环境科学概论.doc

第一章一、环境科学的主要任务：1、探索全球范围内环境演化的规律，了解人类环境变化的过程、环境的基本特性、环境结构和演化机理等，以便应用这些认知使环境质量向有利于人类的方向发展，避免对人类不利的变化；2、揭示人类活动同自然环境之间的关系，以便协调社会经济发展与环境保护的关系，是人类社会和环境协调发展；3、探索环境变化对人类生存的影响，发挥环境科学的社会功能，探索污染物对人体健康危害的机理及环境毒理学研究，为人类正常、健康的生活服务；4、研究区域污染综合防治的技术措施和管理措施。二、八大公害1、马斯河谷烟雾事件：烟尘及SO22、多诺拉烟雾事件：烟尘及SO23、伦敦烟雾事件：烟尘及SO24、洛杉矶化学烟雾事件：光化学烟雾5、水俣事件：甲基汞6、富山事件（骨痛病）：镉7、四日事件：SO2、煤尘重金属粉尘8、米糠油事件：多氯联苯三、人类的生存环境由 自然环境、工程环境、社会环境 组成。第二章一、大气污染：指大气中一些物质的含量达到有害的程度，以致破坏人和生态系统的正常生存和发展,对人体、生态和材料造成危害的现象。二、大气污染物的来源：1、天然污染源：火山喷发、森林火灾、自然尘、森林植物释放、海浪飞沫；2、人为污染源：燃料燃烧、工业生产过程排放、交通运输过程排放、农业活动排放。三、大气污染物类型：1、一次污染物：直接从污染源排放的污染物质，二氧化硫、一氧化氮、一氧化碳、颗粒物等；2、二次污染物：由一次污染物在大气中互相作用经化学反应或光化学反应形成的与一次污染物的物理、化学性质完全不同的新的大气污染物，如硫酸及硫酸盐气溶胶、盐酸及盐酸盐气溶胶、臭氧、光化学氧化剂等。四、气溶胶污染物：1、总悬浮颗粒物（TSP）：用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集到的颗粒物的总质量。D 100m；2、飘尘：能在大气中长期漂浮的悬浮物质。D 30m。4、可吸入粒子（IP）：可吸入呼吸道的粒子。D 10m。五、大气污染物的类型：1、还原型（煤炭型）：常发生在以使用煤炭和石油为燃料的地区。主要污染物为SO2、CO和颗粒物。如伦敦烟雾。2、氧化型（汽车尾气型）：大多发生在以使用石油为燃料的地区。主要污染物为一氧化氮、氮氧化物、碳氢化合物等。如洛杉矶光化学烟雾。六、光化学烟雾：含有氮氧化合物和烃类的大气在阳光中紫外线照射下发生反应所产生的产物及反应的混合物。七、1、“烟雾”形成的条件：太阳天顶角60,入射角小则小于430nm的波长可以到达地面，则可以发生光化学烟雾；另外天气晴朗、高温低湿和有逆温风力不大时，有利于大气污染物在地面附近的聚集，易于产生光化学烟雾。2、污染源条件：大气中有NO2、碳氢化合物等污染物存在。八、大气中温度层结的四种类型：1、正常分布层结（递减层结）：气温随高度增加而递减，0；2、中性层结：气温直减率等于或近似等于干绝热直减率，=d；3、等温层结：气温不随高度变化，=0；4、逆温：气温随高度增加而增加，0。九、逆温分为 辐射逆温、下沉逆温、平流逆温、锋面逆温、湍流逆温 等。十、五中典型的烟流形状翻卷形、锥形、平展型、上升型、熏蒸型。图见40页2-12.不同温度层结下的烟型及其特点（41页表2-10）十一、风和湍流是决定污染物在大气中扩散喜事的最直接最本质的因素。十二、二氧化硫净化技术1燃料脱硫：1)煤炭的洗选2)煤炭的转化3）重油脱硫2.燃烧脱硫1）石灰洗涤2）氨法3）喷雾干燥吸收法烟气脱硫3.流化床燃烧脱硫4.低浓度二氧化硫吸附净化十三、大气污染综合防治的措施1.全面规划、合理布局2、选择有利污染物扩散的排放方式3、区域集中供暖、供热4、改变燃料的构成5、绿化造林6、大气污染控制技术十四、.我国大气环境质量标准分为三级一级标准：为保护自然生态和人群健康，在长期接触情况下，不发生任何危害性影响的空气质量要求。二级标准：为保护人群健康和城市、乡村的动植物，在长期和短期的接触情况下，不发生伤害的空气质量要求。三级标准：为保护人群不发生急、慢性中毒和城市一般动、植物（敏感者除外）正常生长的空气质量要求。第三章水体污染：当污染物进入河流、湖泊、海洋或地下水等水体后，其含量超过了水体的自然净化能力，使水体的水质和水体底质的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值和使用功能的现象，被称作为水体污染。人类活动造成水体污染的来源主要有三方面：一是工业废水，二是生活污水，三是农业退水。化学耗氧量（COD）：又称为化学需氧量。在规定条件下，使水样中能被氧化的物质氧化所需耗用氧化剂的量，以每升水消耗氧的毫克数表示。生化需氧量（BOD）：指在好气条件下，微生物分解水体中有机物质的生物化学过程中所需溶解氧的量，是反映水体中有机污染程度的综合指标之一。总有机碳量（TOC）：水中溶解性和悬浮性有机物中存在的全部碳量是评价水体需氧有机物的一个综合指标。总需氧量（TOD）：0水中有机物中除含有机碳外，尚含有氢、氮、硫等元素，当有机物全部被氧化时，碳被氧化为二氧化碳，而氢、氮、硫则被氧化为水、一氧化氮和二氧化硫等，此时氧化所需的氧量被称为总需氧量。COD、BOD、TOC、TOD之间的关系：在水质状况基本相同的情况下，BOD和TOD或TOC之间存在一定的相关关系，特别是TOD和TOC与BOD之间，通过实验建立相关，则可快速测定出TOC，从而推算出其他有机物污染指标。78页河流水的推流迁移作用。污染物的分散作用和衰减过程的图。水体富营养化状态判断标准：根据湖水营养物质浓度。藻类所含叶绿素的量。湖水透明度以及溶解氧等项指标来划分水质营养状态，也常常以此作为判断水质营养状态的标准。重金属元素在水环境中的污染特征：1、重金属元素在自然界的分布：重金属普遍存在于岩石、土壤、大气、水体和生物体内，并不断地进行自然环境中的迁移循环，其含量虽然均低于0.1%，但污染危害在局部地区却相当明显。2、 重金属属于过滤性元素：从化学性质上看，中技术大多属于周期表中的过滤性元素，它们的许多基本化学特性都是由这类元素的电子层结构决定的，使金属在水环境中的行为具有价态变化较多、配位络合能力强，表现出对生物的毒性效应明显。3、 重金属在水环境中的迁移转化：可分为机械迁移、物理化学迁移和生物迁移三种基本类型。4、 中技术的毒性药性：重金属能被生物吸收，并与生物体内的蛋白质和酶的呢过高分子物质结合，产生不可逆的变性，导致生理或代谢过程的障碍，或者与脱氧核酸等相互作用而致突变。水环境污染防治对策：1、减少耗水量：企业技术改造、制定各行业用水定额、一水多用；工业废水实行清污分流、一水多用、串级使用、闭路循环、污水回用等多种措施；开展污水综合利用。2、 建立城市污水处理系统。3、 调整工业布局 ，充分利用自然环境的自净能力，变恶性循环为良性循环，起到发展经济，控制污染的作用。4、 加强水资源的规划管理。城市污水处理：一级处理：一级处理可由筛选、重力沉淀和浮选等方法串联组成，除去废水中大部分粒径在100um以上的大颗粒物质。二级处理：二级处理常用生物法和絮凝法。生物法主要是除去一级处理后废水中的有机物；絮凝法主要是去除一级处理后废水中无机的悬浮物和胶体颗粒物或低浓度的有机物。三级处理：目的是为了控制富营养化或达到使废水能够重新回用。 第四章一、盐基饱和土壤：当土壤胶体吸附的阳离子全部是盐基离子时呈盐基饱和状态，成为盐基饱和土壤。二、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，引起土壤质量恶化的现象。三、土壤污染物质按污染物性质大致分如下几类： 1、有机物类 2、重金属污染物 3、放射性物质 4、化学肥料 5、致病的微生物四、土壤环境中重金属元素背景值：是指一定区域内自然状态下未受人为污染影响的土壤中重金属元素的正常含量。五、农药污染土壤的主要途径： 1、施用于田间的各种农药大部分落入土壤中，附着于植物体上的部分农药，也因风吹雨淋落入土壤中，这就是造成土壤污染的主要原因。 2、使用浸种、拌种、毒谷等方式，或是将农药直接撒至土壤中，造成污染的累计。 3、近些年来采用喷射方法，如飞机喷射，估计有50%以上的农药从叶面下落到土壤，也有大量农药洒在或蒸发到空气中，它们粘附在飘尘上，随气流扩散。一旦降雨，农药随雨水降落到土壤中，造成土壤污染。六、控制和消除污染源的方法： 1、控制和消除工业“三废”排放 2、加强土壤污灌区的监测和管理 3、合理施用化肥和农药 4、增加土壤容量和提高土壤净化能力七、防止土壤污染的措施： 1、施加抑制剂 2、控制土壤氧化还原状况 3、改变耕作制度 4、客土深翻 5、制定农药的容残余量。第五章 固体废物与环境一、固体废物的定义：通常是指生产和生活活动中丢弃的固体和泥状物质，包括从废水、废气中分离出来的固体颗粒物质。Page144二、固体废物的危害：1、污染水体 固体废物进入水体 ，不仅减少江湖面积，而且影响水体生物的生存和水资源的利用，投弃在海洋的废物会在一定海域造成生物的死区。2、大气污染 固体废渣中的细粒、粉末受风吹、日晒、产生扬尘、污染周围大气环境。3、土壤污染 固体废物堆置或垃圾填埋处理，经雨水浸淋，其渗出液及沥滤中含有的有害成分会改变土质和土壤结构，影响土壤中的微生物活动，妨碍植物的根系生长，或在植物机体内积蓄，危害食用。4、影响环境卫生 垃圾中大部分是炉灰和脏土，用于堆肥，不仅肥效不高。而且使土质板结，作物蔬菜减产。5、处置不当 据粗略统计，目前我国矿物资源利用率仅50%-60%，能源利用率仅为30%，既浪费了大量的资源、能源，有污染环境。另外，很多现代技术可以利用的废物未被利用，反而耗费大量的人力、物力去处置，造成很大的浪费。6、有害固体物质泛滥 如果任由有害废弃物长期泛滥，数年或数十年后，我国的土壤及地下水将普遍受到污染.三、固体废物综合处理的原则 1、含有有害金属的少量废物和不含金属的大量废物，或者少量的高放射性废物与大量的低放射性废物相综合处理。可以就整个混合物按有害金属或有放射性废物进行专门处理后，在进行综合处理。2、过热易软化的废物和不易软化的废物不宜相混。3、热熔性塑料和非热熔型塑料不宜相混。4、当废物中固体物质很多而进行混合处理时，由于在短时间内难以混匀，影像处理效果，相反，采用混合处理是有利的。第六章一、环境质量评价方法 污染源的三个特征数是：等标污染指数、等标污染负荷和污染负荷比。 三个特征数的计算方法和概念看page161二、环境质量现状评价的内容 1、污染源调查与评价 2、环境污染物检测项目的确定 3、监测网点的布设 4、获得环境污染数据5、建立环境质量指数系统进行综合评价 6、人体健康与环境质量关系的确定 7、建立环境污染数学模型三、土壤环境质量评价标准的选择 1、以区域土壤背景值为评价标准：是指在一定区域内，远离工矿、城镇和道路，未曾受到或相对未受到“三废”污染的土壤有毒物质的平均含量。2、以土壤本底值为评价标准：土壤本底值是指未受人为污染的土壤中有毒物质的平均含量。3、以区域性土壤自然含量为评价标准：区域性土壤自然含量是指清水罐区内，选用与污水灌区的自然条件、耕作栽培措施大致相同、土壤类型相近的土壤中污染物的平均含量。4、以土壤对照点含量为评价标准：土壤对照点含量指在未污染地区的土壤上选择与土壤地区的自然条件、土壤类型和利用方式等大致相同的土壤作为对照点，以一个或几个对照点的平均值污染物含量作为对照点含量。5、以土壤和作物中污染物质积累的相关数据作为评价标准。可以作物积累污染物的数量相对应的土壤污染物含量作为评价标准。四、环境影响评价的意义和作用1、环境评价是经济建设实现合理布局的重要手段 2、开展环境影响评价是对传统工业布局做法的重大改革3、环境影响评价为制定防治污染对策和进行科学管理提供必要的依据。4、通过环境评价还能为区域经济发展方向和规模提供科学依据。第七章一、环境规划制定的原则：（1）坚持经济建设和环境保护同步规划 （2）考虑自然环境结构和自然资源的特征。 （3）应保证城市生态系统的良性循环。 （4）社会环境结构的一致性。 （5）保护和改善环境质量对策的一致性。二、环境规划的类型：1、经济制约型的环境规划 2、协调型的环境规划 3、环境制约型的环境规划三、环境规划的程序1、编制环境规划工作计划 2、区域现状调查、分析和评价 3、区域环境预测4、确定区域环境规划目标 5、拟定区域环境规划草案 6、优选区域环境规划草案 7、环境规划方案的确定 8、区域环境规划方案的实施四、环境承载力:是指环境对人类活动的承载能力，即指在某一时期，某种状态或条件下，某地区的环境所承受的人类活动作用的阈值。五、污染物的环境容量：是指某环境单位所允许承纳污染物质的最大数量，它是一种重要环境资源。 第八章一、常见的温室气体有哪些？水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4)和臭氧(O3)二、人类活动产生的哪些物质导致臭氧层的破坏？三、危险废物：是指除放射性废物以外，具有化学活性或毒性、爆炸性、腐蚀性或其他对动植物和环境有害特性的废物。四、生物多样性的保护途径 1、就地保护 2、迁地保护 3、离体保护遗传物质资源的收集与保存第九章一、中国人口现状：1.人口基数大、总量增长迅速2.增长率变化明显：1949-1957年为第一个生育高峰期；1958-1961年为生育低峰期；1962-1972年是第二个增长高峰期；1973-1984年为人口增长得到有效控制时期；1985年以后是人口自然增长率明显回升阶段3.年龄结构的变化：现在我国人口年龄结构属年轻型，但已开始向成年型过渡，并已出现一定的老龄化趋势。4.农村人口比重大5.人口分布不均衡6.人口素质有所提高第十章一、能源分类1.一次能源包括 可再生能源和 非可再生能源可再生能源:风、水利、潮汐能、洋流、直接太阳辐射、自喷气泉、热水泉、地下深部热水、火山活动、地震非可再生能源：化石燃料（煤、石油、天然气）、核燃料（铀钍、氘）二次能源：电能、氢能、汽油、煤油、柴油、重油、焦炭、煤气、甲醇、沼气、丙烷二、太阳能的特点：1.太阳能是源源不断地到达地球表面的，照射是均一的对局部来说光线又是很微弱的；2.受天气的影响，天气有晴有阴；3日光不是单色光，而是由多种波长不同的光组成的；4.应用光电管和太阳能电池，可以把太阳能直接变成电能。三、解决能源和环境问题的途径：1.提高能源利用率：从能源资源开发到利用全过程，利用科学技术获得更高的能源利用率。2.形成合理的能源结构；3.改革城