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文档简介
1、933 环境学(初试大纲)考查目标环境学是我校为招收环境科学专业硕士生设置的具有选拔性质的考试科目。其目的是科 学、公平、有效地测试考生是否具备攻读环境科学专业的硕士学位所必须的基本素质、一般 能力和培养潜能,以利于选拔具有发展潜力的优秀人才入学,为国家培养具有良好职业道德 和专业知识、较强分析与解决实际问题能力的高层次环境科学专业人才。主要考察学生对环 境科学基本知识、基本概念、基本原理和方法的熟练掌握程度,兼顾学生运用所学理论知识 分析和解决问题的能力。具体来说,要求考生:1掌握环境基本规律、环境学基本原理及其相关概念。2掌握环境污染含义、特征及作用机制。3掌握环境保护与资源保护相关知识。
2、4. 掌握全球环境问题产生根源及解决途径。5. 掌握可持续发展与科学发展观的理论。6具有运用基本原理和方法分析、解决环境问题的基本能力。 考试形式和试卷结构1试卷满分及考试时间试卷满分为 150 分,考试时间 180 分钟。 2答题方式 答题方式为闭卷、笔试,可使用计算器。 3考试题型题型一般包括名词解释、填空题、选择题、简答题和分析论述题。 考查内容1环境、环境问题基本概念及基本理论;全球性环境问题(臭氧层破坏、全球变暖、酸沉 降、沙漠化等)的形成机制、危害与防治对策。历史上重大环境污染(公害)事件的根源。 2环境学基本原理与方法。3资源的分类及特点;资源与环境保护的联系。4大气环境、水环境
3、、土壤环境、固体废物及物理环境等污染的含义、特征、类型、作用 机制及控制方法。 5生态系统的概念、结构与功能;生态平衡的概念与特点;生态学的一般规律;生态学原 理在环境保护中的应用。6环境质量标准及环境基准相关知识。7环境质量、环境质量评价的概念;环境影响评价的分类;环境影响评价与环境风险评价 的区别。8可持续发展理论及科学发展观。第一章 水环境1.水的自然循环(图 p5)从海洋的蒸发开始,蒸发形成的水汽大部分留在海洋上空,少部分被气流输送至陆地上空, 在适当的条件下这些水汽凝结成降水。海洋上空的降水回落到海洋,陆地上控的降水则降落 至地面,一部分渗入土壤与岩石空隙,形成地下径流, 地表径流和
4、地下径流最后都汇入海洋。由此构成全球性的连续有序的自然水循环系统。 水循环的基本动力是太阳辐射和重力作用。2.水循环系统(自然和社会)3.水资源的特征作用上的重要性;补给上的有限性;时空上的多变性;利用上的多用性。4.中国水资源的特点水资源总量不少,人均和亩均水量不多;水资源的时间分布不平衡,年内和年际变化大(夏秋多,春冬少);水资源的空间分布不均匀,水土资源组合不平衡(南多北少、东多 西少);水污染的蔓延,极大减少了我国水资源的可用量;用水的极大浪费,影响水的 总量。5.合理利用水资源(开源节流)开源措施:合理开发和提取地下水;修建水库和跨流域调水工程;海水淡化;人工降雨;节流措施:加强宣传
5、教育,提高节水意识;改进灌溉技术,提高用水效率;挖掘水资源潜 力。6.水污染水体因某种物质的介入,而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变,从而影 响水的有效利用,危害人体健康或者破坏生态环境,造成水质恶化的现象。(水污染加剧了 全球的水资源短缺,危及环境健康,严重制约人类社会、经济与环境的可持续发展。) 7.主要水污染物及其环境效应 根据污染物质及其形成污染的性质,可以将水污染分为化学性污染(酸碱污染、重金属污染、 需氧性有机物污染、有机毒物污染)、物理性污染(悬浮物污染、热污染、放射性污染)和 生物性污染(主要指致病菌和病毒的污染) 3 类。总需氧量(TOD)(水中能被氧化的物质
6、,主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需氧气的量,单位为 mg/L)或总有机碳(TOC)(水的溶解性和悬浮性有机物含碳的总量,以碳的数量表 示水中含有机物的总量)水的富营养化 生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,鱼类及其他生物大量死亡的现象。 危害:含有 NO2-、NO3-,危害人体健康;引发水华和赤潮;透明度降低,DO 降低,水生生物大量死亡;有些藻类分泌有毒物质;底层沉积死亡生物的残体,厌氧分解产生 H2S 等有害气体;水生生态系统紊乱,多样性破坏。 赤潮:指在特定的环境条件下,海水中某些浮游植物、原生动物或
7、细菌爆发性增殖或高度聚 集而引起水体变色的一种有害生态现象。水华:重金属特点:重金属的毒性通常由微量导致;重 金属及其化合物的毒性几乎都通过与有机体结合而发挥作用,某些重金属可在生物体内转化 为毒性更强的有机物;重金属不能被生物降解,可通过食物链发生生物富集、放大;重金属 的毒性与金属的形态(价态)有关。难降解有机物(持久性有机污染 POPs) 难以降解的有机物,大多为人工合成化学品。 POPs:具有环境持久性、生物累积性、远距离环境迁移性,并可对人体健康和生态环境产 生危害影响的一类有机污染物。长期与人类和动物接触会引 起内分泌系统、神经系统、免疫系统异常,致癌、致畸、致突变。POPs 在低
8、纬度地区,挥 发大于沉降,在高纬度地区沉降大于挥发,逐渐向中高纬度地区转移,并最终在极地地区积 累的现象,称为 POPs 的全球蒸馏效应。POPs 在低纬度地区排放,伴随中纬度地区冷暖季节变化而挥发沉降,并通过全球蒸馏效应逐渐积累到极地地区的现象,称为 POPs 的蚱蜢跳现象8.水污染源 分为自然源(指自然界自发地向环境排放有害物质造成有害影响的污染源)和人为源(指人 类社会经济活动所形成的污染源)。 人为源按污染源进入水环境的空间分布方式分为点污染源和面污染源。 点污染源指排污形式为集中一点或一个可当作一点的小范围内,多由管道收集后进行集中 排放。(1)工业废水 是造成水体污染的最重要的污染
9、源。 根据废水的发生来源,分为工艺废水、设备冷却废水、洗涤废水、场地冲洗废水; 根据废水中所含污染物的性质,分为有机废水、无机废水、重金属废水、放射性废水、热污 染废水、酸碱废水、混合废水; 根据生产废水的行业性质,分为造纸废水、石油化工废水、纺织废水、制革废水、冶金废水 等。 特点:污染量大(用水多,排水也多);成分复杂(污染物种类多);感观不佳;水量水质多 变。(2)生活污水 主要来自家庭、商业、学校、旅游、服务行业及其他城市公用设施,成分复 杂,其组成有一定差异。以污染物以悬浮态或溶解态的无机物(N、P、S 等盐类)、有机物(纤维素、淀粉、脂肪、蛋白质及合成洗涤剂)为主。 面污染源即非点
10、污染源,污染物排放一般分散在一个较大的区域范围,通常表现为无组织 性。 主要指雨水的地表径流、含有农药化肥的农田排水、畜禽养殖废水,以及水土流失等。 农村面源:不合理地施用化肥和农药;分散农村居住点的生活污水、粗放发展的乡镇工业所 排废水。2)城市径流9.水污染的特征 10.水体的自净能力物理过程(稀释、扩散、挥发、沉淀等)、化学和物理化学过程(氧化、还原、吸附、凝聚、中和等)以及生物和生物化学过程(微生物对有机物的分解代谢,不同生物群体的相互作用等)。最主要的两方面为物理作用和生化作用。 当污染物进入水体后,通过一系列物理、化学、生物等方面的作用,污染物浓度会逐渐降低, 经过一段时间后,水体
11、往往能恢复到受污染前的状态,水的这种自我调节、净化能力为自净能力。物理作用:稀释只能降低污染物浓度,不能去除污染物在水体中的两种运动形式为平流/推流和扩散。生化作用:生化自净 有机污染物进入水体后在微生物作用下氧化分解为无机物(需要的氧的来源:水中溶解的氧和水生植物光合作用产生的氧)氧垂曲线(p129)S-P模型耗氧与复氧作用三阶段:易氧化有机物被化学氧化分解生化氧化分解含氮有机物的硝化过程 关键需要找到什么? 溶解氧浓度的最低点,即氧亏值最大点(耗氧速度等于复氧速度,溶解氧含量最低,称为最缺氧点)临界点规定值? 未超过河段的净化能力细菌衰亡也是一种重要的自净作用。促使水中细菌数量减少的主要作
12、用:水体的生化自净作用使水中有机物量日渐减少,细菌将因缺少食物及能源而逐渐衰亡;水体中生长的纤毛类原生动物、浮游动物的吞食;不利菌类存活的如日光、pH、温度等。 水环境容量:一定水体所能容纳污染物的最大负荷。11.水质与水质指标 水质,即水的品质,是指水与其中所含杂质(悬浮物质、溶解物质和胶体物质)共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合特性。水质指标分3 类:物理性水质指标、化学性水质指标和生物学水质指标。物理性水质指标,包括感官物理性状指标(温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度等)和其他物理性状指标(总固体、悬浮固体、溶解固体、可沉固体、电导率等);化学性水质指标,包括一般的化学性水质指标(
13、pH、碱度、硬度、各种阳离子、各种阴 离子、总含盐量、一般有机物质等)、有毒的化学性水质指标(重金属、氰化物、多环芳烃、各种农药等)和有关氧平衡的水质指标(溶解氧、化学需氧量、生化需氧量、总需氧量等);生物学水质指标,包括细菌总数、总大肠菌群数、各种病原细菌、病毒等。 地表水环境质量标准基本项目标准限值(24项)、集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值、集中式生活饮用水地表水源地特定项目标准限值。水温 影响水的密度,影响微生物活动及生化反应速率,进而影响水中细菌的生长繁殖和 水的自然净化作用(主要排放含热废水)。pH(酸碱度)表示水中 H+或 OH-的含量比例。对生物的繁殖和生存有很大影响
14、,同时还 严重影响水体中微生物的生化作用,影响水中胶体的带电荷状态,导致胶体对水中一些离子 的吸附和释放。DO:溶解氧是指溶解在水中的氧气的含量。 水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标,它跟空气里氧的分压、大气压、水温和水质有密切的关系,自然条件下水温越低、 气压越高、盐分越少,水中溶解氧的含量越高。COD:化学需氧量是水体中能被氧化的物质进行化学氧化时消耗的氧的量,是衡量水体受有机物污染程度的综合指标,(mg/L)计。常用的氧化剂是重铬酸钾(KCr2O3)和高锰酸钾。海水一般用高锰酸盐指数法,其他物质一般采用重铬酸钾氧化法。BOD:生化需氧量表征水中有机物通过微生物的生化作业进行氧化
15、分解,使之无机化或气体化时所消耗的水中溶解氧的量,单位为mg/L。在 20下分解5天所需耗用的氧量称为 BOD5。BOD 值越高,说明水中有机污染物越多,污染也就越严重。植物营养物 包括氨氮(NH3-N)、总氮(TN)和总磷(TP)三个指标。氨氮可导致水体富营养化,对鱼类及某些水生生物有毒害作用。总磷(TP)过多会引起藻类植物的过度生长,水体富营养化,发生 水华或赤潮。重金属 重金属不能被生物降解,能在食物链的生物放大作用下积累,在人体内能与蛋白质和酶发生强烈的相互作用,使它们失去活性,也可能在人体的某些器官中积累,造成慢性 中毒。氟化物 包括 HF、金属氟化物、非金属氟化物、氟化铵和有机氟化
16、物。氟化物污染土壤后,使土壤酸性增加,对农作物生长不利。适量的氟是人体所必需的,过量的氟对人体有危害, 氟化钠对人的致死量为612g,饮用水含 2.45mg/L 则可出现氟骨症。氟骨症表现为腰腿痛、 关节僵硬、骨骼变形、下肢弯曲、驼背,甚至瘫痪。硒 克山病患者缺硒,硒过量会导致指甲变厚、毛发脱落,肢端麻木,偏瘫。氰化物 进入人体后析出氰离子,与细胞线粒体内氧化型细胞色素氧化酶的三价铁结合, 阻止氧化酶中的三价铁还原,组织细胞不能利用氧,造成阻止缺氧,导致机体陷入内窒息状 态。11 挥发酚 沸点在 230以下的酚类物质,一般为一元酚。水中酚类属有毒物质,人体摄入一定量会出现急性中毒症状,长期饮用
17、被酚污染的水可引起头痛、出疹、瘙痒、贫血及各种 神经系统症状。12 石油类 影响多种器官正常功能。13 阴离子表面活性剂:羧酸盐,硫酸酯盐,磺酸盐,磷酸酯盐14 硫化物15 粪大肠菌群 表征水体卫生程度的生物学指标。粪大肠菌群为总大肠菌群的一个亚种,直接来自粪便,在 4444.5的高温条件下仍可生长繁殖并将色氨酸代谢成吲哚,其他特性均 与总大肠菌群相同,在卫生学上具有重要的意义。12.水质基准和水质标准水质基准可分为两大类:毒理学基准和生态学基准。通常人们根据保护对象,将水质基准划分为水环境卫生基准、水生生物基准和水体营养物基准。水域功能和标准分类13.污水综合排放标准将工矿企业和事业单位排放
18、的污染物分为两类:类污染物系指能在环境或动植物体内蓄积,对人体健康产生长远不良影响者。含此类污染物的废水一律在车间或车间处理设施的排放口取样检测(总汞、总镉、总铬、烷基汞、六 价铬、总砷、总铅、总镍、苯并芘); 类污染物系指其长远影响小于类的污染物质。含此类污染物的废水在工厂企业或其处理设施排出口取样检测。(pH、色度、悬浮物、BOD5、COD、石油类、动植物油、挥发酚、 氰化物、硫化物、氨氮、氟化物、磷酸盐、甲醛、苯胺类、硝基苯类、阴离子合成洗涤剂、铜、锌、锰) 上表中的一级标准,即地表水环境质量标准中的类水体而设的;对于特殊保护区域,即地表水环境质量标准中的、类水体,则不得新建排污口;对于
19、一般保护区域(如、类水体),应执行二级标准;对排入城镇下水道并进入二级污水处理厂的污水,可执 行三级标准。14.生活饮用水水质标准制定生活饮用水水质标准的主要原则是:卫生上安全可靠,不应含有各种病源微生物和寄生虫卵;化学成分应对人体无害,不应对人体健康产生不良影响或对人体感官产生不良刺激; 使用时不致造成其他不良影响(过高的硬度导致水垢的形成等)。15.水污染控制水污染防治目标有三:确保地面水和地下水饮用水源地的水质,为向居民供应安全可靠的饮用水提供保证;恢复各类水体的使用功能;还清地面水体的水质,恢复其美好的观瞻,增加人类居住区的悦人景色。水污染防治的主要任务:进行区域、流域或城镇的水污染防
20、治规划,在调查分析现有水环境质量及水资源利用需要 的基础上,明确水污染防治的具体任务,制订应采取的防治措施;加强对污染源的控制,包括工业污染源、城市居民区污染源、畜禽养殖业污染源,以及农 田径流等面污染源,采取有效措施减少污染源排放的污染物量;对各类废水进行妥善的收集和处理,建立完善的排水系统及污(废)水处理厂,使污(废)水排入水体前达到排放标准;加强对水环境水资源的保护,通过法律、行政、技术等一系列措施,使水环境水资源免受 污染。基本控制模式三级模式控制(防治管三者结合的根本原则)一级控制:防,即源头控制(接管标准),通过有效控制使污染源排放的污染物量减小到最 小。 二级控制:治,即污水的人
21、工处理(出水标准),对污(废)水进行妥善的处理,使之达到 排放标准。 三级控制:管,即尾水的处理处置与资源化(环境标准),达标排放的污水仍有许多污染物, 加强处理处置,有利于实现水环境长治久安。(一)源头控制:工业水污染优化产业结构,调整规划布局;清洁生产,循环经济(清洁生产是采用能避免或最大限度减少污染物产生的工艺流程、方法、材料和能源,将污染物可能的消灭在生产过程中,使污染物排放减小到最少;循环经济是通过产业链的有机结合,将污染负荷变废为宝,达到削减污染负荷与提升经济效益同步实现的目标);就地处理,达到污水排放标准;强化管理,制定法规制度。 生活污水合理进行人口密度及分布规划;公众教育。面
22、源污染:(1)农村面源:发展节水农业;减少土壤侵蚀;合理利用农药;截留农业污水;畜禽粪便处理;乡镇企业废水及村镇生活污水处理。(2)城市径流:充分收集利用雨水;减少城市硬质地面;增加城市绿化用地。(二)污水的人工处理(主导:城市污水处理厂)p132详细介绍(1)方法磁力分离磁性及非磁性悬浮物和重金属离子,对有机物个营养物也有帮助.厌氧好氧天然的生物净化系统(利用天然条件下微生物生命活动处理废水的系统) 生物稳定塘可分为好氧塘、兼性塘、曝气塘和厌氧塘四种。 污泥处理主要包括:稳定处理;脱水处理;最终处理。 污泥稳定处理的目的是稳定其中的有机污染物,最常用的方法是厌氧消化法。 脱水处理的目的是减小
23、污泥体积,须脱水和干化。 污泥最终处置应优先考虑利用污泥作农田肥料或进行其他利用(如填坑、筑路等),不能利 用的污泥可采用填埋、投海或焚烧法处置。 污泥水应送回污水处理厂入水口,与废水一并处理。污水人工处理的分级工业废水的水质成分极其复杂,因此没有通用的集中处理工艺流程。对处理后达到城市污水 截留管网接管标准的工业废水,可纳入城市污水处理厂进行统一处理。(三)尾水的处理处置与资源化尾水的生态处理(主导:污水生态工程)利用土壤微生物植物系统的自我调控机制和综合自净能力,完成尾水的深度处理。同时 通过对尾水中水分和营养物的综合利用,实现尾水无害化与资源化的有机结合。 特点:基建投资省、运行费用低(
24、依赖水、土壤、细菌、高等植物、阳光等)、净化效果好、 净化效率高、运行效果稳定。尾水的回用(严格进行水质控制,是关系到尾水回用成败的关键)工业回用、农业回用、城市回用、地下水回灌、生态回用。尾水的自然处置(指利用水环境自净能力进行尾水江河湖海处置) 自然处置的尾水应经过必要的预处理;尾水的自然处置应科学实施。 16.补充天然水的物质组成:常量成分(又称主要离子、恒量成分、保守成分)、溶解气体、营养元 素、有机物、微量元素,以及有毒物质。 水灾害:指水过多、过少所形成的对人类生存发展的不利影响。可分为水灾和旱灾两大类。 水灾是指洪水泛滥(洪灾)、暴雨积水(涝灾)、海潮侵袭(潮灾)和土壤水分过多(
25、渍灾) 对人类社会造成的危害,其中尤以洪灾的发生频率最高,损失也最为严重。 旱灾,亦即干旱灾害,它是由于土壤水分不足和水源短缺所导致的农业减产、供水不足及生 态破坏所形成的灾害。我国的洪灾有两大特点:一是发生的时间主要集中在 7、8 月份,二是受灾地区面积广。 洪水的成因:自然因素 暴雨是造成绝大多数河湖洪灾的主要原因;地质活动在局部地区 可导致洪灾的发生;人为因素 城市化;毁林荒地。 防洪减灾措施可分为工程措施与非工程措施两大类。工程措施:水库工程、河道整治工程、分蓄行洪工程;非工程措施:加强生态保护和建设;建立洪水预报、预警系统;分蓄行洪区的运用和管理; 完善抢险救灾体系。 旱灾的危害:主
26、要表现在两个方面:由于土壤水分含量低,使作物的正常生长受到抑制, 造成农业减产或无收;由于地表径流量减少,造成城市及工业用水短缺、人畜饮水困难、 航运中断。此外,干旱还可能诱发其他灾害的发生,如饥荒、疾病、水灾、虫灾、土地退化 及空气质量恶化等。 旱灾的成因:降水和蒸发是干旱形成的两个基本的气象气候因素,而其中又以降水与干旱的 关系最为密切。就大范围的干旱而言,由大气环流和海温异常引起的降水量的变化是干旱形 成的主要原因。降水的时空变化对干旱形成与发展的影响主要表现在 :降水的地理分布 不均,在降水较少的地区,干旱发生的概率较大;降水的季节分配不均,干湿季节明显的 地区,在降水较少的季节容易发
27、生干旱;降水的年际变化不均,不同区域受大气环流强弱 和进退时间不同的影响,造成有些年份降水较多,有些年份降水较少,在降水较少的年份容 易形成旱灾。旱灾的减灾措施:加强长期预报;推广人工降水;发展节水灌溉。17.几种典型的废水处理流程 城市废水处理流程、炼油厂废水处理流程、维尼纶厂废水处理流程、生物脱氮处理流程、生物脱氮除磷及出水回用处理流程 第二章 大气环境1.大气环境概述大气环境质量的重要性:洁净的大气对生命来说是至关重要的;污染的大气对动植物的生长和生存造成危害,严重时还会造成死亡。大气圈的分层及特点大气圈:在自然地理学上,把由于地心引力作用而随地球旋转的大气层,厚度大约1*104km,随
28、纬度不同而不同。温度随高度变化,用气温变化率表示=dT/dZ 表示。被称为气温垂直递减率,也叫气温铅直梯度。当气温随高度升高而降低时,0;当气温随高度升高而升高,0时,气块加速上升或下降,不稳定;-d0,即温度随高度增加而递减。但也会发生0或=0的现象,即温度随高度的增加增加或不变,将这种现象称为逆温,这种气层称为逆温层(等温层可视为逆温层的一个特例)。发生等温和逆温是,大气是稳定的。逆温层阻碍大气运动,造成污染气体无法扩散,造成大气污染现象。逆温层至地面的距离下限称为逆温高度,上下限的温度差称为逆温强 度。逆温分为:辐射逆温、下沉逆温、平流逆温、锋面逆温、湍流逆温。定义P93环保概(4)不同
29、温度层结下的烟型波浪、锥、平展、爬升、漫烟(二)大气水平运动和湍流五种作用力:重力、水平气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力、摩擦力大气湍流是指大气以不同的尺度作无规则运动的流体状态。风速的脉动和风向的摆动就是湍流作用的结果。包括热力湍流和机械湍流。湍流扩散理论:梯度输送理论、湍流统计理论、相似理论(三)影响大气污染的地理因素地形和地物影响山谷风:晴朗的白天,阳光使山坡首先受热,受热的山坡把热量传给其上的空气,这一部分 空气比同高度谷底上空的空气暖,比重轻,于是就上升,谷底较冷的空气来补充,形成从山 谷指向山坡的风,称之为谷风;夜间,情况恰好相反,山坡冷却较快,其上方空气相应冷却 得比同一高度谷
30、底上空的空气快,较冷空气沿山坡流向谷底,形成山风。海陆风:在白天,由于太阳辐射,陆地升温比海洋快,在海陆大气之间产生了温度差、气压 差,使低空大气由海洋流向陆地,形成海风;高空大气从陆地流向海洋,形成反海风,它们 和陆地上的上升气流和海洋上的下沉气流一起形成了海陆风局部环流。在夜晚,由于有效辐射发生了变化,陆地比海洋降温快,在海陆之间产生了与白天相反的温度差、气压差,使低 空大气从陆地流向海洋,形成陆风,高空大气从海洋流向陆地,形成反陆风。它们同陆地下 降气流和海面上升气流一起构成了海陆风局部环流。城市热岛环流:由于城市生产、生活过程中燃料燃烧释放出大量热,城市地表和道路易吸收太阳 辐射使大气
31、增温,而城市蒸发、蒸腾作用比郊外少,因此相应的潜热损耗小,加之城市污染 大气的温室作用使得城市气温一般比郊外高。温度比农村高,气压比乡村低,形成一种从周围农村吹向城市城区的特殊的局地风,称为城市热岛环流。(1)主观条件:污染物排放量(2)客观条件:气象、地形、地物等因素。 影响大气扩散稀释能力的主要因素有气象的动力因子(风、大气湍流)和气象的热力因子(大气 的温度层结和大气稳定度)。10.大气污染控制(1)清洁能源:常规能源清洁利用;可再生能源与新能源(太阳能、水能、风能、海 洋能、生物质能、地热能、核能、氢能等)的开发利用;节能; (2)强化规划管理:植树造林;总量控制、排污收费;工业区合理
32、布局;合理交通规划;发展清洁汽车。(3)清洁生产:发展无污染和少污染的生产工艺,一减少污染物在生产过程中的排放和泄露(4)末端处理:烟尘、SO2、NOx、氟化物等治理技术。11 环境自净大气环境的自净有物理作用、化学作用(扩散、稀释、氧化、还原、降水、洗涤等)和生物 作用。 植物在大气环境自净中具有重要作用,有美化环境、调节气候、抑制扬尘、截留粉尘、吸收 大气中有害气体等功能,可以在大面积大范围内,长时间地连续净化大气。12.大气污染的防治(一)烟尘治理技术除尘装置的处理量、除尘效率(总效率、分级效率、多级除尘效率)除尘装置工作原理和特性:干机械除尘装置(重力除尘装置、惯性力除尘装置、离心力除
33、尘装置),过滤式除尘装置(袋式除尘装置),湿式/洗涤式除尘装置,电除尘装置,声波除尘装置。重力除尘装置:借助重力作用沉降。构造简单;施工方便;投资少;体积大;效率低;不适 于除细小尘粒; 惯性力除尘装置:借助粒子惯性力将尘粒分离。结构简单;适于除较粗尘粒。离心力除尘装置:借助离心力将尘粒分离。结构简单;费用低;易维护;适于大于 20m 尘粒; 前三种简单方便,不易处理微尘。洗涤式除尘装置:用液滴、液膜、雾沫洗涤含烟尘粒,将尘粒分离。结构简单;效率高;需 动力;过滤除尘装置:含尘气体通过滤料将尘粒分离。效率高;需一定费用;电除尘装置:借助电场力把带电荷尘粒集向集尘板。效率高;维护简单;适用范围广
34、;投 高;设备庞大;上述三种效率最高。 声波除尘装置:借助声波除尘。效率低;噪声大;能高。(二)主要气体污染物的治理技术SO2 治理技术:燃料脱硫(煤炭洗选、煤炭转化和重油脱硫:在钼钴镍等金属氧化剂催化作用下,高压加氢催化,使重油中有机硫化物的 C-S 键断裂,硫变为简单的气体或固体化合物而从重油中分离出来)和烟气脱硫。 烟气脱硫可分为湿法和干法两种。湿法脱硫是把烟气中的 SO2 和 SO3 转化为液体或固体化合物,从而把它们从烟气中分离出来,吸收剂主要包括氨法、钠法、石灰-石膏吸收法、镁法以及催化氧化法等。干法脱硫是指采用固体粉末或非水液体作为吸收剂或催化剂进行烟气脱硫,活性炭法、活性氧化锰
35、吸收法、接触氧化法、还原法。NOx 治理技术:工业企业排放的氮氧化物主要通过以下方法去除:吸收法(碱吸收法、熔融盐吸收法和硫酸吸收法)、非选择性催化氧化法(用金属箔催化剂,以 H2 或 CH4 等还原性气体作为还原剂,将烟气中的氮氧化物还原为 N2)、选择性催化氧化法(以金属箔的氧化物作为催化剂,以氨、硫化氢和一氧化碳等为还原剂,选择最佳脱氮反应温度,让还原剂仅与烟气的氮氧化物发生反应,使之转变为无害的 N2)。 氟化物治理技术:由于氟化物易溶于水和碱性水溶液中,因此去除气体中的氟化物一般多采用湿法,后来出现了用干法从烟气中回收氟化物的新工艺。 (三)大气污染综合防治技术加强规划管理(工业区)
36、;提高能源和原材料的利用率(企事业单位);提倡清洁生产;使用清洁能源 产品生命周期考虑:源头控制 使用清洁原料、清洁能源,进行清洁生产,增设废气处理 设施,总量控制,排污收费;过程控制 工业区设在扩散能力强的地区,增加纳污力强的林木种植;敏感人群保护 合理规划居民区、商业办公区。 第三章 土壤环境1.土壤的概述土壤的重要性:绿色植物生长基地;地球陆地生态系统基础;各种污染物的最大承受者。 土壤是指位于地球陆地地表,包括具有浅层水地区的具有有肥力,可生长植物的疏松层。由地球陆地表面的岩石风化发育而成,由矿物质、有机质、水分和空气等物质组成,是一个非常复杂的系统。 2.土壤的组成土 壤固相物质矿物
37、质占固相质量 95%左右,总体积的 38%左右有机质占固相质量 5%左右,总体积的 12%左右粒间物质气相部分由大气进入,主要成分是 O2、N2 等,另一部分是由土壤内 部产生的,主要是 CO2、水汽等液相粒间水分及溶解在其中的多种溶解性物质生物体各类昆虫、线虫、节肢动物土壤微生物,1g 土壤中可达数十亿个(1)土壤矿物 主要来自成土母质或母岩,是土壤的主要组成物质,土壤矿物质构成了土壤的骨骼。分为原生矿物和次生矿物。原生矿物:是原始成岩矿物,在风化过程中仅仅受到不同程度的机械破碎,矿物晶格、结构和化学成分没有发生变化。常见的原生矿物有四大类:硅酸盐类,包括钾长石、钠长石、钙长石、白云母、黑云
38、母、角闪石、方解石、辉石、橄榄石等;氧化物类,包括石英、髓石、 赤铁矿、磁铁矿、钛铁矿等;硫化物类,包括黄铁矿等;磷酸盐类,包括氟磷灰石等。 次生矿物:岩石原生矿物在风化过程中分解或由风化产物重新组合的矿物,统称次生矿物。 次生矿物包括各种简单盐类、铁铝氧化物和次生铝硅酸盐类(伊利石、蒙脱石、高岭石) 等。(2)有机质组成 有机质包括土壤中各种动、植物残体,微生物体及其分解和合成的有机物。 一般可分为:土壤活有机体,主要指植物根系、土壤生物(土壤动物、藻类和菌类);简单 有机物、酶和腐殖质。土壤腐殖质是土壤环境中的主要有机胶体,对土壤环境特性、性质, 以及在能量迁移与转化过程中起着重要的作用。(3)土壤溶液物质组成 土壤溶液物质组成非常复杂,常见的物质有:无机盐类,无机胶体(铁、铝氧化物),有机体和有机胶体(有机酸、糖类、蛋白质及其衍生物和腐殖酸),配合 物(铁、铝有机配合物);溶解性气体,如 O2、CO2 等;离子态物质,包括各种重金属离子、 阴离子化合物、H+、O
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