环境科学复习提纲.doc

环境问题 是指由于人类活动或自然原因使环境条件发生了变化，并对人类及其他生物的生存和发展造成影响和破坏的问题。环境科学主要任务 第一，探索全球范围内环境演化的规律。 第二，揭示人类活动同自然生态之间的关系。 第三，探索环境变化对人类生存的影响。 第四，研究区域环境污染综合防治的技术措施和管理措施。 大气的垂直分层：a. 对流层：大气圈的最低一层，厚度随纬度和季节而变体，平均为12km。 一般情况下，温度随高度增加而递减，平均上升100m降温0.65（即气温直减率）； 大气对流运动强烈,云、雾、雨、雪等主要天气现象都发生； 受地面状况和人为活动影响最为显著，大气的温度、湿度等气象要素水平分布差异大, 从而形成不同的大气环境和产生各种大气污染现象。b. 平流层：从对流层顶到55km左右这一层称为平流层。主要特征有： 温度先随高度升高缓慢升高,从3035km起,温度随高度增加升温迅速； 大气多为平流运动, 整个大气层比较平稳； 水汽和尘埃的含量很少，云也很少。在对流层顶以上臭氧量开始增加，至2225km附近臭氧浓度达极大值，然后减少，到50km处臭氧量就极微了，因此主要的臭氧带包含在平流层内。c. 中间层：自 50Km 到 85km 左右这一层称为中间层。中间层的温度随高度迅速降低，顶界温度下降至约-100附近时 , 再次出现空气的对流运动。d.电离层：从中间层顶至 800km 高度这一层称为电离层。此层的温度随高度迅速升高，大气处于高度电离状态，具有反射无线电波的能力 ，故有电离层之称。e. 逸散层：高度 800km 以上的大气层，统称为逸散层。它是大气向星际空间的过渡带。此层空气极其稀薄，气温很高，并随高度增加而继续升高。地球引力作用小，空气质点经常散逸至星际空间。大气的组成：自然状态下的大气由于干燥清洁的空气、水蒸汽和悬浮微粒三部分组成。 大气污染 是指由于人类活动和自然过程引起某种进入大气层的污染物的含量超过环境所能允许的极限, 使大气 质量恶化, 从而危害生物的生活环境, 影响人类健康 , 给正常的工农业生产带来不良后果的现象。大气污染源：1）自然源：火山喷发、森林火灾、土壤风华等自然原因产生的沙尘、二氧化硫、一氧化碳等； 2）人工源：指任何向大气排放一次污染物的工厂、设备、车辆或行为等。空间：点源、线源、面源； 时间：连续源、间断源、瞬间源；.大气污染物：以各种形式进入大气层, 并有可能对人类、生物、材料以及整个大气环境构成危害或带来不利影响的物质称为大气污染物。大气污染物的物理状态：（1）气体形式污染物：气体形式污染物是指在常温常压下以气体形式分散在大气中的污染物质。(一氧化碳、氮氧化物、氯气、氯化氢、氟化氢、臭氧等。)它们的运动速度较快 , 扩散快、易受气流影响。 （2）气溶胶形式污染物：任何固态或液态物质当以小的颗粒物形式分散在气流或大气中时都叫做气溶胶。雾、烟、粉尘和烟雾，便是不同形式的气溶胶。 大气污染物的类别：（1）大气一次污染物：大气一次污染物是指直接从各类污染源排出进入大气的各种物质, 如气体、蒸汽及尘埃。 （2）大气二次污染物：大气二次污染物由进入大气的一次污染物互相作用或与大气正常组分经过一系列的化学反应生成的, 以及在太阳辐射线的参与下引起光化学反应而产生的新的污染物。干绝热直减率 干气团绝热上升或下降单位高度( 通常100m) 的温度变化量称为干绝热直减率，用d 表示，单位K/100m 。 逆 温 逆温是大气温度随高度增加而升高的现象，逆温层结是强稳定的大气层结，不利于污染物的扩散。辐射逆温：在晴朗无云或少云、风力不大的夜晚，地面辐射冷却很快，贴近地面的大气温度下降最多，而高层大气冷却慢，造成温度自下而上的增加, 辐射逆温层的产生是有规律的，一般只在夜间形成，早晨随着太阳不断加热地表，地面温度上升，逆温自下而上逐渐消失，一般在上午完全消失。 城市热岛环流 烟流型与大气稳定度的关系 波浪型（不稳）锥型（中性or弱稳）扇型（逆温）爬升型（下稳，上不稳）漫烟型（上逆、下不稳） 水质指标第一类 物理性水质指标 （1）感观指标 （2）其他物理性状指标第二类 化学性水质指标 （1）一般化学性水质指标（2）有毒的化学性水质指标 （3）有关氧平衡的水质指标 BOD、COD、 DO、TOD第三类 生物学水质指标 大肠菌群数水污染防治工作中常用的水质指标（1）PH（2）悬浮固体（3）COD和BOD 生化需氧量（BOD）Biochemical Oxygen Demand表示水中有机物经微生物分解时所消耗的溶解氧的数量，以mg/L作单位。化学需氧量(COD)Chemical Oxygen Demand指用化学氧化剂氧化水中有机物时，所需氧化剂的数量，用O2mg/L表示。需氧污染物 生活污水和工业废水中所含的碳氢化合物、脂肪、蛋白质、木质素等有机化合物，可在微生物作用下分解生成简单的无机物CO2、H2O等。这些有机物在分解的过程中需消耗大量的溶解氧，因而称为需氧污染物。 水体污染 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自净能力即水体的环境容量，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在人类生活和生产中的作用，降低了水体的使用价值和功能的现象。水体污染的最主要的原因是工业废水的大量排放。水体污染源 水体污染源水体污染源分为自然污染源和人为污染源两大类型。自然污染源指自然界本身的地球化学异常释放有害物质或造成有害影响的场所。人为污染源指由于人类活动产生的污染物对水体造成的污染。人为污染源包括工业污染源、生活污染源和农业污染源。 水体污染物 造成水体水质、水中生物群落以及水体底泥质量恶化的各种有害物质（或能量）都可叫做水体污染物。水体污染物从化学角度四大类： 1 、无机无毒物：酸、碱、一般无机盐、氮、磷等植物营养物质； 2 、无机有毒物：重金属、砷、氰化物、氟化物等； 3 、有机无毒物：碳水化合物、脂肪、蛋白质等； 4 、有机有毒物：苯酚、多环芳烃、PCB 、有机氯农药等。 水体自净 指污染物随污水排入水体后，经物理、化学与生物化学作用，使污染物浓度降低或总量减少，受污染的水体部分或完全地恢复原状的现象。分类（按其作用机制不同）物理自净 化学自净 生物自净水环境容量 一定水体所能容纳污染物的最大负荷量水环境容量大小的影响因素（1）水体所处的自净条件（流量、流速等）（2）水体中的生物组成（3）污染物本身的性质 （4）水体的用途与功能污染物在水体的运动形式 推流迁移； 扩散运动； 污染物的衰减和转化。三种运动的作用使污染物浓度降低，称水体“自净作用”。 水体富营养化 水体中N、P等营养元素大量增加，远远超过正常的含量，导致原有的生态系统破坏，使藻类和某些细菌的数量激增，其它生物种类减少的现象。指标： N0.20.3mg/L, P0.010.02mg/L，生化需氧量10mg/L，细菌总数105 个，叶绿素a10mg/L。富营养化的危害（1）水体外观呈色、变浊、影响景观： 内陆湖：水华（水花 Water bloom); 海洋：赤潮（红潮 Red tide)（2）水体散发不良气味：土腥素，硫醇、吲哚、 胺类、酮类等；（3）溶解氧下降：分解有机物及藻类残体造成细菌的大量繁殖消耗掉水中的氧气（4）水生生物大量死亡（5）有些产生毒素：甲藻产生石房毒素、进入食物链。 重金属元素在水环境中的污染特征（1）在自然界中的分布: 分布广，含量低，危害明显（2）属于过渡性元素: 化学性质由电子层结构决定，价态，变化较多，配位络合能力强（3）在水环境中的迁移转化: 机械迁移，物理化学迁移，生物迁移（4）毒性效应: 易与蛋白质和酶高分子化物质结合,产生不可逆变性,使生理或代谢过程障碍,或与脱氧核糖核酸等相互作用而致突变重金属污染的特点：(1) 天然水中的微量重金属就可产生毒性效应。(2) 微生物不仅不能降解重金属，而且有增强毒性作用。(3) 生物体对重金属有富集作用。(4) 重金属可通过食物、饮水、呼吸等多种途径进入人体废水处理技术1. 物理法 （1）截留 通过格栅、筛网回收废水中悬浮物 （2）沉淀 重力沉降，包括沉砂池、沉淀池（3）过滤 通过多孔介质（滤布、滤网、微孔）截流水中细小悬浮物。 （4）气浮 用小气泡作为载体，吸附废水中细小悬浮物。（5）离心分离 通过高速旋转利用离心力分离水中悬浮物，使污染物和水从不同出口排出。 （6）膜分离 对于过滤性膜具有选择透过性，对水中杂质进行分离。2. 化学法（1）混凝：投加化学混凝剂使细小固体或胶体变成较大的絮状颗粒进行去除。 （2）中和 当废水中酸碱浓度较高时使用该法。对酸性废水可用碱性废水作中和剂，反之亦然。或可投加药剂中和。（3）氧化还原 氧化：向水中投加氧化剂O2、O3 还原：向水中投加还原剂FeSO4、SO2等（4）电解3. 生物法 利用微生物作用使污水得到净化。 （）根据微生物呼吸特性分为好氧生物法和厌氧生物法； （）根据微生物生长状态分为活性污泥法和生物膜法。土壤污染：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。土壤被污染的程度主要决定于进入土壤的污染物的数量、强度和土壤自身的净化能力大小，当进入量超过净化力，就将导致土壤污染。 土壤污染源 工业污染源、农业污染源、生物污染源土壤污染物1、有机物类：化学农药、除草剂等。2、重金属污染物，如如砷、镉、汞、铬、铜、 锌、铅等3、放射性污染物，如元素铯、锶等4、化肥5、病原微生物 ，如肠细菌、炭疽杆菌、破伤风杆菌、土壤环境背景值 只能代表土壤某一发展、演变阶段的一个相对意义上的数值，即严格按照土壤背景值研究方法所获得的尽可能不受或少受人类活动影响的土壤化学元素的原始含量。 重金属污染土壤的治理措施（1）通过农田的水分调控，调节水田土壤Eh值来控制土壤重金属的毒性（2）施用石灰、有机物质等改良剂（3）客土、换土法（4）生物修复(biological reserve) 第三节 土壤持久性有机污染物持久性有机污染物POPs 具有毒性、生物蓄积性和半挥发性，在环境中持久存在，且能在大气中长距离迁移并返回地表，对人类健康和环境造成严重危害的有机化学污染物质。 持久性有机污染物分类第一类，杀虫剂 第二类，工业化学品第三类，生产中的副产品: (1)不完全燃烧与热解。(2)含氯化合物的使用。(3)氯碱工业。(4)纸浆漂白。(5)食品污染,食物链的生物富集、纸包装材料的迁移和意外事故引起食品污染。固体废物： 固体 废弃物 是指人类在生产、消费、生活和其他活动中产生的固态、半固态废弃物质 ,就是“ 垃圾” 。 固体废物的处理原则1 固体废弃物的处理通常是指物理、化学、生物、物化及生化方法把固体废物转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程，固体废弃物处理的目标是无害化、减量化、资源化。2 控制工厂原料的消耗，定额提高产品的使用寿命，提高废品的回收率等；3 开展综合利用，把固体废物作为资源和能源，首先考虑利用。其次是考虑无毒处理成为终态固体废物，然后再填埋和沉海。方法包括压实、破碎、分选、固化、焚烧、生物处理等。 固体废物的处理主要技术手段破碎技术 分选技术 固化处理技术 焚烧和热解技术 生物处理技术噪声的来源 交通噪声 工厂噪声 生活噪声噪声传播的三个阶段：噪声源、传播途径和接受者；噪声的控制途径1、从声源上降低噪声最根本的方法2、在传播途径上控制噪声（1）吸声：吸声材料 （2）隔声：隔声墙、隔声罩、隔声间和声屏障等（3）隔振防止振动能量从振源传播出去。（4）消声器只能降低空气动力设备的进排气口噪声或沿管道传播的噪声。3、在接受点阻止噪声最后的办法主要有耳塞、耳罩、防声蜡棉和防护面具等。噪声的物理量度 声压、声能量、声强和声功率放射性污染 人类活动排放出的放射性物质，使水体的放射性水平高于天然本底或超过国家规定的标准所造成的污染。 污染源 1 原子能工业排放的废物2 核武器试验的沉降物 3 医疗放射性4 科研放射性 涉及放射性方面的课题和试验等科研工作，都有可能造成放射性污染。 危害 （1）放射性损伤有急性损伤和慢性损伤，发生中枢神经损伤至直死亡。（2）放射能引起淋巴细胞染色体的变化（3）环境中的放射性物质可以由多种途径进入人体，他们发出的射线会破坏机体内的大分子结构，甚至直接破坏细胞和组织结构，给人体造成损伤。高强度辐射会灼伤皮肤，引发白血病和各种癌症，破坏人的生殖技能，严重的能在短期内致死。热污染概念 大量的热能排放水体，使水温升高，水中溶解氧减少，造成水生生物生存条件恶化的现象。热污染是一种能量污染 ，是指人类活动危害热环境的现象。（影响水质、水生物，水体生物毒性加大、环境机理发生改变） 环境监测（ Environmental monitoring ）：通过对影响环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量（或污染程度）及其变化趋势。环境监测的目的 准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。具体归纳为： 1、根据环境质量标准评价环境质量； 2、根据污染分布情况，追踪寻找污染源,为实现监督管理、控制污染提供依据； 3、收集本底数据，积累长期监测资料，为研究环境容量、实施总量控制和目标管理、预测预报环境质量提供数据； 4、为保护人类健康、保护环境，合理使用自然资源，制订环境法规、标准、规划等服务。环境监测的分类1、按监测目的或监测任务划分（1）监视性监测（例行监测、常规监测） （2）特定目的监测（特例监测、应急监测） （3）研究性监测（科研监测）2、按监测介质或对象分类 可分为水质监测、空气监测、土壤监测、固体废物监测、生物监测环境监测的原则环境优先污染物（Priority Pollutants) 优先监测：对优先污染物进行的监测。环境遥感监测技术特征1）大尺度同步观测 2）获取时间快, 数据的实时性好，测图周期大大缩短3）周期性（动态监测）4）综合性：三维空间便于全面深入地观察和分析问题。环境评价：从环境卫生学角度按照一定的评价标准和评价方法，对一定区域范围内的环境质量进行客观的定性和定量调查分析、评价和预测。 环境评价的目的 主要是掌握和比较环境质量状况及其变化趋势；寻找污染治理重点；为环境综合治理和城市规划及环境规划提供科学依据；研究环境质量与人群健康关系；预测评价拟建的项目对周围环境可能产生的影响。 环境评价的分类：可按照环境要素来分类：大气、水体、土壤等。可按照区域来分类：行政区、流域等评价。