生物凈化系統(tǒng)(利用天然條件下微生物生命活動處理廢水的系統(tǒng)) 生物穩(wěn)定塘可分為好氧塘、兼性塘、曝氣塘和厭氧塘四種。 污泥處理主要包括:穩(wěn)定處理;脫水處理;最終處理。 污泥穩(wěn)定處理的目的是穩(wěn)定其中的有機污染物,最常用的方法是厭氧消化法。 脫水處理的目的是減小

23、污泥體積,須脫水和干化。 污泥最終處置應優(yōu)先考慮利用污泥作農田肥料或進行其他利用(如填坑、筑路等),不能利 用的污泥可采用填埋、投海或焚燒法處置。 污泥水應送回污水處理廠入水口,與廢水一并處理。污水人工處理的分級工業(yè)廢水的水質成分極其復雜,因此沒有通用的集中處理工藝流程。對處理后達到城市污水 截留管網接管標準的工業(yè)廢水,可納入城市污水處理廠進行統(tǒng)一處理。(三)尾水的處理處置與資源化尾水的生態(tài)處理(主導:污水生態(tài)工程)利用土壤微生物植物系統(tǒng)的自我調控機制和綜合自凈能力,完成尾水的深度處理。同時 通過對尾水中水分和營養(yǎng)物的綜合利用,實現(xiàn)尾水無害化與資源化的有機結合。 特點:基建投資省、運行費用低(

24、依賴水、土壤、細菌、高等植物、陽光等)、凈化效果好、 凈化效率高、運行效果穩(wěn)定。尾水的回用(嚴格進行水質控制,是關系到尾水回用成敗的關鍵)工業(yè)回用、農業(yè)回用、城市回用、地下水回灌、生態(tài)回用。尾水的自然處置(指利用水環(huán)境自凈能力進行尾水江河湖海處置) 自然處置的尾水應經過必要的預處理;尾水的自然處置應科學實施。 16.補充天然水的物質組成:常量成分(又稱主要離子、恒量成分、保守成分)、溶解氣體、營養(yǎng)元 素、有機物、微量元素,以及有毒物質。 水災害:指水過多、過少所形成的對人類生存發(fā)展的不利影響。可分為水災和旱災兩大類。 水災是指洪水泛濫(洪災)、暴雨積水(澇災)、海潮侵襲(潮災)和土壤水分過多(

25、漬災) 對人類社會造成的危害,其中尤以洪災的發(fā)生頻率最高,損失也最為嚴重。 旱災,亦即干旱災害,它是由于土壤水分不足和水源短缺所導致的農業(yè)減產、供水不足及生 態(tài)破壞所形成的災害。我國的洪災有兩大特點:一是發(fā)生的時間主要集中在 7、8 月份,二是受災地區(qū)面積廣。 洪水的成因:自然因素 暴雨是造成絕大多數河湖洪災的主要原因;地質活動在局部地區(qū) 可導致洪災的發(fā)生;人為因素 城市化;毀林荒地。 防洪減災措施可分為工程措施與非工程措施兩大類。工程措施:水庫工程、河道整治工程、分蓄行洪工程;非工程措施:加強生態(tài)保護和建設;建立洪水預報、預警系統(tǒng);分蓄行洪區(qū)的運用和管理; 完善搶險救災體系。 旱災的危害:主

26、要表現(xiàn)在兩個方面:由于土壤水分含量低,使作物的正常生長受到抑制, 造成農業(yè)減產或無收;由于地表徑流量減少,造成城市及工業(yè)用水短缺、人畜飲水困難、 航運中斷。此外,干旱還可能誘發(fā)其他災害的發(fā)生,如饑荒、疾病、水災、蟲災、土地退化 及空氣質量惡化等。 旱災的成因:降水和蒸發(fā)是干旱形成的兩個基本的氣象氣候因素,而其中又以降水與干旱的 關系最為密切。就大范圍的干旱而言,由大氣環(huán)流和海溫異常引起的降水量的變化是干旱形 成的主要原因。降水的時空變化對干旱形成與發(fā)展的影響主要表現(xiàn)在 :降水的地理分布 不均,在降水較少的地區(qū),干旱發(fā)生的概率較大;降水的季節(jié)分配不均,干濕季節(jié)明顯的 地區(qū),在降水較少的季節(jié)容易發(fā)

27、生干旱;降水的年際變化不均,不同區(qū)域受大氣環(huán)流強弱 和進退時間不同的影響,造成有些年份降水較多,有些年份降水較少,在降水較少的年份容 易形成旱災。旱災的減災措施:加強長期預報;推廣人工降水;發(fā)展節(jié)水灌溉。17.幾種典型的廢水處理流程 城市廢水處理流程、煉油廠廢水處理流程、維尼綸廠廢水處理流程、生物脫氮處理流程、生物脫氮除磷及出水回用處理流程 第二章 大氣環(huán)境1.大氣環(huán)境概述大氣環(huán)境質量的重要性:潔凈的大氣對生命來說是至關重要的;污染的大氣對動植物的生長和生存造成危害,嚴重時還會造成死亡。大氣圈的分層及特點大氣圈:在自然地理學上,把由于地心引力作用而隨地球旋轉的大氣層,厚度大約1*104km,隨

28、緯度不同而不同。溫度隨高度變化,用氣溫變化率表示=dT/dZ 表示。被稱為氣溫垂直遞減率,也叫氣溫鉛直梯度。當氣溫隨高度升高而降低時,0;當氣溫隨高度升高而升高,0時,氣塊加速上升或下降,不穩(wěn)定;-d0,即溫度隨高度增加而遞減。但也會發(fā)生0或=0的現(xiàn)象,即溫度隨高度的增加增加或不變,將這種現(xiàn)象稱為逆溫,這種氣層稱為逆溫層(等溫層可視為逆溫層的一個特例)。發(fā)生等溫和逆溫是,大氣是穩(wěn)定的。逆溫層阻礙大氣運動,造成污染氣體無法擴散,造成大氣污染現(xiàn)象。逆溫層至地面的距離下限稱為逆溫高度,上下限的溫度差稱為逆溫強 度。逆溫分為:輻射逆溫、下沉逆溫、平流逆溫、鋒面逆溫、湍流逆溫。定義P93環(huán)保概(4)不同

29、溫度層結下的煙型波浪、錐、平展、爬升、漫煙(二)大氣水平運動和湍流五種作用力:重力、水平氣壓梯度力、地轉偏向力、慣性離心力、摩擦力大氣湍流是指大氣以不同的尺度作無規(guī)則運動的流體狀態(tài)。風速的脈動和風向的擺動就是湍流作用的結果。包括熱力湍流和機械湍流。湍流擴散理論:梯度輸送理論、湍流統(tǒng)計理論、相似理論(三)影響大氣污染的地理因素地形和地物影響山谷風:晴朗的白天,陽光使山坡首先受熱,受熱的山坡把熱量傳給其上的空氣,這一部分 空氣比同高度谷底上空的空氣暖,比重輕,于是就上升,谷底較冷的空氣來補充,形成從山 谷指向山坡的風,稱之為谷風;夜間,情況恰好相反,山坡冷卻較快,其上方空氣相應冷卻 得比同一高度谷

30、底上空的空氣快,較冷空氣沿山坡流向谷底,形成山風。海陸風:在白天,由于太陽輻射,陸地升溫比海洋快,在海陸大氣之間產生了溫度差、氣壓 差,使低空大氣由海洋流向陸地,形成海風;高空大氣從陸地流向海洋,形成反海風,它們 和陸地上的上升氣流和海洋上的下沉氣流一起形成了海陸風局部環(huán)流。在夜晚,由于有效輻射發(fā)生了變化,陸地比海洋降溫快,在海陸之間產生了與白天相反的溫度差、氣壓差,使低 空大氣從陸地流向海洋,形成陸風,高空大氣從海洋流向陸地,形成反陸風。它們同陸地下 降氣流和海面上升氣流一起構成了海陸風局部環(huán)流。城市熱島環(huán)流:由于城市生產、生活過程中燃料燃燒釋放出大量熱,城市地表和道路易吸收太陽 輻射使大氣

31、增溫,而城市蒸發(fā)、蒸騰作用比郊外少,因此相應的潛熱損耗小,加之城市污染 大氣的溫室作用使得城市氣溫一般比郊外高。溫度比農村高,氣壓比鄉(xiāng)村低,形成一種從周圍農村吹向城市城區(qū)的特殊的局地風,稱為城市熱島環(huán)流。(1)主觀條件:污染物排放量(2)客觀條件:氣象、地形、地物等因素。 影響大氣擴散稀釋能力的主要因素有氣象的動力因子(風、大氣湍流)和氣象的熱力因子(大氣 的溫度層結和大氣穩(wěn)定度)。10.大氣污染控制(1)清潔能源:常規(guī)能源清潔利用;可再生能源與新能源(太陽能、水能、風能、海 洋能、生物質能、地熱能、核能、氫能等)的開發(fā)利用;節(jié)能; (2)強化規(guī)劃管理:植樹造林;總量控制、排污收費;工業(yè)區(qū)合理

32、布局;合理交通規(guī)劃;發(fā)展清潔汽車。(3)清潔生產:發(fā)展無污染和少污染的生產工藝,一減少污染物在生產過程中的排放和泄露(4)末端處理:煙塵、SO2、NOx、氟化物等治理技術。11 環(huán)境自凈大氣環(huán)境的自凈有物理作用、化學作用(擴散、稀釋、氧化、還原、降水、洗滌等)和生物 作用。 植物在大氣環(huán)境自凈中具有重要作用,有美化環(huán)境、調節(jié)氣候、抑制揚塵、截留粉塵、吸收 大氣中有害氣體等功能,可以在大面積大范圍內,長時間地連續(xù)凈化大氣。12.大氣污染的防治(一)煙塵治理技術除塵裝置的處理量、除塵效率(總效率、分級效率、多級除塵效率)除塵裝置工作原理和特性:干機械除塵裝置(重力除塵裝置、慣性力除塵裝置、離心力除

33、塵裝置),過濾式除塵裝置(袋式除塵裝置),濕式/洗滌式除塵裝置,電除塵裝置,聲波除塵裝置。重力除塵裝置:借助重力作用沉降。構造簡單;施工方便;投資少;體積大;效率低;不適 于除細小塵粒; 慣性力除塵裝置:借助粒子慣性力將塵粒分離。結構簡單;適于除較粗塵粒。離心力除塵裝置:借助離心力將塵粒分離。結構簡單;費用低;易維護;適于大于 20m 塵粒; 前三種簡單方便,不易處理微塵。洗滌式除塵裝置:用液滴、液膜、霧沫洗滌含煙塵粒,將塵粒分離。結構簡單;效率高;需 動力;過濾除塵裝置:含塵氣體通過濾料將塵粒分離。效率高;需一定費用;電除塵裝置:借助電場力把帶電荷塵粒集向集塵板。效率高;維護簡單;適用范圍廣

34、;投 高;設備龐大;上述三種效率最高。 聲波除塵裝置:借助聲波除塵。效率低;噪聲大;能高。(二)主要氣體污染物的治理技術SO2 治理技術:燃料脫硫(煤炭洗選、煤炭轉化和重油脫硫:在鉬鈷鎳等金屬氧化劑催化作用下,高壓加氫催化,使重油中有機硫化物的 C-S 鍵斷裂,硫變?yōu)楹唵蔚臍怏w或固體化合物而從重油中分離出來)和煙氣脫硫。 煙氣脫硫可分為濕法和干法兩種。濕法脫硫是把煙氣中的 SO2 和 SO3 轉化為液體或固體化合物,從而把它們從煙氣中分離出來,吸收劑主要包括氨法、鈉法、石灰-石膏吸收法、鎂法以及催化氧化法等。干法脫硫是指采用固體粉末或非水液體作為吸收劑或催化劑進行煙氣脫硫,活性炭法、活性氧化錳

35、吸收法、接觸氧化法、還原法。NOx 治理技術:工業(yè)企業(yè)排放的氮氧化物主要通過以下方法去除:吸收法(堿吸收法、熔融鹽吸收法和硫酸吸收法)、非選擇性催化氧化法(用金屬箔催化劑,以 H2 或 CH4 等還原性氣體作為還原劑,將煙氣中的氮氧化物還原為 N2)、選擇性催化氧化法(以金屬箔的氧化物作為催化劑,以氨、硫化氫和一氧化碳等為還原劑,選擇最佳脫氮反應溫度,讓還原劑僅與煙氣的氮氧化物發(fā)生反應,使之轉變?yōu)闊o害的 N2)。 氟化物治理技術:由于氟化物易溶于水和堿性水溶液中,因此去除氣體中的氟化物一般多采用濕法,后來出現(xiàn)了用干法從煙氣中回收氟化物的新工藝。 (三)大氣污染綜合防治技術加強規(guī)劃管理(工業(yè)區(qū))

36、;提高能源和原材料的利用率(企事業(yè)單位);提倡清潔生產;使用清潔能源 產品生命周期考慮:源頭控制 使用清潔原料、清潔能源,進行清潔生產,增設廢氣處理 設施,總量控制,排污收費;過程控制 工業(yè)區(qū)設在擴散能力強的地區(qū),增加納污力強的林木種植;敏感人群保護 合理規(guī)劃居民區(qū)、商業(yè)辦公區(qū)。 第三章 土壤環(huán)境1.土壤的概述土壤的重要性:綠色植物生長基地;地球陸地生態(tài)系統(tǒng)基礎;各種污染物的最大承受者。 土壤是指位于地球陸地地表,包括具有淺層水地區(qū)的具有有肥力,可生長植物的疏松層。由地球陸地表面的巖石風化發(fā)育而成,由礦物質、有機質、水分和空氣等物質組成,是一個非常復雜的系統(tǒng)。 2.土壤的組成土 壤固相物質礦物

37、質占固相質量 95%左右,總體積的 38%左右有機質占固相質量 5%左右,總體積的 12%左右粒間物質氣相部分由大氣進入,主要成分是 O2、N2 等,另一部分是由土壤內 部產生的,主要是 CO2、水汽等液相粒間水分及溶解在其中的多種溶解性物質生物體各類昆蟲、線蟲、節(jié)肢動物土壤微生物,1g 土壤中可達數十億個(1)土壤礦物 主要來自成土母質或母巖,是土壤的主要組成物質,土壤礦物質構成了土壤的骨骼。分為原生礦物和次生礦物。原生礦物:是原始成巖礦物,在風化過程中僅僅受到不同程度的機械破碎,礦物晶格、結構和化學成分沒有發(fā)生變化。常見的原生礦物有四大類:硅酸鹽類,包括鉀長石、鈉長石、鈣長石、白云母、黑云

38、母、角閃石、方解石、輝石、橄欖石等;氧化物類,包括石英、髓石、 赤鐵礦、磁鐵礦、鈦鐵礦等;硫化物類,包括黃鐵礦等;磷酸鹽類,包括氟磷灰石等。 次生礦物:巖石原生礦物在風化過程中分解或由風化產物重新組合的礦物,統(tǒng)稱次生礦物。 次生礦物包括各種簡單鹽類、鐵鋁氧化物和次生鋁硅酸鹽類(伊利石、蒙脫石、高嶺石) 等。(2)有機質組成 有機質包括土壤中各種動、植物殘體,微生物體及其分解和合成的有機物。 一般可分為:土壤活有機體,主要指植物根系、土壤生物(土壤動物、藻類和菌類);簡單 有機物、酶和腐殖質。土壤腐殖質是土壤環(huán)境中的主要有機膠體,對土壤環(huán)境特性、性質, 以及在能量遷移與轉化過程中起著重要的作用。(3)土壤溶液物質組成 土壤溶液物質組成非常復雜,常見的物質有:無機鹽類,無機膠體(鐵、鋁氧化物),有機體和有機膠體(有機酸、糖類、蛋白質及其衍生物和腐殖酸),配合 物(鐵、鋁有機配合物);溶解性氣體,如 O2、CO2 等;離子態(tài)物質,包括各種重金屬離子、 陰離子化合物、H+、O

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