环境工程导论

1、环境工程导论复习 第一章 绪 论第一节 环境1、环境容量 指地球生物圈或某一区域环境对人口增长和环境发展的承载能力。l 可供人类开发利用的自然资源的数量.l 环境消解废物的最大负荷量.2、环境自净 指受污染的环境，在物理、化学和生物等自然作用下，污染物浓度或总量的降低过程。l 环境的物理净化l 环境的化学净化l 环境的生物净化第二节 环境问题1环境问题定义：是指由于人类活动作用于环境要素引起环境质量变化，这种变化对人类的生产、生活和健康带来不利的影响。2世界八大公害事件 （Public Nuisance Events）比利时马斯河谷烟雾事件 美国洛杉矶光化学烟雾事件 美国多诺拉事件 英国伦敦烟

2、雾事件 日本水俣病事件日本四日市哮喘病事件 日本爱知县米糠油事件 日本富山痛痛病事件 第三节、当代世界面临的环境问题1.人口增长 2.气候变暖 3.酸雨 4.臭氧层破坏 5.大气污染 6.海洋生态危机6.水体污染 7.固体废物 8.森林和草原植被减少 9.生物多样性减少中国的环保方针早期“三十二字方针” 全面规划、合理布局、综合利用、化害为利、依靠群众、大家动手、保护环境、造福人民三建设、三同步、三统一”方针n 环境保护与经济建设、城乡建设n 同步规划、同步实施、同步发展n 经济效益、社会效益和环境效益的统一国家重点控制项目3河： 辽河, 淮河,海河3湖： 太湖，巢湖，滇池2控制： 二氧化硫控

3、制，酸雨控制1海： 渤 海第四章 生态系统第一节. 生态学的演化1.种群：在一定地段上群落中的一个种的所有个体就是一个种群。2.群落：在一定自然区域的环境条件下，许多不同的生物相互依存，构成了有着密切关系的群体。3.生态学的演化第一阶段（个体生态学）：研究生物个体与环境的相互关系，比如植物个体发芽-开花-结果-落叶-休眠.第二阶段（种群生态学）：研究种群的个体空间分布和数量变动规律第三阶段（生态系统生态学）：生物群落与环境的关系第二节. 生态系统（ecosystem)1.定义：生态系统是指一定时间和空间范围内，生物群落与其所处的环境所形成的相互作用、相互制约、不断演变、达到动态平衡，相对稳定的

4、统一整体，是生态学的基本功能单位. 生产者 绿色植物 生物群落 消费者 各种动物 分解者 微生物生态系统 非生物环境 无生命物质和能量2. 生态系统的结构生物结构：个体种群群落生态系统.形态结构：生物成分在空间、时间上的配置变化.营养结构：生态系统中各成分之间相互影响的途径，最重要的是通过营养实现的3.生态系统的功能（1）.生物生产 （2）.能量流动 （3）.物质循环 （4）.信息传递 第三节.生态平衡1. 生态平衡：在任何一个生态系统中，生物与其环境总是在不断进行着能量、物质与信息的交流，但在一定时期内，生产者、消费者和分解者之间都保持着一种动态的平衡，这种平衡状态就叫生态平衡。1) 在自然

5、生态系统中，平衡还表现为生物种类和数量的相对稳定。第四节. 生态破坏生态平衡失调1. 生态平衡失调(ecological disturbance)：当外界施加的压力（自然或人为）超过了生态系统的调节能力或补偿功能后，都会导致其结构破坏、功能受阻，正常的生态关系被打乱、反馈自控能力下降，甚至不能自我修复，使整个生态系统衰退或崩溃，这就是生态平衡的失调2. 生态平衡失调的标志（1）生态平衡失调的结构标志：生态系统出现了缺损或变异.（2） 生态平衡失调的功能标志：能量流动在系统内的某一个营养层次上受阻或物质循环正常途径中断.第五章 大气污染及防治技术要掌握的内容：· 污染的种类、来源及其危

6、害· 大气污染物扩散原理及其模式· 大气污染控制（排放标准、综合控制措施）第一节. 大气污染的分类.地区性污染局部性污染广域性污染全球性污染按影响范围按污染物种类煤烟型污染混合型污染石油型污染特殊型污染第二节、主要大气污染物.1. 依照与污染物的关系分类依照与污染物的关系分类一次污染物：从污染源直接排出的原始物质，进入大气后性质没有发生变化。典型的一次污染物有: 颗粒物、SO2、H2S、CO、碳氢化合物、NOx等。二次污染物：从由污染源排出的一次污染物与大气中原有成分、或几种一次污染物之间，发生了一系列的化学变化或光化学反应，形成了与原污染物性质不同的新污染物。常见的二次污

7、染物有光化学烟雾和硫酸烟雾。2. 按其物理状态和化学组成分类：颗粒污染物(气溶胶)，气态污染物总悬浮颗粒(TSP):悬浮在空气中 da100m可吸入颗粒(PM10):悬浮在空气中 da10m可吸入肺颗粒(PM2.5):悬浮在空气中 da2.5m降尘:粒径大于10m的固体颗粒物，在空气中停留时间较短。飘尘:粒径10m以下的固体颗粒物， 能在空气中长时间悬浮。气溶胶颗粒大小含硫化合物:SO2，H2S，数量较大，污染面较广含氮化合物：NO，NH3碳的氧化物：CO，CO2有机化合物：C1C10化合物卤素化合物：HF，HCl一次污染物：SO2、NO二次污染物：如：硫酸烟雾和光化学烟雾气态污染物第三节、大

8、气污染源.定义：造成大气污染的污染物发生源。n 按排放方式：点源、线源、面源；n 按排放形式：固定源、流动源；n 按排放时间：连续源、间断源、瞬时源；n 按排放位置：地面源、高架源。第四节. 大气污染综合防治技术1、大气综合防治措施（1）全面规划、合理布局 （2）严格环境管理 （3）控制大气污染的技术措施 （4）控制污染的经济措施 （5）绿化造林 （6）安装废气净化装置2 .控制大气污染的技术措施（1）清洁生产：清洁的原料、生产过程和产品（2）可持续发展的能源战略Ø 改善能源供应结构和布局，提高清洁能源和优质能源比例Ø 提高能源利用效率和节约能源Ø 推广少污染的煤

9、炭开采技术和清洁煤技术Ø 积极开发利用新能源和可再生能源（3） 建立综合性工业基地：各企业间相互利用原材料和废弃物，减少污染物排放总量（4） 控制排放和充分利用大气自净能力3. 控制污染的经济政策（1） 必要的环境保护投资Ø 环保投资占国民生产总值（GNP）的比例，发展中国家为0.51，发达国家为12Ø 我国目前比例为0.70.8，希望能达到1.5（2） 实行“污染者和使用者支付原则”，可采用的经济手段：A. 建立市场（排污许可证制度等）B. 税收手段（污染税、资源税等）C. 收费制度（排污费等）D. 财政手段（生态环境基金等）E. 责任制度（赔偿损失和罚款等）第

10、五节、主要大气污染物治理技术（一）主要气态污染物治理技术气体吸收技术： 利用废气中污染物组分在吸收剂中的溶解度不同或与吸收剂组分发生选择性化学反应来净化废气。气体吸附技术： 用多孔固体吸附剂将气体混合物中组分浓集于固体表面。气体催化技术： 含尘气体经过催化床层发生催化反应，使污染物转化为无害或易于处理的物质。（二）主要气态污染物治理技术二氧化硫净化技术：抛弃法和回收法。氮氧化物治理技术：吸收法、非选择性催化还原法和选择性催化还原法等。R 氟化物的治理技术：湿法和干法R 车辆尾气治理技术：技术控制和行政管理 （三）颗粒污染物的治理技术机械除尘器： 利用质量力（重力、惯性力和离心力）的作用使颗粒无

11、和气体分离 的装置。电除尘器：含尘气体通过高压电场过程中，使尘粒电荷移动，在电场力的作用下沉积在集尘板上，达到分离目的。湿式除尘器：含尘气体与液体密切接触，利用液体与尘粒的惯性碰撞及其他作用捕集尘粒或者使粒径增大的装置。过滤式除尘器： 使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集。第六章 水污染及防治技术* 6.1 水资源及水质指标和标准* 6.2 水体污染及其危害* 6.3 水体自净* 6.4 水污染控制技术* 6.5 城市水污染控制第一节. 水资源及水质指标和标准（一）水质指标物理性水质指标化学性水质指标生物学水质指标水质指标温度色度嗅和味固体物质电导率有机物指标无机物指标细菌总数总大肠菌群数各种

12、病原细菌病毒（二）水体污染的概念水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量，从而导致水体的物理特征、化学特征和生物特征发生不良变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用。 （三）污染的分类水体污染化学性污染物理性污染生物性污染酸碱污染有机污染物重金属污染毒物污染悬浮物污染热污染放射性污染致病細菌病毒污染第二节、水环境污染源（一）污染源：向水体排放污染物的场所、设备和装置。（二）（1）按照水体类型：大气水污染源 地表水污染源 地下水污染源（2）按照水体动力学特征：人为污染源 自然污染源（3）按照污染源的形态：点污染源

13、线污染源 面污染源（三）、水体污染物 ：（1）物理性污染 （2）无机物污染 （3）有机物污染 （4）营养盐类污染与水体富营养化 （5）生物污染 （6）放射性污染第三节、水体富营养化过程* 水体富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。本质：由于水体中氮、磷营养物质的富集，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧下降，使鱼类或其他生物大量死亡、水质恶化的现象。湖泊富营养化:：水华海洋富营养化：赤潮第四节 水体自净（一）水体自净作用 污染物质进入天然水体后，通过一系列物理、化学和生物因素的共同作用，使排入的污染物质的浓度和毒性自然降低，这种现象称为水体的自净。（二）水体自净

14、作用的发生物理净化化学净化生物净化水体自净作用稀释扩散沉淀挥发氧化还原分解凝聚中和生物活 动（三）水环境容量一定水体所能容纳污染物的最大负荷被称为水环境容量，即某水域所能承担外加的某种污染物的最大允许负荷量。第五节、水污染综合防治（一）水污染防治的原则：* “防”是指对污染源的控制。 * “治”是水污染防治中不可缺少的一环。 * “管”是指对污染源、水体及处理设施的管理。 （二）污水处理技术概述污水处理方法物理法化学法生物法沉淀筛滤过滤气浮离心分离萃取膜分离中和化学沉淀氧化还原消毒电解好氧法厌氧法自然生物处理活性污泥法生物膜法悬浮生长生物法生物膜法土地处理系统稳定塘法物理法化学法生物法通过物理

15、作用，来分离、回收污水中不溶解的、呈悬浮状的污染物质，在处理过程中不改变其化学性质。向污水中投加化学试剂，利用化学反应来分离、回收污水中的污染物质，或将污染物转化为无害的物质。第七章 土壤污染及防治技术 7.1 土壤的组成和性质 7.2 土壤环境污染 7.3 土壤污染防治 7.4 土壤的退化 7.5 土壤的生态保护和土壤修复第一节 土壤的特性 （一）酸碱性：我国土壤的pH大多在4.58.5范围内，并有由南向北pH值递增的规律性。 （二）吸附性：土壤胶体的性质：（1）具有巨大的比表面和表面能 ； （2） 电性 ； （3） 凝聚性和分散性 ；土壤胶体的离子交换吸附 ：（1） 阳离子交换吸附 （2）

16、 阴离子交换吸附 （三）氧化还原性氧化还原体系 体系 氧化态 还原态 铁体系 Fe(III) Fe（II） 锰体系 Mn（IV） Mn（II） 硫体系 SO42- H2S 氮体系 NO3- NO2- NO3- N2 NO3- NH4+ 有机碳体系 CO2 CH4土壤氧化还原能力的大小可以用土壤的氧化还原电位（Eh） 来衡量 第二节 土壤污染（一）土壤污染：是指人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化，并影响到植物的生长发育以及产量和质量的下降，这种现象叫土壤污染。 （二）土壤环境污染物n 土壤环境污染物：把输入到土壤环境中的足以影响土壤环境正常功能，降低作物产量和生物学质

17、量，有害于人体健康的物质，统称为土壤环境污染物质。n 根据污染物的性质，把土壤环境污染物质大致分为无机污染物和有机污染物两大类。（三）土壤环境污染类型 （1）水质污染型 （2）大气污染型 （3）固体废物污染型 （4）农业污染型 （5）综合污染型（四）土壤污染的特点n 1、土壤污染具有隐蔽性（潜伏性）和滞后性n 2、土壤污染的易累积性n 3、土壤污染具有不可逆转性和长期性n 4、土壤污染的难治理性n 5、土壤污染具有后果严重性第三节 土壤退化由于自然的，特别是人为的原因，使土壤生态系统的组成、结构和功能受到影响或破坏而使土壤固有的物理、化学和生物学特性和状态发生改变，导致土壤生态系统功能、生产潜

18、力和环境质量的等级或状况下降，均属土壤退化现象。如，自然植被的破坏或丧失、土壤生物区种群组成的明显变化、物种的消失；最主要有土壤侵蚀、荒漠化、盐碱化，还包括沼泽化、潜育化、酸化、肥力下降等。第四节 污染土壤修复技术体系（一） 按照技术类别分类（1）物理化学修复： 加热方法；稳定固化法；淋洗；萃取；电动力学等（2）生物修复： 微生物修复；生物通气、泥浆反应器、预制床等 植物修复；湿地修复；菌根修复等； 植物微生物联合修复；菌根菌剂联合修复等；（3） 物理化学生物联合修复： 淋洗反应器联合修复等。第8章 固体废弃物污染及防治技术第一节 概述l 固体废物的概念: 指人类在生产、生活过程中产生的对所有

19、者不再具有使用价值而被废 弃的固态和半固态物质。l 在生产过程中产生的固体废物俗称废渣（residue）l 在生活活动过程中产生的固体废物则称为垃圾（refuse）。 （一）、 固体废物的分类 按组成有机废物：以有机物为主要成分的废物无机废物：以有机物为主要成分的废物按来源工业固体废物农业废物放射性废物城市垃圾等（二）危险废物按危害性 一般废物危险废物根据中华人民共和国固体废物污染防治法工业固体废物城市生活圾污泥、粉尘固体废物一般固体废物矿业废物尾矿、废石工业废物废渣、废屑农业废物生活废物环境工程废物垃圾、粪便秸杆、畜粪危险固体废物具有毒性、易燃性、腐蚀性、反应性、传染性、放射性、爆炸性危险废

20、物危险废物：列入国家危险废物名录或是根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定具有危险特性的废物，它是具有毒性、易燃性、腐蚀性、反应性、传染疾病性、放射性等危险特性的废物。 第二节、固体废物污染控制技术与政策u 减量化u 资源化u 无害化我国治理固体废物的总方针：以减量化、资源化为中心，大力开展综合利用，妥善处置、处理固体废物，尽快改变生活垃圾围城的状况。（一）减量化（minimization）是指通过适宜的手段减少和减小固体废物的数量和容积。（1）控制废物的排放量采用先进的生产工艺，实施清洁生产。提高原材料的利用率和产品质量。（2）对固体废物进行处理利用将城市垃圾采用焚烧处理后，体积可减少

21、8090% 。 （二）资源化（resource recovery）是指采取适当的工艺技术，从固体废物中回收有用的物质和能源。“废弃物又称为放错地点的原料”. “二次资源”回收：钢铁、有色金属、废纸、橡胶、化纤、碎玻璃等利用：生产建筑材料、提取有用金属、制备化工产品、用作工业原料、生产农业化肥、回收热能等 （三）无害化（innocuity）：是指将固体废物通过工程处理，达到不损害人体健康、不污染周围自然环境的目的。对无法利用或现有技术尚不能处理的废物必需进行无害化处理。垃圾的焚烧、卫生填埋、堆肥，粪便的厌氧发酵，有害废物的热处理、解毒处理。3R原则： 减量 Reduce 再使用 Reuse 再利

22、用 Recycle第三节 固体废物的处理技术（一）、预处理技术（1）压实（2）破碎（3）分选（二）、资源化处理技术（1）焚烧技术（2） 热解技术（3） 生物处理技术（三）、最终处置（1）海洋处置（2）陆地处置第九章. 噪声污染及控制技术第一节、噪声的定义 乐音发音物体有规律地振动而产生的具有固定音高的音称乐音。 噪声引起人烦躁、或音量过强而危害人体健康的声音。通常是指那些难听的，令人厌烦 的声音。噪音的波形是杂乱无章的。 在环境领域：凡是人们不需要的、使人厌烦的、干扰人们正常休息、学习和工作、对人类生活和生产有妨害的声音统称为噪声（noise）。第二节、噪声的分类 根据产生机理分为：n 机械性

23、噪声w 固体摩擦、震动而产生的，一般起源于设备的连接点和运转区单个的或周期性的撞击n 空气动力噪声w 由于气体震动产生的，当气体中发生了压力突变或有涡流等现象，就会引起气体的扰动，而产生空气动力性噪声。n 电磁噪声w 由电磁场交替变化而引进某些机械部件或空间容积振动而产生的噪声根据噪声来源分为：工业生产噪声 交通运输噪声 建筑施工噪声 社会生活噪声第三节噪声控制技术手段一：在声源处抑制噪声 ：选用发声小的材料制造机件. 改革设备结构. 改革传动装置手段二：在声传播途径中的控制：闹静分开. 利用声源的指向性降低噪声. 利用地形地物降噪. 绿化噪 . 利用声学控制手段降噪. （传播途径控制: 吸声

24、降噪. 消声器. 隔声技术）手段三：接收器的保护措施. 耳塞. 防声棉. 耳罩、头盔. 隔声岗亭第10章 其他物理性污染及防治技术10.1 热污染10.2 电磁污染10.3 放射性污染10.4 光污染第一节. 热污染一、热污染及其对环境的影响1、热污染：由于人类的活动使局部环境或全球环境增温并形成对人类和生态系统的直接或间接、即时和潜在的危害，即称为热污染。2、热污染的来源：（1）生产过程产生的废热直接排向环境（2）温室气体的排放（3）臭氧层的破坏，导致太阳辐射增强（4）地表状态的改变使地面热反射率发生变化第二节、电磁辐射及辐射污染一概念1、电磁辐射：以电磁波形式向空间环境传递能量的过程或现象

25、称为电磁辐射。2、电磁辐射污染：电磁辐射强度超过人体所能承受的或仪器设备所允许的限度时就构成了电磁辐射污染。二、电磁辐射污染对人体健康的危害热效应：电磁波照射人体后，交变得电场和交变的磁场使体内的水分子 和电介质的偶极子产生振动，煤质的摩擦作用将动能转化为热能，从而使机体升温。非热效应：吸收的辐射能力不足以引起体温升高，但往往会有一些反应，如头晕、疲劳、失眠等种群效应：“三致”作用，致畸、致癌、致突变第三节、放射性þ 放射性物质：具有自发地放出射线特征的物质þ 种类：a射线、B射线、Y射线、中子射线þ 放射性质：d 具有一定的电离能力d 各自具有不同的贯穿本领d

26、具有特殊的生物效应第四节 光污染与防护一、光污染： 过量或不当的光辐射对人类的生存环境及人体健康造成不良影响的现象。二、光污染的来源波长10nm-1mm之间的光辐射10nm380nm紫外光可见光红外光780nm1nm三光污染的分类 光污染的分类 白亮污染 人工白昼 彩光污染 阳光照射强烈时，城市建筑的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石和各种涂料等装饰反射光线，明晃白亮，眩眼夺目。 夜间照明过度，如同白昼舞厅、夜总会安装的黑光灯、旋转灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源构成了彩光污染。 第12章 环境保护法律和标准体系第一节 我国环境保护方针政策体系 一 1. 环境保护的“32字”方针 1973年第一次全国

27、环境保护会议上确立了我国环境保护工作的基本方针：即“全面规划、合理布局、综合利用、化害为利、依靠群众、大家动手、保护环境、造福人民”的32字方针。二、我国环境管理的基本政策 1. “预防为主，防治结合”政策 2. “污染者付费”政策 3. “强化环境管理”政策三、八项环境管理法律制度 （一）“三同时制度”（二）排污收费制度（三）环境影响评价制度（四）环境保护目标责任制（五）城市环境综合整治定量考核制度（六）排放污染物许可证制度 （七）污染集中控制制度 （八）污染限期治理制度 （一）“三同时制度”1. 基本概念 “三同时”制度系指所有新建、改建、扩建项目，其防治污染设施必须与主体工程同时设计、同

28、时施工、同时投入运行。 “三同时”制度是我国首创的。它是在总结我国环境管理的实践经验基础上，被我国法律所确认的一项重要的控制新污染源的法律制度。（二）排污收费制度1. 基本概念 排污收费制度系指对排放污染物的工矿企业事业单位征收排污费，用于污染的治理。这项制度是运用经济手段有效地促进污染治理和新技术的发展，使污染者承担污染防治费用的法律制度，是“污染者付费”环境政策的具体体现。（三）环境影响评价制度 1. 基本概念 环境影响评价是指对规划和建设项目实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评估，提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施，进行跟踪监测的方法与制度。 （四）环境保护目标责任制 1.

29、基本概念 环境保护目标责任制规定了各级政府行政首长应对当地的环境质量负责，企业的领导人对本单位污染防治负责，并确定他们在任期内环境保护的任务目标，列为政绩进行考核。环境保护目标责任制被认为是八项环境管理的龙头制度。 （五）城市环境综合整治定量考核制度 1. 基本概念 城市环境综合整治定量考核制度是对城市实行综合整治的成效、城市环境质量，制定量化指标进行考核，每年评定城市各项环境建设与环境管理的总体水平。这项制度是城市政府统一领导负总责，有关部门各尽其职、分工负责，环保部门统一监督的管理制度。 （六）排放污染物许可证制度 1. 基本概念 对环境有不良影响的各种规划、开发、建设项目、排污设施或经营

30、活动，其建设者或经营者，需要事先提出申请，经主管部门审查批准，颁发许可证后才能从事该项活动，这就是许可证制度。包括排污申报登记制度和排污许可证制度两个方面以及排污申报，确定污染物总量控制目标和分配排污总量削减指标，核发排污许可证，监督检查执行情况等四项内容。这是一项与我国污染物排放总量控制计划相匹配的环境管理制度。 （七）污染集中控制制度 1. 基本概念 污染集中控制方式是针对分散控制的问题，改变过去一家一户治理污染的作法，把有关污染源汇总在一起，经分析比较，进行合理组合，在经济效益、环境效益和社会效益优化的前提下，采取集中处理措施的污染控制方式。实践证明，推行集中控制，有利于使有限的环保投资获得最佳的总体效益。 （八）污染限期治理制度 1. 基本概念 环境保护法第29条规定，“对造成环境严重污染的企业事业单位，限期治理。所谓污染源限期治理制度，系指对超标排放的污染源，由国家和地方政府分别做出必须在一定期限内完成治理达标的