固废环境污染与防治专业基础与实务(中级)-固废方向.doc

环境污染与防治专业基础与实务（中级）笔记 第一部分 基础理论知识一、水污染防治基础理论知识（一）水与水体污染1、 水与水循环（1）熟悉水环境保护采取限制或消除排入水体和水域的污染物的措施，使河流、湖泊、海洋、水库等水体和水域维持其应有的正常功能（2）熟悉水循环基本原理形成水循环的内因是水在通常环境条件下气态、液态、固态易于转化的 特性，外因是太阳辐射和重力作用，为水循环提供了水的物理状态变化和运动的能量。降水、蒸发和径流是水循环过程的三个最主要环节 (渗透)蒸发-凝结-降水-蒸发地球表面的水在太阳辐射能和地心引力的相互作用下,水分不断的蒸发和蒸腾,并汽化为水蒸气,上升到空中形成云，又在大气环流的作用下传播到各处，遇到适当的条件时即成为雨或雪而降落到海洋和陆地。这些降落下来的水分，一部分渗入地下，成为土壤或地下水；一部分经植物吸收后再经枝叶蒸腾进入大气层；一部分可直接从地面蒸发而发散；一部分可能顺地表径流汇入江、河、湖泊流入海洋，再经水面蒸发进入大气圈。这种过程循环往复、永无止境，称作自然界水循环。见书第一章：第一节：二、水的循环2、废水的来源与污染物（1）掌握废水的来源与特性根据来源不同，废水可分为生活污水、工业废水、农业退(废)废水三大类。按形状不同，分为：点源，面源。生活污水：人们在日常生活中所产生的各种污水混合液，包括厨房、洗涤室、浴室、集体单位公用事业排出的污水废水，主要包括厨房洗涤污水。定义：见书第一章：第三节： 一、生活污水。特性：水质比较稳定，但浑浊、深色且具有恶臭，呈微碱性、一般不含有毒物质，含大量细菌（包括病原菌）、病毒和寄生虫卵。含氮、磷、硫高，成分主要为纤维素、淀粉、糖、蛋白、脂肪、尿素。因地区不同，生活状况、习惯、水平不同，所含物质不同。特点是： 含氮磷硫高； 含有纤维素淀粉糖类脂肪蛋白质尿素等，在厌氧分解过程中容易产生恶臭物质； 含有多种微生物如细菌病原菌，易传播疾病； 因地区、季节、生活习惯、生活水平不同所含物质不同；工业废水：在工业生产过程中所排出的废水。工业废水分为生产污水和生产废水。生产废水是指较清洁，不经处理即可排放或回用的工业废水。而那些污染较严重，须经过处理后方可排放的工业废水就称为生产污水。特性：工业生产废水是最重要的污染源，其特点是： 排放量大，污染范围广，排放方式复杂； 污染物种类繁多，浓度波动幅度大； 污染物质有毒性刺激性腐蚀性，pH变化幅度大，悬浮物和富营养物多 污染物排放后迁移变化规律差异大。 恢复比较困难 成分和性质复杂，差别极大且不易净化。排放量大，污染范围广，排放方式复杂。带有颜色和异味。污染物排放后迁移变化规律差异大。污染物质毒性强，危害大。污染物种类繁多，浓度波动幅度大，恢复比较困难。农业退水：农作物栽培、牲畜饲养、食品加工等过程排出的污水和液态废物称为农业废水。定义：主要是农村污水和灌溉水。由于化肥和农药的大量使用，致使灌溉后排放的废水中含有大量化肥和农药，从而造成水体污染。特性：含氮、磷高，成分主要为微生物、化肥、农药、不溶解固体和盐分含有农药、化肥、农业废弃物（如农作物的杆、茎、根、叶及牲畜粪便等），大量的致病细菌、病毒和寄生虫卵。面广、分散、难于收集和治理。（2）掌握污染物种类及水质指标污染物种类：l 物理：颜色、浊度、温度、悬浮固体、放射性l 化学：l 生物：污染物种类：见书第一章：第一节：三、自然污染和人为污染。（一）物理性污染物：1、悬浮物质污染：水中含有的不溶性物质，包括固体物质和泡沫等。2、热污染：来自热电厂、核电站及各种工业过程中的冷却水。3、放射性污染：由于原子能工业的发展，放射性矿藏的开采，核试验和核电站的建立以及同位素在医学、工业、研究等领域中的应用，使放射性废水、废物显著增加，造成一定的放射性污染，其中对人体健康有重要影响的放射性物质有Sr90锶、Cs137铯、I131碘。（二）化学污染物：1. 无机污染物质：污染水体的无机污染物质有酸、碱和一些无机盐。2. 无机有毒物质：污染水体的无机有毒物质主要是重金属等有潜在长期影响的物质。其中汞、镉、铅等危害较大，其他还有砷（特别是三价）、铬（六价）、硒（四价、六价）、钡、钒、氰化物、氟化物等。3. 有机有毒物质：主要是各种有机农药、多环芳烃、芳香胺等。4. 需氧污染物质：生活污水、牲畜污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪和酚、醇等有机物可在微生物的作用下进行分解，在分解过程中需要消耗氧气，所以称为需氧污染物质。5. 植物营养物质：生活污水和某些工业废水中经常含有一定数量的氮、磷等植物营养物质。6. 油类污染物质：随着石油事业的发展，油类物质对水体的污染已日益增多。（三）生物性污染物：病菌（如大肠杆菌）、病毒（如流感病毒）、寄生虫（如吸血虫、蛔虫等）1、病原微生物、病原细菌、病毒、寄生虫。水质指标：见书第一章：第二节：一、水质指标。见0.1l 物理：水温、悬浮物(总不可滤残渣，0.45m滤膜截留物质的质量，105烘干)、浑浊度（水中含有胶体状态和悬浮状态的杂质引起水的浑浊程度）、色度、臭和味、电导率等l 化学指标：l 杂质或污染物质的单项指标：如锰、铁、氯化物等；l 无机特性的综合指标：pH、酸度、碱度、硬度、总含盐量、氧化还原电位等；l 有机污染物的综合指标：COD（使水样中能被氧化的物质氧化所需耗用氧化剂的量），BOD5(有氧条件下，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)，TOCl 微生物指标：总大肠菌群、粪大肠菌群、埃希氏大肠菌、细菌总数等放射性指标：总放射性、总放射性，单位Bq/L水质指标是表示水中杂质的种类成分和数量，是判断水质的具体衡量标准。一般常用水质指标来表征水体受到污染的程度。分为物理的、化学的和生物学三类。l 物理性水质指标:l 感官物理性指标：温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度等。l 其他物理性水质指标：如总固体、悬浮固体、溶解固体、可沉固体、电导率等。l 化学性水质指标l 一般化学性水质指标：如pH值、碱度、硬度、各种阴（阳）离子、总含盐量、一般有机物质。l 有毒的化学性水质指标：如各种重金属、氰化物、多环芳烃、各种农药等。l 氧平衡指标：如溶解氧（DO）、COD（化学需氧量）、BOD（生物化学需氧量）、TOD(Total Oxygen Demand为总需氧量）、TOC(Total Organic Carbon总碳) l 生物学水质指标l 包括细菌总数、总大肠菌群数、各种病源细菌、病毒等。（二）废水处理方法 1、熟悉水污染对人类的危害水污染后，通过饮水或食物链，污染物进入人体，使人急性或慢性中毒。砷、铬、铵类、苯并(a)芘等，还可诱发癌症。被寄生虫、病毒或其它致病菌污染的水，会引起多种传染病和寄生虫病。重金属污染的水，对人的健康均有危害。被镉污染的水、食物，人饮食后，会造成肾、骨骼病变，摄入硫酸镉20毫克，就会造成死亡。铅造成的中毒，引起贫血，神经错乱。六价铬有很大毒性，引起皮肤溃疡，还有致癌作用。饮用含砷的水，会发生急性或慢性中毒。砷使许多酶受到抑制或失去活性，造成机体代谢障碍，皮肤角质化，引发皮肤癌。有机磷农药会造成神经中毒，有机氯农药会在脂肪中蓄积，对人和动物的内分泌、免疫功能、生殖机能均造成危害。稠环芳烃多数具有致癌作用。氰化物也是剧毒物质，进入血液后，与细胞的色素氧化酶结合，使呼吸中断，造成呼吸衰竭窒息死亡。我们知道，世界上80%的疾病与水有关。伤寒、霍乱、胃肠炎、痢疾、传染性肝类是人类五大疾病，均由水的不洁引起。 2、废水处理的基本途径与方法 （1）掌握按处理方法分类：物理处理法、化学处理法、物理化学法、生物化学处理法 见书第一章：第五节：二、废水处理的基本方法：（三）废水处理方法可按其作用分为四大类，即物理处理法、化学处理法、物理化学法和生物处理法。（1）物理处理法，通过物理作用，以分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态污染物质（包括油膜和油珠），常用的有重力分离法、离心分离法、过滤法等。沉淀法、浮选法、蒸发法（2）化学处理法，向污水中投加某种化学物质，利用化学反应来分离、回收污水中的污染物质，常用的有化学沉淀法、混凝法、中和法、氧化还原（包括电解）法等。中和、萃取、氧化还原。（3）物理化学法，利用物理化学作用去除废水中的污染物质，主要有吸附法、离子交换法、膜分离法、萃取法等。（4）生物处理法，通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机性污染物质转化为稳定、无害的物质，可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。利用自然界微生物将有机物分解和转化物理方法：通过物理作用来清除废水中的污染物称为物理处理法。常用的方法是利用过滤、沉淀、浮选等技术分离废水中的悬浮污染物。化学处理法：通过一些化学反应清除废水中污染物质或使其转化为其它物质从而化有害为无害、有毒为无毒等，称为化学处理法。常用的方法有中和法、氧化法、凝聚法、石灰解析法等。中和法主要用来除废水的酸、碱性。氧化法主要是通过氧化作用加速污染物的降解和转化。一般有三种方式：一是空气氧化法，即将废水暴露在空气中，利用空气氧化；二是化学氧化法，即在废水中加高锰酸钾、液氯、臭氧等强氧化剂使其发生氧化反应；三是电解氧化法，即利用电解的基本原理，使废水中有害物质通过电解过程，在阴阳两级分别发生氧化和还原反应，以消除污染物质。化学凝聚法这是处理废水常用的一种方法。当废水中含有许多胶体物质，用物理方法不易除去时，常加凝聚剂，如硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、明矾、铝酸钠、氧化铁等，以清除胶体带的电荷，使之变成絮状，迅速下沉。电解凝聚法电解凝聚法与化学凝聚法基本相同，即清除胶体上的电荷，使其发生凝聚作用。不过，后者是促使胶体下沉，前者是促使肢体聚集于液体表面。电解凝聚法常用于去除废水中的乳化油。通过电解作用使阳极电板上产生矾花，即氢氧化铁，阴极产生氢气。矾花和气体气泡不断上升，将乳化油带至液面产生凝聚、吸附和浮托等作用，因此又称电浮选法。物理化学法：离子交换法、吸附法、萃取法、分离技术等。离子交换法这个方法是使硬水软化的传统方法，现在是深度处理废水和回收其中有用物质的重要方法之一。常用于除去或回收废水中的重金属。即利用离子交换作用，把废水中希望除去的或回收的阳离子或交换，然后用水或其它液体淋洗树脂，将其中重金属洗出，树脂复原。离子交换树脂有天然和人工合成产物两种。此外，天然的蒙脱石、沸石、多水高岭土和伊利石等均有离子交换吸附能力，也可用于处理废水，并具有来源容易、成本低等优点。吸附法吸附法是采用固体多孔吸附剂，吸附废水中的味、臭、色、油、酚等污染物的处理方法。属于这类吸附剂的有活性炭、活性硅石、硅酸、白土、蒙脱石、氧化铝和骨粉等。萃取法采用某种有机溶剂，从废水中除去或回收可溶于该溶剂中的污染物的处理方法，例如，用重质苯、异丙醚等革取废水中的酚。泡沫分离这种方法是把空气吹入废水中，或者在废水中投放表面活性物质，使水中形成许多泡沫，水中表面活性或非活性污染物质吸附在泡沫上，升至水面，不断刮去泡沫，就能达到去除污染物的目的。分离技术膜分离技术可分为电渗析法、扩散渗析法、反渗透法和超滤法四种形式。a电渗析法：溶液中的离子在直流电场的作用下，有选择地通过离子交换膜进行定向迁移，此法多用于海水和苦咸水除盐、制取去离子水等。b扩散渗析：即为浓差渗析，利用半透膜（只能透过溶剂或只透过溶质的膜）使溶液中的溶质由高浓度一侧，通过膜向低浓度一侧迁移。此法主要用于酸、碱废液的处理、回收和有机、无机电解质的分离、纯化。c反渗透：以压力为推动力，把水溶液中的水分离出来，同时分离、浓缩溶液中的分子态或离子态物质的方法。反渗透法在化工分离技术、硬水软化、制取高纯水和分离细菌、病毒等方面得到广泛应用。d超滤法：是以压力为推动力，使水溶液中大分子物质和水分离。其本质是机械筛滤。在这种方法中，膜表面孔隙大小是主要控制因素。生化处理法：利用自然界存在的各种微生物，将废水中有机物进行降解，达到废水净化的目的。根据废水处理过程中起作用的微生物对氧气要求的不同，废水的生物处理分为好气和厌气生物处理两类。好气生物处理法：在废水中通过大量空气，促使好气微生物大量繁殖，并注意调节pH值（69）、温度（2030）和增加必要的养料（BODNP=10051）等，使之有利于微生物的生长和发育。它们能将废水中的有机物大量分解，分解为CO2、H2O、NH3和硫酸盐、磷酸盐等，达到去除有机污染物质的目的。嫌气生物处理：是在缺氧条件下，利用嫌气微生物来进行废水处理，这种办法常用于处理有机质含量高的废水，即生化需氧量在500010000mg/L以上的废水。物理法：利用物理作用处理、分离和回收废水中的污染物。如，用沉淀法去除水中相对密度大于1的悬浮颗粒的同时回收这些颗粒物；浮选法（或气浮法）可去除乳状油滴或相对密度接近1的悬浮物；过滤法可去除水中的悬浮颗粒；蒸发法用于浓缩废水中不挥发性的可溶性物质等。化学法：利用化学反应或物理化学作用处理回收可溶性废物或胶状物质。如，中和法用于中和酸性或碱性废水；萃取法利用可溶性废物在两相中溶解度不同的分配，回收酚类、重金属等；氧化还原法用来去除废水中还原性或氧化性污染物，杀灭天然水体中的病源菌等。生物法：利用微生物的生化作用处理废水中的有机物。如,生物过滤法和活性污泥法用来处理生活污水或有机生产废水。废水处理方法可按其作用分为四大类，即物理处理法、化学处理法、物理化学法和生物处理法。（1）物理处理法，通过物理作用，以分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态污染物质（包括油膜和油珠），常用的有重力分离法、离心分离法、过滤法等。（2）化学处理法，向污水中投加某种化学物质，利用化学反应来分离、回收污水中的污染物质，常用的有化学沉淀法、混凝法、中和法、氧化还原（包括电解）法等。（3）物理化学法，利用物理化学作用去除废水中的污染物质，主要有吸附法、离子交换法、膜分离法、萃取法等。（4）生物处理法，通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机性污染物质转化为稳定、无害的物质，可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。（2）掌握按处理程度分类：一级处理、二级处理、三级处理 见书第一章：第五节：二、废水处理的基本方法：（三）城市污水成分的99.9%是水，固体物质仅占0.03%0.06%左右。城市污水的BOD一般在75300mg/L。根据对污水的不同净化需求，废水处理的各种步骤可划分为一级、二级和三级处理。一级处理：主要采用物理法，主要去除废水中悬浮固体和漂浮物质，同时还通过中和或均衡等预处理对废水进行调节以便排入受纳水体或二级处理装置。主要包括筛滤、沉淀、浮选等物理处理法。经过一级处理后，废水的BOD一般只去除30左右，达不到排放标准，仍需进行二级处理。二级处理：二级处理为主要处理单元，主要采用经济可行的生物化学处理法，有时采用化学处理法。主要去除废水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质。主要采用生物处理和絮凝等方法，BOD去除率可达90以上，处理水可以达标排放。生物法主要是除去一级处理后废水中的有机物，絮凝法是去除废水中的无机悬浮物和胶体颗粒物或低浓度有机物。如活性污泥法。三级处理：深度处理，主要考虑水资源的回用时采用此法，多采用物理法或化学法，如典型的膜处理法。是在一级、二级处理的基础上，对难降解的有机物、磷、氮等营养性物质进一步处理。控制富营养化或达到使废水能够重新回用。采用的方法可能有混凝、过滤、离子交换、反渗透、超滤、消毒等。工业废水处理流程澄清 回收 毒物处理 一般处理 再用或排放一级处理厂流程；二级处理厂（活性污泥法）流程二、大气污染防治基础理论知识（一）大气污染物的形成1、大气污染（1）了解地球大气层：大气组成和大气结构见书第六章：第一节：一、大气结构；二、大气组成。大气组成分为恒定、可变和不定三种组分。氮78.09%、氧20.95%、氩0.93%，加上微量的氖、氦、氪、氙、氡等稀有气体为恒定；水蒸气（4%以下）和二氧化碳（0.020.04%）为可变；不定组分来源有二：（1）自然界的火山爆发、森林火灾、地震等自然灾害，形成的尘埃、硫化氢等（2）人类生产活动产生的，硫氧化物、氨氧化物等。在均质层中，根据气体的温度沿地球表面垂直方向的变化，分为对流层（12千米km,每上升100米,气温降低0.6）、平流层（对流层顶到5055km38km，臭氧在该层）、中间层（平流层顶到85km35km）、均质层|非均质层：暖层（热层或电离层）（中间层顶到800km）热层（630km，电离层）、逸散层（外层）（暖层顶以外）。（2）掌握大气污染的概念见书第六章：第二节：一、大气污染的定义。按照国际标准化组织（ISO）的定义，“大气污染通常是指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境污染的现象” 自然界中局部的质能变化和人类的生产和生活活动，改变大气圈中某些原有组分和向大气中排放有毒有害物质，以致使大气质量恶化，影响原来有利的生态平衡体系，严重威胁着人体健康和正常工农业生产，以及对建筑物和设备财产等构成损坏即为大气污染。（3）了解大气污染的特点：局部、区域性、全球性一般认为大气污染只发生在城市和工业区,那里的大气污染物浓度往往要比农村或郊区高出许多倍,似乎大气污染仅局限于局部地区或是区域性问题。但从实际表现,大气污染是全球性的问题,因为污染物最终将散布到整个大气层。（4）熟悉大气污染的危害：对生物、材料和气候的危害生物危害：动物因吸入污染空气或吃含污染物食物而发病或死亡，大气污染 物可使植物抗病力下降、影响生长发育、叶面产生伤斑或枯萎死亡。；人体受害有三条途径，即吸入污染空气、表面皮肤接触污染空气和食入含大气污染物的食物，除可引起呼吸道和肺部疾病外，还可对心血管系统、 肝等产生危害，严重的可夺去人的生命。 材料危害：大气污染可使建筑物、桥梁、文物古迹和暴露在空气中的金属制品及皮革、纺织等物品发生性质的变化，造成直接和间接的经济损失。S02与其他酸性气体可腐蚀金属、建筑石料及玻璃表面。S02还可使纸张变脆、褪色，使胶卷表面出现污点、皮革脆裂并使纺织品抗张力降低。03及SO2会使染料与绘画褪色，从而对宝贵的艺术产品造成威胁。气候危害：大气污染还会导致降水规律的改变。水循环对于地球上人类的生存是至关重要的。大气污染影响凝聚作用与降水形成，有可能导致降水的增加或减少。大气污染对降水化学的影响表现在酸性化合物的输入，即出现酸雨。酸雨会导致土壤变化，继而引起水体的pH值变化和化学变化。破坏高空臭氧层，形成臭氧空洞；二氧化碳等温室气体的增多会导致地球大气增暧，导致 全球天气灾害增多；烟尘等气溶胶粒子增多，使大气混浊度增加，减弱太阳辐射，影响地球长波辐射，可能导致天气气候异常。 （5）熟悉全球性大气污染问题：酸雨、温室效应、臭氧层破坏酸雨：pH值10m）、飘尘(0.110m)、总悬浮颗粒物（TSP,d100m）、飞灰、黑烟、液滴、轻雾、重雾气态污染物：硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、碳氢化物、硫酸烟雾、光化学烟雾。按形成过程分为：一次污染物、二次污染物一次污染物：直接从污染源排放的污染物质，SO2、CO、NO、颗粒物等。二次污染物：由一次污染物在大气中相互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，其毒性比一次污染物还强。如，硫酸及硫酸盐气溶胶、硝酸及硝酸盐气溶胶、臭氧、光化学烟雾等。（2） 掌握主要大气污染物的来源 见书第六章：第二节：三、大气污染物的来源和表。大气污染物目前已知的约有100多种。有自然因素（如森林火灾、火山爆发等）和人为因素（由于人们从事生产和生活活动而形成，如工业废气、生活燃煤、汽车尾气等）两种，并且以后者为主要因素，尤其是工业生产和交通运输所造成的。天然污染源：自然污染源是由于自然原因（如火山爆发，森林火灾等）而形成。人为污染源：由于人们从事生产和生活活动而形成。按污染源存在的形式分在人为污染源中，又可分为固定的（如烟囱、工业排气筒）和移动的（如汽车、火车、飞机、轮船）两种。按污染物产生的类型分：工业污染源、生活污染源、交通运输源和农业污染源。工业企业 工业企业是大气污染的主要来源，也是大气卫生防护工作的重点之一。随着工业的迅速发展，大气污染物的种类和数量日益增多。由于工业企业的性质、规模、工艺过程、原料和产品种类等不同，其对大气污染的程度也不同。 生活炉灶与采暖锅炉 在居住区里，随着人口的集中，大量的民用生活炉灶和采暖锅炉也需要耗用大量的煤炭，特别在冬季采暖时间，往往使受污染地区烟雾弥漫，这也是一种不容忽视的大气污染源。 交通运输 近几十年来，由于交通运输事业的发展，城市行驶的汽车日益增多，火车、轮船、飞机等客货运输频繁，这些又给城市增加了新的大气污染源。其中具有重要意义的是汽车排出的废气。汽车污染大气的特点是排出的污染物距人们的呼吸带很近，能直接被人吸入。汽车内燃机排出的废气中主要含有一氧化碳、氮氧化物、烃类（碳氢化合物）、铅化合物等。 （二）大气物理化学基础 1、大气污染物扩散与气象的关系（1）了解地球大气特征1、 静力平衡：对流层大气厚度与地球半径相比是微不足道的。大气所固有的这一铅直厚度，决定了水平尺度已千公里计的大范围大气运动一定是准水平的，垂直速度远小于水平速度。重力场抑制了铅直运动的发展，使得在铅直方向上气压梯度力与重力近似地相平衡，这就是所谓静力平衡。静力平衡是大气运行的重要性质之一。2、 地转平衡：覆盖在地球表面上的大气随地球一同绕地轴以长值角速度不停地旋转着。因此，研究相当地球的大气运行时，必须要考虑地转偏向力的作用。地转偏向力的作用大小和大气运动的水平尺度有关，在比较小的尺度运动中，地转偏向力的作用相对而言并不重要，常可以略去，但在大尺度运动中地转偏向力的作用就显得很重要。在中纬度大尺度运行中，地转偏向力与水平气压梯度力基本上相平衡。这种近似平衡关系称作地转平衡，这是旋转地球上大尺度大气运动的又一重要性质。3、 层结大气：大气是层结流体。大气的密度随高度是改变的。对于这样的层结流体与重力相联系的阿基米德净浮力可使积云对流得以发展，在稳定层结大气中可以产生重力内波。4、 水汽相变：大气中含有水分。水分中相变过程中会使大气得到热量或失去热量，因而为大气运动提供了另外一个能源、能汇。5、 运动的复杂性：大气的下边界是不均匀的。地球陆地表面不但起伏不平，而且其热力性质也不完全一样，使得大气的下边界层中运动具有明显的湍流性质。海陆分布所决定的非均匀加热、起伏不平的大地形对大尺度运动的热力和动力强迫作用，对大气环流的形成有重要影响。大气圈垂直结构气象要素（：气温、气压、大气湿度、风向和风速、云、能见度大气密度、大气成分等）的垂直分布1、气温的垂直分布（1）对流层（平均12km）大气边界层（12km）、近地层（50100m）（2）平流层（对流层顶到5055km）（3）中间层（平流层顶到85km）（4）暖层（热层或电离层）（中间层顶到800km）（5）逸散层（外层）（暖层顶以外2、大气压力的垂直分布随高度的升高而降低，可用气体静力学方程描述；3、大气密度的垂直分布与大气压力的变化规律几乎相同；4、大气成分的垂直分布取决于分子扩散和湍流扩散的强弱（1）8085km以下，以湍流扩散为主，称为均质层；（2） 8085km以上，以分子扩散为主，称为非均质层；（2）了解大气污染物扩散方式按污染物排放的方式分：点源（高架源）、面源、线源和体源扩散模式：高斯扩散模式，无界空间连续点源扩散模式，高架连续点源扩散模式，地面源高斯模式，颗粒物扩散模式（3）掌握气象要素 气象要素（：气温、气压、大气湿度、风向和风速、云、能见度大气密度、大气成分等）的垂直分布见书第九章：第一节：影响污染物在大气中扩散的气象因素气温：对流层内，随着高度的增加气温逐渐降低，这是因为地面是大气的主要和直接的热源，所以近地面层的温度比上层要高，另一方面，水汽和固体杂质的分布从低空向高空减少，他们吸收地面辐射的能力很强，也使得近地面层气温比上层要高。气温随高度的变化通常以气温垂直递减率d来表示。气温沿垂直高度的分布，这种曲线称为气温沿高度分布曲线或温度层结曲线。大气中温度层结有四种类型：气温随高度增加而递减0，正常分布层结或递减层结；气温直减率等于或近似等于干绝热直减率，=d，中性层结；气温不随高度变化，=0，等温层结；气温随高度增加而增加， CFCl2 + Cl+ X个O2总反应：O+O32 O23、大气污染扩散模式 见书第九章：第三节。（1）了解点源扩散模式（2）了解线源扩散模式三、固体和噪声污染控制（一）固体废物的定义与分类、污染与控制及管理体系 1、固体废物的定义与分类（1）了解固体废物的定义及特征定义：指在人类生产、生活和其他活动中产生的，丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废弃物管理的物品、物质。特征：w 首先，具有呆滞性和不可稀释性；（污染物的最终形态）w 其次，在自然条件下，固体废物中的有害成分会转入大气、水体和土壤中，参与生态系统的物质循环，具有长期潜在的危害性；最后，由于固体废物具有呆滞性、不可稀释性、长期潜在的危害性，因而对固体废物必须从其产生、运输、存贮、处理及处置的每个环节都进行控制，即具有全过程管理的特点资源和废物相对性；富集多种污染成分的终态，污染环境的源头；固体废物中的有害物质呆滞性大，扩散性小；危害具有潜在性、长期性和灾难性。（1）成分的多样性与复杂性。（2）环境与资源的双重价值。（3）有用与无用的大集合。（4）生产型废弃物的减少，消费型废弃物的增加。（5）彼此依赖，相互循环。 （2）熟悉固体废物的分类w 按化学性质分：有机固体废物和无机固体废物w 按危害状况分：有害固体废物和一般固体废物w 按来源分（欧美）：工业固体废物、矿业固体废物、城市固体废物、农业固体废物和放射性固体废物；w 按固体废物的管理需要（我国）分：工矿业固体废物、有害固体废物和城市垃圾。按化学性质可分为有机固体废物和无机固体废物；按照污染特性可分为一般固体废物、危险废物以及放射性固体废物。由于放射性废物在管理方法和处置技术等方面与其他废物有着明显的差异，许多国家都不将其纳入危险废物范围内，我国固体法也没有涉及放射性废物的管理问题。 按来源分类：生活垃圾、工业废物、危险废物、农业废物、放射性废物。工业固体废物（废渣）、城市垃圾、有毒有害固体废物。（3）熟悉危险废物的定义、分类和鉴别w 定义：危险废物又称为有毒有害废物，这类废物泛指 除放射性废物以外，具有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、爆炸性、传染性因而可能对人 类的生活环境产生危害的废物。 指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物。危险废物的特性通常包括急性毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、浸出毒性和疾病传染性。分类：国家1998年7月1日实施的国家危险废物名录中规定了47类危险废物，既有固态、半固态的废物也有具外包装的废气。见书第十章：第二节：四、有毒有害固体废物的鉴别。a、急性毒性废物：w 用1:1浸提液灌胃对小鼠（或大鼠），能引起小鼠（或大鼠）在48小时内死亡半数以上者定为有急性毒性的固体废物；b、易燃性废物：w 闪点低于60的液体，经摩擦、吸湿或自发产生着火倾向的固体，着火时燃烧较剧烈并能持续，以及在管理期间会引起危险者；c、反应性废物w 性质不稳定，在无爆震时即易发生剧烈变化； 遇水能剧烈反应； 遇水能形成爆炸性混合物； 与水混合产生有毒气体、蒸气或烟雾； 在有引发源和加热时能引起爆震或爆炸； 在常温、常压下易发生爆炸或爆炸性反应； 根据其他法规所定义的爆炸品；d、浸出毒性（见表） e、腐蚀性废物：pH12.5或pH2的废物 2、固体废物的污染与控制（1）了解固体废物的污染途径固体废物露天存放或置于处置场，其中的有害成分可通过大气、土壤、地表或地下水间接传至人体。（2）了解固体废物的污染危害见书第十章：第一节：三、固体废物对人类环境的危害。w 侵占土地，破坏地貌和植被；w 污染土壤和地下水（ 堆存垃圾渗滤液会污染土壤和地下水）；w 污染水体（许多人将垃圾倾入水体，造成水体污染）；w 污染大气（尾矿粉煤灰、污泥和垃圾颗粒随风飞扬；固体废物的焚烧产生有害气体和粉尘等）。对土壤环境的影响：占用土地，破坏地貌和植被；固体废物及其淋洗和渗滤液中所含的有害物质会改变土壤性质和结构，并对土壤中微生物产生影响。有害固体废物经过风化、雨雪淋溶、地表径流的侵蚀，产生高温和毒水或其他反应，杀灭土壤中的微生物，使土壤丧失腐解能力，导致草木不生。对大气环境的影响：固体废物在运输、处理、堆放中的细微颗粒、粉尘等可随风飞扬；填埋场中逸出的沼气也会造成污染，运输处理中也会产生有害气体和粉尘。对水环境的影响：污染地表水、地下水。（3） （3）掌握固体废物污染控制（4） 固体废物污染控制需从两个方面入手，一是减少固体废物的排放量，二是防治固体废物污染。（5） 对于工业固体废物而言，有八个方面的因素影响着固体废物的排放量（如图1-2所示）。从图中可以看出，一个生产和服务过程可以抽象成八个方面，即原材料和能源、技术工艺、设备、过程控制、管理、员工等六个方面的输入，得出产品和废物的输出。六个输入方面的（6） 因素直接影响着产品的质量和废物产生量。要想减少工业固体废物的污染，可采取以下主要控制措施：（7） （1）积极推行清洁生产审核，实现经济增长方式的转变，限期淘汰固体废物污染严重的落后生产工艺和设备（8） （2）采用清洁的资源和能源（9） （3）采用精料（10） （4）改进生产工艺，采用无废或少废技术和设备（11） （5）加强生产过程控制，提高管理水平和加强员工环保意识的培养（12） （6）提高产品质量和寿命（13） （7）发展物质循环利用工艺（14） （8）进行综合利用（15） （9）进行无害化处理与处置 固体废物处理是指通过不同的物化或生化技术，将固体废物转化为便于运输、贮存、利用以及最终处置的另一种形体结构。固体废物处理技术包括破碎、分选、压实等；固体废物处置是指采取能将已无回收价值或确属不能再利用的固体废物（包括对自然界及人身健康危害性极大的危险废物）长期置于与生物圈隔离地带的技术措施，也是解决固体废物最终归宿的手段，故也称作最终处置技术。（16） 为使得工业生产中固体废物产生量减少，需积极的推行清洁生产审核制度，鼓励和倡导不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减固体废物污染，提高资源利用效率，较少或避免生产、服务和产品使用过程中产生固体废物，以消除或减轻固体废物对人类健康或环境的危害。（17） 城市生活垃圾的产生与城市人口、燃料结构、生活水平等息息相关，其中人口是决定城市垃圾产量的主要因素，我国近年人均垃圾产量约1.2kg/d，发达国家人均垃圾产量约2.1kg/d；燃煤地区城市垃圾中无机成分明显多于燃气地区；高级住宅区的垃圾中可回收废物（塑料、纸类、金属、织物和玻璃）的含量明显高于普通住宅区。为有效控制生活垃圾的污染，可采取以下控制措施：（18） （1）鼓励城市居民使用耐用环保物质资料，减少对假冒伪劣产品的使用；（19） （2）加强宣传教育，积极推进城市垃圾分类收集制度；（20） （3）改进城市的燃料结构，提高城市的燃气化率；（21） （4）进行城市生活垃圾综合利用；（22） （5）进行城市生活垃圾的无害化处理与处置，通过焚烧处理、卫生填埋处置等无害化处理处置措施，减轻污染。3、固体废物的管理体系（1）熟悉固体废物管理的基本原则l “三化原则”：减量化、资源化、无害化减量化：减少固体废物的产生量和排放量资源化：采取管理和工艺措施从固体废弃物中回收物质和能源，加速物质和能量的循环，创造经济价值的广泛的技术方法。资源化范畴：物质回收、物质转换、能量转换。无害化：对已生产又无法或暂时尚不能综合利用的固体废物，经过物力、化学或生物方法，进行对环境无害或低危害的安全处理、处置，达到废物的消毒、解毒或稳定化，以防止并减少固体废物的污染危害。l 全过程管理“3R”、“3C”原则：reduce、reuse、recycle；clean、cycle、control避免产生、综合利用、妥善处置；产生、收集、运输、利用、贮存、处理和处置的全过程及各个环节都实行控制管理和开展污染防治。l 工业废物实行谁污染谁治理原则“三化”原则和“全过程”管理原则1996年4月1日实施的中华人民共和国固体废物污染环境防治法，确立了废物污染防治的“三化”原则和“全过程”管理原则。1、固体废物污染防治的“三化”原则我国固体废物污染控制工作起步较晚，技术力量及经济力量有限。在上个世纪80年代中期提出了“资源化” “无害化” “减量化”作为控制固体废物污染的技术政策