初试B卷答案1

1、环境科学与工程概论 B卷答案及评分标准一、名词解释（每小题 4分，共40 分）1 POPs即持久性有机污染物。（+2）是指一类具有半挥发性、难降解、高脂溶性等理化性质，可进行远距离甚至全球尺度的迁移扩散，并通过食物链在生物体内浓缩积累，对人体和生态环境产生毒性影响的有机污染物。（+2）2 BODBOD是英文（biochemical oxyge n dema nd）的缩写，生化需氧量又称生化耗氧量，表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指标，它说明水中有机物岀于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量，其单位以ppm成毫克/升表示。（+2）其值越高，说明水中

2、有机污染物质越多，污染也就越严重。污水中各种有机物得到完会氧化分解的时间，总共约需一百天，为了缩短检测时间，一般生化需氧量条以被检验的水样在20 °C下，五天内的耗氧量为代表，称其为五日生化需氧量，简称BOD5,对生活污水来说，它约等于完全氧化分解耗氧量的 70%o （ +2） 3光化学烟雾光化学烟雾是含有氮氧化物、碳氢化物等一次污染物的大气在一定的气象条件和阳光照射下，发生光化学反应而产生的二次污染物与一次污染物的混合物。（+3）这是一种有刺激 性的、浅蓝色的混合型烟雾，其组成比较复杂，主要是臭氧（约占总量的90% ），此外还有二 氧化氮、过氧乙酰硝酸酯 （PAN ）、各种高活性游

3、离基以及某些醛类（如甲醛、丙烯醛等）和酮类等。这些有害物质除二氧化氮外，都是经光化学反应而派生出来的，并具有很强的氧化力。(+1)4 土壤环境污染土壤环境污染是指人类活动产生的污染物通过不同途径进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化的现象。（+4）5 PM10 和 PM2.5PM10和PM2.5:粒径在10微米以下的颗粒物称为PM10,又称为可吸入颗粒物或飘尘;（ +2） PM2.5 是指大气中直径小于或等于 2.5 微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。（+2） 6固体废物最终处置为防止对环境造成污染，根据排放的环境条件，采取适当而必要的防护措施，以达到被 处 置废物与环境生态系统最大限度的

4、隔绝，称为固体废物的 “ 最终处置 ”或“无害化处置 ”。 （+4）7 高镒酸钾指数它是以高镒酸钾溶液为氧化剂测得的化学耗氧量。国际标准化组织（ISO ）建议高镒酸钾 法仅限于地表水、饮用水和生活污水。（ +2） 按测定溶液的介质不同，分为酸性高镒酸钾法 和碱性 高镒酸钾法。当 C1 含量高于 300mg/L 时，应采用碱性高精酸钾法，因为在碱性条件 下高镒酸 钾的氧化能力比酸性条件下稍弱，此时不能氧化水中的氯离子，故常用于测定含氯 离子浓度较 高的水样（ +1）;对于较清洁的地面水和被污染的水体中氯化物含量不高（Cl-< 300mg/L ） 的水样，常用酸性高镒酸钾法。当 OC 超过

5、5mg/L 时，应少取水样并经稀释后再 测定。（ +1）8 城市热岛效应工业的发展，人口的集中，使城市热源和地面覆盖物与郊区形成显著的差异，从而导致城市比周围地区热的现象，称之为城市热岛效应。由于城市温度经常比农村高（特别是夜间），气压较低，在晴朗平稳的天气下可以形成一种从周围农村吹向城市的特殊局地风，称 为城市风。 （+4）9 废水的三级处理废水处理（主要是城市生活污水和某些工业废水）按处理程度，一般可分为三级。 一级处理的任务是从废水中去除呈悬浮状态的固体污染物。为此，多采用物理处理法。一般经过一级处理后，悬浮固体的去除率为70%? 80%,而生化需氧量（ BOD ）的去除率 只有25%?

6、 40%左右，废水的净化程度不高。（ +2 ）二级处理的任务是大幅度地去除废水中的有机污染物，通过二级处理后，废水中的BOD可去除 80%? 90%。（ +1）三级处理的任务是进一步去除二级处理未能去除的污染物，其中包括微生物未能降解 的 有机物、磷、氮和可溶性无机物。（ +1）10 热污染+4)指日益现代化的工农业生产和人类活动中排出来的各种废热所导致的环境污染。（二、简答题（每小题 10 分，共 60 分）1 BOD 、 COD 两者的优缺点如何？ BOD 和 COD 的比值表示什么意义？你所知道的还有 哪些这类评价方法？ （10 分）COD, 化学需氧量是以化学方法测量水样中需要被氧化的

7、还原性物质的量。 BOD 表示被 微 生物氧化的有机物的量。 （ +2）COD 是用铭法进行测定，重铭酸钾能够比较完全地氧化水中的有机物，如它对低碳直 链 化合物的氧化率为 80? 90%, 因此 COD 能够比较完全地表示水中有机物的含量。此外，CODcr测定需时较短，不受水质限制，因此现已作为监测工业废水污染的指标。 COD 的缺 点是，不 能像 BOD5 那样表示出被微生物氧化的有机物的量。（+3 ）BOD/COD 值表示废水的可生化性。（ +2 ）除此之外，废水可生化性指标还有 BOD/TOD, 耗氧速率法，摇床试验与模型试验，动 力学 常数法、彼特 （P. Pitter）标准测定法、

8、脱氢酶活性法等。（+3）2 悬浮颗粒在水中的沉降可分为哪几种类型？各具有何特点？通常分别发生在水处理构筑物的哪些阶段？按照水中悬浮颗粒的浓度、性质及其絮凝性能的不同，沉淀可分为以下几种类型。1. 自由沉淀悬浮颗粒的浓度低，在沉淀过程中呈离散状态，互不粘合，不改变颗粒的 形 状、尺寸及密度，各自完成独立的沉淀过程。这种类型多表现在沉砂池、初沉池初期。（ +2）2. 絮凝沉淀悬浮颗粒的浓度比较高 （ 50500mg/L ） ,在沉淀过程中能发生凝聚或絮凝作用，使悬浮颗粒互相碰撞凝结，颗粒质量逐渐增加，沉降速度逐渐加快。经过混凝处理的 水中颗粒 的沉淀、初沉池后期、生物膜法二沉池、活性污泥法二沉池初

9、期等均属絮凝沉淀。（ +2）3. 拥挤沉淀 也叫成层沉淀，悬浮颗粒的浓度很高（大于 500mg/L ） ,在沉降过程中， 产生 颗粒互相干扰的现象，在清水与浑水之间形成明显的交界面（混液面），并逐渐向下移 动，因 此又称成层沉淀。活性污泥法二沉池的后期、浓缩池上部等均属这种沉淀类型。（+3）率），4. 压缩沉淀悬浮颗粒浓度特高（以至于不再称水中颗粒物浓度，而称固体中的含水 在沉降过程中，颗粒相互接触，靠重力压缩下层颗粒，使下层颗粒间隙中的液体被挤 出界面上 流，固体颗粒群被浓缩。活性污泥法二沉池污泥斗中、浓缩池中污泥的浓缩过程属 此类型。 （+3）3 简述电磁辐射对人体的危害。（ 10 分）（

10、 1） 对视觉系统的影响：长期低强度电磁辐射的作用，可促使视觉疲劳，眼感到不舒适和 干燥等现象。（ +2） （ 2） 对血液系统的影响：在电磁辐射作用下，血液中白血球下降，红血 球的生成受到抑制，网状红血球减少。（+2） （3） 对机体免疫功能对危害：电磁辐射可使身体抵抗力下降。（ +2 ） （4）引起心血管疾病：受电磁辐射作用的人，常发生血液动力学失调， 血管通透性和张力降低。（ +2） （ 5）对中枢神经系统的危害：神经系统对电磁辐射的作用很 敏感，受其低强度反复作用后，中枢神经系统机能发生改变，出现头晕、无力、记忆力减退、 睡眠障碍等神经衰弱综合症，尤其是入睡困难、无力、多汗和记忆力减退

11、现象更为突出。（+2 ）4 常用的除尘方法有哪些？请选择说明其中一种除尘技术的除尘过程。常用的除尘方法主要有：（ 1）干式除尘（重力沉降、惯性除尘、旋风除尘、旋流除尘）（ 2）湿式除尘（ 3）过滤除尘（袋式除尘、颗粒层除尘）（ 4）静电除尘（ 5）声波除尘（ 6）磁力除尘（ 7）烧结板除尘（或塑烧板除尘）（ +6）选其一说明除尘过程。（ +4）5 分析堆肥过程中的主要影响因素。（ 10 分）堆肥过程中主要影响因素有化学因素和物理因素。（1）化学因素C/N比C/N比影响有机物被微生物分解的速度。C/N比在10? 25之间时，有机物的分界速率最大。一般认为城市固体废物堆肥原料最佳C/N比在（20?

12、 35） : Io （ +2）C/P比磷的含量对发酵有很大影响。堆肥料适宜的C/P比为75? 150。供氧量对于好氧堆肥而言，氧气是微生物赖以生存的条件，供氧量要适当，通常实际所需空气量应为理论空气量的2? 10倍（+2）pH值 一般认为PH在7.5? 8.5时，可获得最大堆肥速率。（+2）有机质含量这一因素影响堆料温度与通风供氧要求。如有机质含量过低，分解产生的热量不足以维持堆肥所需要的温度，影响无害化处理；如果有机质含量过高，则给通风供氧带来困难，有可能产生厌氧状态，研究表明堆料最适合的有机质含量为20%? 80%。（2）物理因素：温度温度是影响微生物活动和堆肥工艺过程的重要因素。温度过低

13、，分解反应速度慢，也达不到无害化要求；温度过高，有益细菌将被杀死，且分解速度慢。适宜的堆肥化温度为55 ? 60 Co颗粒度堆肥化所需的氧气是通过堆肥原料颗粒空隙供给的。空隙率及空隙的大小取决于颗粒大小及结构强度。对堆肥原料颗粒的平均适宜粒度为12? 60mm,最佳粒径随垃圾物理 特性而变化含水率含水率对于发酵过程影响很大。水的作用包括两点：一是溶解有机物，参与微生物新陈代谢；二是调节堆体温度。适宜含水率范围为45-60% o （ +4）6你是如何理解 “环境与人口、资源、发展”之间的关系？（ 10分）环境问题产生的主要原因其一是人口压力，庞大的人口基数和较高的人口增长率，对全球特别是一些发展

14、中国家，形成较大的人口压力。（+2）人口持续增长，对物质资源的需求和消费增多，最终会超出环境供给资源和消化废物的能力，进而出现种种资源和环境问题。（+2）其二是资源的不合理利用。（ +2）其三是片面追求经济的增长，即传统的发展模式关注的只是经济领域活动，其目标是产值和利润的增长，物质财富的增加。（+2）在这种发展 模式发展观的支配下，采取了以损害环境为代价来换取经济增长的模式，其结果是在全球范围内相继造成了严重的环境问题。从环境产生的原因看，环境问题是伴随着人口问题、资源问题和发展问题而岀现的,四者之间是相互联系、相互制约的。从总体上讲，环境问题的本质是发展问题，是在发展的过程中产生的，必须在

15、发展的过程中解决。（ +2）三、论述题（第 1、2小题每题 15 分，第 3小题 20 分，共 50分）1 试解释什么是 “ 臭氧空洞 ” ，说明其可能成因、对环境的危害性及防治机制。臭氧空洞指的是因空气污染物质，特别是氧化氮和卤化代炷等气溶胶污染物的扩散、侵蚀而造成大气臭氧层被破坏和减少的现象。（+5 ）臭氧层破坏的主要原因是人造化工制品氯氟炷和哈龙污染大气的结果。氯氟炷，即氟里昂（ CFC） 。应用于泡沫塑料、护发摩丝、灭火剂、杀虫剂、致冷剂的生产中。氯氟炷气体一经释放，就会慢慢上升到地球大气圈的臭氧层顶部。在那里，紫外线会把氯氟炷气体中的氯原子分解出来，氯原子再把臭氧中的一个氧分子夺去，

16、使臭氧变成氧，从而使其丧失吸收紫外线的能力。在对流层顶部飞行的民航和军用飞机排出的氧化氮气体，也是破坏臭氧层的催化剂。农业无控制地使用化肥，会产生大量氧化氮，各种燃料的燃烧也会产生大量氧化氮, 这些物质都是破坏臭氧层的因素，将对地球上的生物生存产生潜在的威胁。另一种用于灭火的化工制品叫漠氟烷炷（Halons,哈龙）。这种化学物质排入大气，进入平流层，也会使平流层的臭氧浓度减少，导致透过平流层的紫外线辐射量增加，危及人类与生态环境。研究表明，哈龙在大气对流层中化学性质稳定不易分解，寿命可达几十年甚至上百年。但它进入平流层后，受到强烈的紫外线的照射，会分解产生氯原子。氯原子可与臭氧分子作用生成氯氧

17、基和氧分子，从而消耗掉臭氧。氯氧基能和大气中游离的氧原子作用，重又生成氯原子和氧分子，这样循环反应产生的氯原子，不断与臭氧分子作用。一个哈龙分子可以消耗成千上万个臭氧分子，从而使臭氧层受到耗损。（ +5）防治：（ 1） 减少并逐步禁止氟氯炷等消耗臭氧层的物质的排放；（ 3） 减少空调使用时间。（ +5 ）2） 研制新型制冷系统2 简述重金属在土壤中的迁移转化作用并提出防治措施。重金属在土壤中迁移转化主要有物理、物理化学、化学和生物迁移过程。物理迁移是指土壤溶液中重金属离子、络离子或吸附于土壤矿物颗粒表面的离子等随水迁移的过程。包括随土壤固体颗粒受风力作用进行的机械搬运迁移作用。物理化学过程则主

18、要指土壤中重金属的吸附和解吸作用等非专性吸附作用和专性吸附作用。专性吸附的金属离子进入了胶体双电层的内层，不能被一般离子所置换，只能被亲和力更强和性质相似的离子所解吸。但非专性吸附和专性吸附之间并没有绝对界限。（+5）土壤黏土矿物对重金属阳离子吸附的一般顺序是Cu2+ >Pb2+ >Ni2+>Co2+ >Zn2+> Ba2+>Rb2+>Sr2+Ca2+Mg2+Na+ > Li+。但不同黏土矿物对重金属离子的吸附顺序是不同的，如蒙脱石对重金属的吸附顺序为Pb2+ >Cu2+ >Ca2+ >Ba2+>Mg2+ >Hg2+

19、,而高岭石对重金属的吸附顺序为 Hg2+Cu2+>Pb2+。在重金属离子中 Pb2+、Cu2+和Zn2+的专性亲和力最强， 特别是在酸性较强的土壤中，这些重金属在土壤溶液中的浓度很大程度上受专性吸附所控制。如富含铁铝的土壤对 Cu2+的专性吸附量占总吸附量的80%? 90%。土壤有机物质对重金属的作用非常复杂。土壤有机质既可与重金属进行配合一螯合反应也可将其吸附。一般当重金属离子浓度较低时以配合一螯合作用为主，而在高浓度时则以吸附交换作用为主。土壤中重金属的化学迁移主要是重金属的溶解一沉淀平衡作用，主要受土壤的pH和 氧化还原电位（Eh）等因素变化的影响。（+5）土壤环境中重金属污染的生

20、物效应土壤重金属污染对植物的影响受多种因素控制，其中重金属存在形态是决定重金属有 效 性的最重要因素。一般来说，植物吸收重金属量的多少随土壤溶液中可溶态重金属浓度的 增高 而增加，同时还视重金属从土壤固相形态向液相转移的数量而定。除上述影响因子外，重金属污染的生物效应还与重金属间以及与其他常量元素之间的 交 互作用有关。（+5）3 2009年11月中旬，我国北部和中部地区大范围降雪，交通不畅造成局部地区电能源危机<试分析我国的能源现状、能源问题的影响及其对策措施。能源是实现国民经济现代化和提高人民生活水平的物质基础。中国能源工业发展很快，为近20年来罕见的经济快速发展提供了有利保障。：1

21、996年中国一次能源总产量为1.326X 10%标准煤，是世界第二大能源生产大国。其中煤炭产旦高达1.397X10%居世界第1位；原油产量达到1.57X10*,为世界第5位；天然气产量为2.01 X1010m3,居世界第20位，水力发电和核电分别为1.880X10 11 kWh和1.42X 10 10kWh,分别居世界第 4位和第18位。近年来，能源对中国国民经济发展的制约作用有了明显的缓解。但中国能源仍面临的问如下口众多，(1 )人均能源资源和人均消费量不足虽然中国的能源资源丰富多样，但由于我国人 目前人均能源资源相对不足。中国人均煤炭探明储量只相当于世界平均水平的 50%,人均石油可 采储

22、量仅为世界平均值的 10% 。中国能源消耗总量仅低于美国居世界第 二位，但人均耗能水平1/3, 是 工业发达国家的 1/5 左右很低。： 1996 年人均一次商品能源消耗仅为世界平均水平的(2 ) 能源资源分布不均 中国煤炭资源的 64%集中在华北地区，水电资源约70%集中 在西南地区，而能源消耗地则分布在东部经济较发达地区。因此， “北煤南运 ” 、“西煤东运 ”、 “ 西电东迭 ” 的不合理格局将长期存枉，造成能源输送损失和过大的输送建设投资。( 3) 能源构成以煤为主 我国能源生产和消费构成中煤占有主要地位。煤炭在我国目 前一次 能源中占 70%以上。全国直接燃烧煤炭占总煤耗量的84%,

23、 与世界能源构成相比，我国煤炭的 比重比世界平均水平高 1 倍以上(4 )工业部门消耗能源占有很大的比重 1985 年工业部门消耗的能源占全国总能耗量 的 59.8 %，商业和民用消费能源的比重为23.8 %,交通运输和农业生产消费的能源比重较小，分别为 5%和 7% 。与工业国家相比，我国工业部门耗朗比重高，而交通运输和商业民用的消耗较低。我国的能耗比例关系反映了我国工业生产中的工艺设备落后和能源管理水平低 下。我国的能源 效率也很低，现在全世界平均 GDP 能耗是每 100 万美元 274t 标准油，而我 国是 913t, 为世界平 均水平的 3.3 倍。口本是 95.9t, 我们是口本的

24、 9 倍多。(5 )农村能源短缺，大部分地区仍以生物质能为主据农业部统计，中国农村生活用 能的2/3 依靠薪材和秸秆，煤炭供应不足，优质油、气能源的供应更是短缺。 1996 年全国 8 亿多农 村人口生活用煤炭仅 IX 10 8 t 。 (+5)对环境产生严重影响，主要有以下几种。(1) 大气污染一次能源利用过程中，产生大量的CO、SO2、 NOx 及多种芳炷化合物，已对一些国家的城市造成了十分严重的污染，不仅导致生态的破坏，而且损害人体健康。我国大多数城市的大气污染属于煤烟型污染，近年交通污染也渐趋严重，煤烟污染和交 通 污染造成的光化学烟雾交替出现。我国因大气污染造成的损失每年达 120

25、亿元人民币。(2 ) 水体和土壤污染 对水体和土壤污染最严重的是油气开采和加工中的废水、废渣。我国气中石油丁业每年排放的污水达 2.5X104 7.5X104t ，污水中含有大量的硫化物、挥发酚 和氤化物 等。在油气资源的勘探开发中，无论是钻井、采油还是采气，都会排放出废水、废 渣、废气， “三废 ”排入大气、水体和土壤中，对生态环境造成了严重的污染。(3 )温室效应 矿物燃料的燃烧增加了大气中 CO2 等的含量而造成温室效应。正常大的 CO2 按体积计算是每 100 万大气单位中有 280 个单位。如果大气中 CO2 浓度增加 1 倍，全球平均表面将上升1.53 C°,极地温度可能

26、升6-8 C o这样的温度可能导致梅平面上升20140cm,家的经济、社会产如果地球气温继续不断升高，全球的生态系统就会失去平衡，对全球许多国 生严重影响（4 ）酸雨 煤炭燃烧排放的 SO2 和机动车排放的 NOx 是形成酸雨的主要因素。 SO2, NOx 等 污染物进人大气后，在阳光、水汽、飘尘的作用下发生一系列的化学反应，形成大面积酸雨，改变酸雨覆盖区的土壤性质、降低土壤 N51 效、破坏土壤的结构、危害农作物和 森林生态系统。例如，德国巴伐利亚山区的 12000 公顷森林有 1/4 毁于酸雨，波兰有 24 万公顷针叶林因酸雨而 枯萎。经常下酸雨也会改变湖泊水库的酸度，使水质严重恶化而破坏

27、 水生态系统，如受酸雨影 响挪威南部 5000 个湖泊中有 1750 个已经鱼虾绝迹。酸而还合严重 腐蚀材料、侵蚀建筑物、严 重破坏历史文物和古迹等，造成重大损失。我国北京故宫的汉白 玉雕刻、希腊雅典由大理石建 成的巴持农神庙等世界著名建筑物 , 都遇酸雨而变得斑斑驳驳。 此外，酸雨还导致地区气候改 变，有时还会向远处迁移，因此酸雨已成为一种跨越国界的公 害。（ 5 ） 核废料问题 核能具有耗费低、污染少和安全性强的优点，但核废料的最终处理 问 题并没有完全解决。目前，世界范围内已产生了上千吨的核废料，而这些废料在数百万年 里仍 将保持着危险的放射性。（ +5）当今世界能源供应成为各国关注的焦

28、点，这关系到人类可持续发展的生存需要。能源的 有 限性和人类需求的无限性特点使得我们必须遵循节约的原则，并把节约的原则贯穿于资源 的开 发、利用、生产和消费的全过程，以最低限度的资源消耗获取最高限度的效益。具体采 取以下 措施。1. 提高能源利用率所谓节能就是应用技术上现实可行、经济上合理、环境保护和社会上可以接受的方法， 来 有效地利用能源资源。其目的是要求从能源资源开发到利用全过程中，获得更高的能源利 用率。节能可分两大类：一类是直接节能，它包括提高能源利用率，降低单位产品或产值的能 源 消耗量；一类是间接节能，它包括调整工业企业产品结构，在生产中减少原材料的消耗， 提高 产品质量等以减少

29、能源消费量。目前，我国一方面能源供应紧张，一方面又普遍存在消耗高、浪费大的现象，每美元国 民 生产总值的能耗差不多是发达国家的 34 倍。提高能源利用效率、节约能源不仅要重型 节能 技术，开发和推广节能新工艺、新设备和新材料，加速节能技术改造，而且还要重视调 整高耗 能工业的产品结构，加速节能设备生产和配备，加强科学管理，制定有关法规和标准 , 完善节能的有关经济政策等。2. 形成合理的能源结构我国的煤炭资源丰富，在今后相当长的时期内仍将以煤为主。目前，我国煤炭转换成二 次 能源(电力、煤气，焦炭)的比重约为35%, 直接燃烧占 65%。而煤炭转换为电力的比重只有 25%, 与美国 85% 以上相距甚远。用煤发电，可提高煤炭的燃烧效率，以电力代替其 他能源可提 高整个社会的能源利用率，相应可减少煤炭的一次性燃烧以减少大量污染物排放，因而具有明显的经济效益、节约效益和环境效益。要积极地发展核电，在能源由传统的化石能源向新能源和可再生能源过渡的新时期，核能利用的重要性日益突出。我国发展核电的条件已