2017年环境工程中级职称考试复习资料整理版

第 0 页 共 84 页 环境污染与防治专业基础与实务 中级 环境污染与防治专业基础与实务 中级 学习资料编写前言学习资料编写前言 本文件后附的学习资料 虽然不是绝对权威的教材 但是都是本人在百度 道客 88 豆丁网上找了很多相对权威的资料 当然也花了不少积分银子之类的 而且还找了 大量的注册环保工程师专业课中的资料 高效课件等网络教材等才汇编而成 花费了我 三天时间临到考前前一天才弄好 以供同行学习 根据大纲已经几乎都做了一一对应教 材 考前我们都找了很多资料 但是网上都没有相关介绍 导致很多人都不清楚考试内 深度 而且除了大纲没有任何可以值得学习借鉴的东西 论坛上也没有相关内容 所以 很多考生很茫然 前天 我经过了一次这个考试 由于考前做了很多详细的准备 所以 整体感觉很简单 今年 2016 年 4 月 15 日我参加了考试 北京这边题目考的不是很难 特别是计算题 基本上就是白给的十分 题目以判断题 20 分单选 20 分多选 40 分 简答题 10 分 计算 题 10 分的考试结构 分为两部分 第一部分是 45 分的公共基础 第二部分是 55 分的 专业课 上述题型各占一半 一共六篇卷子 考试时间是三个小时 早晨 9 点考试 简 单到大部分人都能在 1 5 小时内完成 2 小时基本上都能交卷 题目都不难 看懂不难 有思路不难 但是做好不简单 出题人的水平不高 很多题目如果深究的话其实还是有 些矛盾 水平过高的人看了以后容易造成误解 题目其实考的全是细节 最基础的细节 知识 没有偏题怪题难题 考题都是基础的东西 不复习能考 50 分问题不大 复习考 80 分不难 但是由于这 个关系到评审 要知道评审的时候 这个成绩是参考成绩的 考 60 分只能说明你有资 格评审 但是不能绝对说你能审过去 所以大家都必须考高分 否则分数偏低的话评审 的时候让评审的老师专家们看到后也很麻烦很为难 毕竟有通过率控制着 你基础课考 试分数低的话 不卡你卡谁 关于 2012 年考的我还记忆犹新 考题很基础 判断题选择题基本上就是白给分的 什么地球含水比例 垃圾三化原则 噪声定义 氧化沟的常见种类 氧化塘种类这样的 东西 考厌氧接触法 厌氧流化床 温室气体包括甲烷和二氧化碳 大气层结构 平流 层对流层的高度厚度 而简答题包括 精确原题 燃料种类的分类并举例 垃圾治理政策原则的论述 常见典型污水处理厂工艺流程的简答绘图题 A O 工艺流程的流程图画图题 简答酸性 污水的中和法工艺的类型和药剂 计算题更简单 给定了条件你甚至可以直接口算得出结果来 例如一个污水处理厂 的曝气池给定你水量 BOD Nv 后让你算 V 给定你沉淀池的水力负荷 q 和水量 Q 后 让你求面积 稍微复杂点儿东西都没有 没有复杂的污泥量计算 没有复杂的工艺计算 没有任 何工业给水纯水方面的任何考题 确实搞工业软化水和纯水膜法的同志们考试必然很吃 亏 除了有一个酸性水的中和工艺简答 5 分之外没有工业废水的任何考题 没有任何 膜法的题 MBR RO UF NF 都不考 自来水处理的不考 厌氧工艺都考题极小不 到 5 分的东西问你三段论和第二代厌氧反应器都有哪些 几乎都是白给分的 第 1 页 共 84 页 2012 年 4 月 17 日 第 0 页 共 84 页 环境污染与防治专业基础与实务 中级 环境污染与防治专业基础与实务 中级 考试大纲考试大纲 前 言 根据原北京市人事局 北京市人事局关于工程技术等系列中 初级职称试行专业 技术资格制度有关问题的通知 京人发 2005 26 号 及 关于北京市中 初级专业技 术资格考试 评审工作有关问题的通知 京人发 2005 34 号 文件的要求 从 2005 年起 我市工程技术系列中级专业技术资格试行考评结合的评价方式 为了做好考试 工作 我们编写了本大纲 本大纲既是申报人参加考试的复习备考依据 也是专业技 术资格考试命题的依据 在考试知识体系及知识点的知晓程度上 本大纲从对环境污染与防治专业中级专 业技术资格人员应具备的学识和技能要求出发 提出了 掌握 熟悉 和 了解 共 3 个层次的要求 这 3 个层次的具体涵义为 掌握系指在理解准确 透彻的基础上 能熟练自如地运用并分析解决实际问题 熟悉系指能说明其要点 并解决实际问题 了解系指概略知道其原理及应用范畴 在考试内容的安排上 本大纲从对环境污染与防治专业中级专业技术资格人员的 工作需要和综合素质要求出发 主要考核申报人的专业基础知识 专业理论知识和相 关专业知识 以及解决实际问题的能力 本大纲的第一 三部分所包含的知识内容申报人都需复习 在第二部分专业理论 知识中划分了水污染防治 大气污染防治 固体废物处理处置与资源化 放射性污染 防治 电磁污染防治五种专业类别 申报人只需选择其中一种专业类别进行复习即可 命题内容在本大纲所规定的范围内 考试题型分为客观题和主观题 对于本大纲 第二部分知识的考察 将采取选做的方式 试题与大纲所划分的专业类别一一对应 申报人可选取五种专业类别试题中的一种作答 环境污染与防治专业基础与实务 中级 考试大纲编写组 二 一二年一月 第 1 页 共 84 页 第一部 分基础理论知识第一部 分基础理论知识 一 水污染防治基础理论知识一 水污染防治基础理论知识 一 水与水体污染 一 水与水体污染 1 1 水与水循环 水与水循环 1 1 熟悉水环境保护 熟悉水环境保护 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 2 熟悉水循环基本原理 熟悉水循环基本原理 水循环是指地球上的水在太阳辐射和地心引力等作用下 以蒸发 降水和径流等方式进行周而复 始的运动过程 自然界的水循环是连接大气圈 水圈 岩石圈和生物圈的纽带 是影响自然环境演变的最活跃因 素 是地球上淡水资源的获取途径 在海洋与陆地之间 陆地与陆地上空之间 海洋与海洋上空之间时刻都在进行着水循环过程 2 2 废水的来源与污染物 废水的来源与污染物 1 1 掌握废水的来源与特性 掌握废水的来源与特性 A 来源 废水可分为生活污水和工业废水两大类 生活污水是人们在日常生活中所产生的废水 主要包括厨房洗涤污水 工业废水是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 B 特性 废水中的污染物种类大致可如下区分 固体污染物 需氧污染物 营养性污染物 酸碱污染物 有毒污染物 油类污染物 生物污染物 感官性污染物和热污染等 2 2 掌握污染物种类及水质指标 掌握污染物种类及水质指标 为了表征废水水质 规定了许多水质指标 主要有有毒物质 有机物质 悬浮物总数 pH 值 色 度 温度 放射性等 一种水质指标可能包括几种污染物 而一种污染物也可几种水质指标 一一 固体污染物固体污染物 固体污染物常用悬浮物和浊度两个指标来表示 悬浮物是一项重要水质指标 它的存在不但使水质浑浊 而且使管道及设备阻塞 磨损 干扰废 水处理及回收设备的工作 浊度是对水的光传导性能的一种测量 其值可表征废水中胶体相悬浮物的含量 固体污染物在水中以三种状态存在 溶解态 直径小于 1nm 胶体态 直径介于 1 100nm 和悬浮 态 直径大于 100nm 水质分析中把固体物质分为两部分 能透过滤膜 孔径约 3 10 m 的叫溶解固 体 DS 不能透过的叫悬浮固体或悬浮物 两者合称为总固体 TS 二二 需氧污染物需氧污染物 废水中能通过生物化学和化学作用而消耗水中溶解氧的物质 统称为需氧污染物 绝大多数的需 第 2 页 共 84 页 氧污染物是有机物 无机物主要有 Fe3 Fe2 S2 CN 等 因而在一般情况下 需氧物即指有机物 由于有机物的种类非常多 现有的分析技术难以将其区分与定量 在工程实际中主要用生化需氧 量 化学需氧量 总需氧量 总有机碳等指标来描述 三三 营养性污染物营养性污染物 当废水排入受纳水体 使水中 N 和 P 的浓度分别超过 0 2 和 0 02mg L 时 就会引起受纳水体的富 营养化 促进各种水生生物的活性 刺激它们的异常增殖 这样会造成一系列的危害 藻类占据的空 间越来越大 使鱼类活动空间越来越小 衰死藻类将沉积水底 增加水体有机物量 藻类种类逐渐减 少 从以硅藻和绿藻为主转为以迅速繁殖的蓝藻为主 蓝藻不是鱼类的良好饲料 并且有些还会产生 出毒素 藻类过度生长 将造成水中溶解氧的急剧减少 使水体处于严重缺氧状态 造成鱼死亡 水 体腐败发臭 N 的主要来源是氮肥厂 洗毛厂 制革厂 造纸厂 印染厂食品厂等 P 的主要来源是磷肥厂和 含磷洗涤剂等 生活污水经普通生化法处理 也会转化为无机的 P 和 N 等 此外 BOD 温度 维生素 类物质也能促进和触发营养性污染 四四 酸碱污染物酸碱污染物 酸碱污染物主要由工业废水排放的酸碱以及酸雨带来 水质标准中以 pH 值来反映其含量水平 酸碱污染物使水体的 PH 值发生变化 破坏自然缓冲作用 抑制微生物生长 妨碍水体自净 使 水质恶化 土壤酸化或盐碱化 各种生物都有自己的 PH 适应范围 超过该范围 就会影响其生存 对渔业水体而言 pH 值不得低于 6 或高于 9 2 当 PH 值为 5 5 时 一些鱼类就不能生存或生殖率下 降 农业灌溉用水的 pH 值应为 6 5 8 5 此外酸性废水也对金属相混凝土材料造成腐蚀 五五 有毒污染物有毒污染物 废水中能对生物引起毒性反应的化学物质 称有毒污染物 工业上使用的有毒化学物已经超过 12000 种 而且每年以 500 种的速度递增 毒物是重要的水质指标 各类水质标准对主要的毒物都规 定了限值 废水中的毒物可分为三大类 无机化学毒物 有机化学毒物和放射性物质 1 无机化学毒物 无机化学毒物 无机化学毒物包括金属和非金属两类 金属毒物主要为汞 铬 镉 铅 锌 镍 铜 铁 锰 放 钒 钼和铋等 特别是前几种危害 更大 金属毒物具有以下特点 不能被微生物降解 其毒性以离子态存在时最严重 金属离子在水中 容易被带负电荷的胶体吸附 吸附金属离子的胶体可随水流迁移 但大多数会迅速沉降 能被生物富 集于体内 既危害生物 又通过食物链危害人体 重金属进入人体后 能够和生理高分子物质发生作 用而使这些生理高分子物质失去活性 也可能在人体的某些器官积累 造成慢性中毒 重要的非金属毒物有砷 硒 氰 氟 硫 亚硝酸很等 如砷中毒时能引起中枢神经紊乱 诱发皮肤 癌等 亚硝酸盐在人体内还能与仲胺生成亚硝胺 具有强烈的致癌作用 2 有机化学毒物 有机化学毒物 这类毒物大多是人工合成有机物 难以被生化降解 并且大多是较强的三致物质 致癌 致突变 致畸 毒件很大 主要有 农药 DDT 有机氯 有机磷等 酚类化合物 聚氯联苯 稠环芳烃 如苯 并芘 芳香族氨基化合物等 以有机氯农药为例 首先其具有很强的化学稳定性 在自然环境中的半 衰期为十几年到几十年 其次它们都可能通过食物链在人体内富集 危害人体健康 如 DDT 能蓄积于 鱼脂中 浓度可比水体中高 12500 倍 3 放射性物质 放射性物质 放射性是指原子核衰变而释放射线的物质属性 主要包括 X 射线 射线 射线 射线及 第 3 页 共 84 页 质子束等 废水中的放射性物质主要来自铀 镭等放射性金属生产和使用过程 如核试验 核燃料再 处理 原料冶炼厂等 其浓度一般较低 主要引起慢性辐射和后期效应 如诱发癌症 对孕妇和婴儿 产生损伤 引起遗传性伤害等 六六 油类污染物油类污染物 油类污染物包括 石油类 和 动植物油 两项 油类污染物能在水面土形成油膜 隔绝大气与 水面 破坏水体的复氧条件 它还能附着于土壤颗粒表面和动植物体表 影响养分的吸收和废物的排 出 当水中含油 0 01 0 1mg L 对鱼类和水生生物就会产生影响 当水中含油 0 3 0 5mg L 就会产生 石油气味 不适合饮用 七七 生物污染物生物污染物 生物污染物主要是指废水中的致病性微生物 它包括致病细菌 病虫卵和病毒 未污染的天然水 中细菌含量很低 当城市污水 垃圾淋溶水 医院污水等排入后将带入各种病原微生物 如生活污水 中可能会有能引起肝炎 伤寒 霍乱 痢疾 脑炎的病毒和细菌以及蛔虫卵和钩虫卵等 生物污染物 污染的特点是数量大 分布广 存活时间长 繁殖速度快 必须予以高度重视 水质标准中的卫生学指标有细菌总数和总大肠苗群数两项 后者反映水体中动物粪便污染的状况 二 废水处理方法 二 废水处理方法 1 1 熟悉水污染对人类的危害 熟悉水污染对人类的危害 污染的水对人体的影响有很多不利的因素 人体中 70 80 是水分 因此长期饮用不良的水质 而导致体质不佳抵抗力自然减弱 则百病发生乃必然 再者长期累积之污染物到达身体无法承受时 再高明的医生 再有效的药物恐怕也难奏效 所以 水是百药之王 的说法一点都不假 水污染由有害化学物质造成水的使用价值降低或丧失 污染环境 水体污染影响工业生产 增大设备腐蚀 影响产品质量 甚至使生产不能进行下去 水的污染 又影 响人民生活 破坏生态 直接危害人的健康 损害很大 1 水的富营养化的危害在正常情况下 氧在水中有一定溶解度 溶解氧不仅是水生生物得以生存 的条件 而且氧参加水中的各种氧化 还原反应 促进污染物转化降解 是天然水体具有自净能力的重 要原因 含有大量氮 磷 钾的生活污水的排放 大量有机物在水中降解放出营养元素 促进水中藻 类丛生 植物疯长 使水体通气不良 溶解氧下降 甚至出现无氧层 以致使水生植物大量死亡 水 面发黑 水体发臭形成 死湖 死河 死海 进而变成沼泽 这种现象称为水的富营养化 富营 养化的水臭味大 颜色深 细菌多 这种水的水质差 不能直接利用 水中断鱼大量死亡 2 对工农业生产的危害水质污染后 工业用水必须投入更多的处理费用 造成资源 能源的浪费 食品工业用水要求更为严格 水质不合格 会使生产停顿 这也是工业企业效益不高 质量不好的因 素 农业使用污水 使作物减产 品质降低 甚至使人畜受害 大片农田遭受污染 降低土壤质量 海洋污染的后果也十分严重 如石油污染 造成海鸟和海洋生物死亡 3 危害人的健康水污染后 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 笨并 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 第 4 页 共 84 页 均由水的不洁引起 污水中的酸 碱 氧化剂 以及铜 镉 汞 砷等化合物 苯 酚 二氯乙烷 乙二醇等有机毒 物 会毒死水生生物 影响饮用水源 风景区景观 污水中的有机物被微生物分解时消耗水中的溶解 氧 影响鱼类等水生生物的生命 水中溶解氧耗尽后 有机物进行厌氧分解 产生硫化氢 硫醇等难 闻气体 使水质进一步恶化 还会因石油漂浮水面 影响水生生物的生命 引起火灾 2 2 废水处理的基本途径与方法 废水处理的基本途径与方法 1 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 掌握按处理方法分类 物理处理法 化学处理法 物理化学法 生物化学处理法生物化学处理法 2 2 掌握按处理程度分类 一级处理 二级处理 三级处理 掌握按处理程度分类 一级处理 二级处理 三级处理 污水处理就是采用各种技术和手段 将污水中所含的污染物质分离去除 回收利用或将其转化为 无害物质 使水得到净化 现代污水处理技术按原理可分为物理处理法 化学处理法和生物处理法三 类 按处理程度划分 可分为一级处理 二级处理和三级处理 三级处理有时又称深度处理 物理处理法是利用物理作用分离污水中呈悬浮固体状态污染物质的方法 主要方法有 格栅截 留法 沉淀法 气浮法和过滤法等 化学处理法是利用化学反应的作用分离回收污水中各种污染物质 包括悬浮物 胶体和溶解物 等 的方法 主要用于处理工业废水 主要方法有 中和 混凝 电解 氧化还原 汽提 萃取 吸 附和离子交换等 生物处理法是利用微生物的代谢作用使污水中呈溶解 胶体状态的有机污染物转化为稳定的无 害物质的方法 主要方法有好氧法和厌氧法两大类 好氧法广泛应用于处理城市污水及有机性工业废 水 厌氧法则多用于处理高浓度有机污水与污水处理过程中产生的污泥 一级处理是二级处理的预处理 主要去除污水中漂浮物和呈悬浮状态的固体污染物质及影响二 级生物处理正常运行的物质 经过一级处理的污水 BOD5去除率一般只有 30 左右 水质达不到排 放标准 二级处理主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质 采用的方法主要是生物处理 BOD5去除率可达 90 以上 使出水的有机污染物含量达到排放标准的要求 三级处理是在一级处理 二级处理之后 进一步处理难降解的有机物 及可导致水体富营养化 的氮磷等可溶性无机物等 三级处理有时又称深度处理 但两者又不完全相同 三级处理常用于二级 处理之后 以进一步改善水质或防止受纳水体发生富营养化和受到难降解物质污染 达到国家有关排 放标准 为目的 而深度处理则以污水的回收和再利用为目的 在一级 二级甚至三级处理后增加的 处理工艺 二 大气污染防治基础理论知识二 大气污染防治基础理论知识 一 大气污染物的形成 一 大气污染物的形成 1 1 大气污染 大气污染 1 1 了解地球大气层 大气组成和大气结构 了解地球大气层 大气组成和大气结构 A 大气组成 自然状态下 大气是由混合气体 水汽和杂质组成 除去水汽和杂质的空气称为干洁空气 干洁 空气的主要成分为 78 09 的氮 20 94 的氧 0 93 的氩 这三种气体占总量的 99 96 其它各项气 体含量计不到 0 1 这些微量气体包括氖 氦 氪 氙等稀有气体 在近地层大气中上述气体的含量 几乎可认为是不变化的 称为恒定组分 在干洁空气中 易变的成分是二氧化碳 CO2 臭氧 O3 等 这些气体受地区 季节 气象以及人 第 5 页 共 84 页 类生活和生产活动的影响 正常情况下 二氧化碳含量在 20km 以上明显减少 B 大气结构 大气结构是指大气在垂直方向和水平方向上气象要素分布不均匀性的状况 在垂直方向上 根据 温度 成分 电荷等物理性质 同时考虑大气垂直运动的情况 将大气分为对流层 平流层 中间层 暖层 散逸层等 5 个层次 随着距地面的高度不同 大气层的物理和化学性质有很大的变化 按气温的垂直变化特点 可将 大气层自下而上分为对流层 平流层 中间层 上界为 85km 左右 热成层 上界为 800km 左右 和 逸散层 没有明显的上界 一 对流层 一 对流层 对流层是大气圈中最靠近地面的一层 平均厚度约 12km 对流层集中了占大气总质量 75 的空气 和几乎全部的水蒸汽量 是天气变化最复杂的层次 该层的特点有 气温随着高度的增加而降低 这是由于对流层的大气不能直接吸收太阳辐射的能量 但能吸收地 面反射的能量所致 空气具有强烈的对流运动 近地表的空气接受地面的热辐射后温度升高 与高空的冷空气形成垂 直对流 人类活动排入大气的污染物绝大多数在对流层聚集 因此 对流层的状况对人类生活的影响最大 与人类关系最密切 二 平流层 二 平流层 平流层位于对流层之上 其上界伸展至约 55km 处 在平流层的上层 即 30 35km 以上 温度随 高度升高而升高 在 30 35km 以下 温度随高度的增加而变化不大 气温趋于稳定 故该亚层又称 为同温层 平流层的特点是空气气流以水平运动为主 在高约 15 35km 处有厚约 20km 的臭氧层 其 分布有季节性变动 臭氧层能吸收太阳的短波紫外线和宇宙射线 使地球上的生物免受这些射线的危 害 能够生存繁衍 三 中间层 三 中间层 从平流层顶至 85km 处的范围称为中间层 该层的气温随高度的增加而迅速降低 因此 该层也 存在明显的空气垂直对流运动 四 热成层 四 热成层 热成层位于 85 800km 的高度之间 该层的气体在宇宙射线作用下处于电离状态 电离后的氧能 强烈吸收太阳的短波辐射 使空气迅速升温 因而该层的气温随高度的增加而增加 该层能反射无线 电波 对于无线电通讯有重要意义 医学 教育网搜集整理 五 逸散层 五 逸散层 800km 以上的区域统称为逸散层 也称为外层大气 该层大气稀薄 气温高 分子运动速度快 地球对气体分子的吸引力小 因此气体及微粒可飞出地球引力场进入太空 2 2 掌握大气污染的概念 掌握大气污染的概念 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 3 3 了解大气污染的特点 局部性 区域性 全球性 了解大气污染的特点 局部性 区域性 全球性 第 6 页 共 84 页 大气污染按其影响所及范围可分为四类 局部性污染 地区性污染 广域性污染 全球性污染 上述分类方法中所涉及到的范围只能是相对的 没有具体的标准 例如广域污染是大工业城市及其附 近地区的污染 但对某些国家来说 面积有限 可能产生国与国之间的广域污染 4 4 熟悉大气污染的危害 对人 生物 材料和气候的危害 熟悉大气污染的危害 对人 生物 材料和气候的危害 一 大气污染对人体和健康的伤害大气污染物主要通过三条途径危害人体 一是人体表面接触后 受到伤害 二是食用含有大气污染物的食物和水中毒 三是吸入污染的空气后患了种种严重的疾病 从下面的表格中 可以看到 各种大气污染物是通过多种途径进入人体的 对人体的影响又是多方面 的 而且 其危害也是极为严重的 二 大气污染危害生物的生存和发育大气污染主要是通过三条途径危害生物的生存和发育的 一 是使生物中毒或枯竭死亡 二是减缓生物的正常发育 三是降低生物对病虫害的抗御能力 植物在生 长期中长期接触大气的污染 损伤了叶面 减弱了光合作用 伤害了内部结构 使植物枯萎 直至死 亡 各种有害气体中 二氧化硫 氯气和氟化氢等对植物的危害最大 大气污染对动物的损害 主要 是呼吸道感染和食用了被大气污染的食物 其中 以砷 氟 铅 钼等的危害最大 大气污染使动物 体质变弱 以至死亡 大气污染还通过酸雨形式杀死土壤微生物 使土壤酸化 降低土壤肥力 危害 了农作物和森林 三 大气污染对物体的腐蚀大气污染物对仪器 设备和建筑物等 都有腐蚀作用 如金属建筑物 出现的锈斑 古代文物的严重风化等 四 大气污染对全球大气环境的影响大气污染发展至今已超越国界 其危害遍及全球 对全球大 气的影响明显表现为三个方面 一是臭氧层破坏 二是酸雨腐蚀 三是全球气候变暖 5 5 熟悉全球性大气污染问题 酸雨 温室效应 臭氧层破坏 熟悉全球性大气污染问题 酸雨 温室效应 臭氧层破坏 A 酸雨 酸雨是工业高度发展而出现的副产物 由于人类大量使用煤 石油 天然气等化石燃料 燃烧后 产生的硫氧化物或氮氧化物 在大气中经过复杂的化学反应 形成硫酸或硝酸气溶胶 或为云 雨 雪 雾捕捉吸收 降到地面成为酸雨 如果形成酸性物质时没有云雨 则酸性物质会以重力沉降等形 式逐渐降落在地面上 这叫做干性沉降干性沉降 以区别于酸雨 酸雪等湿性沉降湿性沉降 干性沉降物在地面遇水时 复合成酸 酸云和酸雾中的酸性由于没有得到直径大得多的雨滴的稀释 因此它们的酸性要比酸雨强 得多 高山区由于经常有云雾缭绕 因此酸雨区高山上森林受害最重 常首先成片死亡 硫酸和硝酸 是酸雨的主要成分 约占总酸量的 90 以上 我国酸雨中硫酸和硝酸的比例约为 10 1 酸雨危害主要表现在四个方面 酸雨危害主要表现在四个方面 1 对水生系统的危害 会影响鱼类和其他生物群落 改变营养物和有毒物的循环 使有毒金属溶解到 水中 并进入食物链 使物种减少和生产力下降 2 对陆地生态系统的危害 重点表现在土壤和植物 对土壤的影响包括抑制有机物的分解和氮的固定 淋洗钙 镁 钾等营养元素 使土壤贫瘠化 对植物 酸雨损害新生的叶芽 影响其生长发育 导致 森林生态系统退化 3 对人体的影响 一是通过食物链使汞 铅等重金属进入人体 诱发癌症和老年痴呆 二是酸雾侵入 肺部 诱发肺水肿或导致死亡 三是长期生活在含酸沉降物的环境中 诱使产生过多的氧化脂 导致 动脉硬化 心肌梗塞等疾病概率增加 4 对建筑物 机械和市政设施的腐蚀 B 温室效应 温室效应 英文 Greenhouseeffect 又称 花房效应 是大气保温效应的俗称 大气能使太阳短 第 7 页 共 84 页 波辐射到达地面 但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收 这样就使地表与低层大气温度增高 因其作用类似于栽培农作物的温室 故名温室效应 自工业革命以来 人类向大气中排入的二氧化碳 等吸热性强的温室气体逐年增加 大气的温室效应也随之增强 已引起全球气候变暖等一系列严重问 题 引起了全世界各国的关注 温室效应对环境的影响 温室效应对环境的影响 1 气候转变 全球变暖 温室气体浓度的增加会减少红外线辐射放射到太空外 地球的气候因此需要转变来使吸取和释放 辐射的份量达至新的平衡 这转变可包括 全球性 的地球表面及大气低层变暖 因为这样可以将过 剩的辐射排放出外 虽然如此 地球表面温度的少许上升可能会引发其他的变动 例如 大气层云量 及环流的转变 当中某些转变可使地面变暖加剧 正反馈 某些则可令变暖过程减慢 负反馈 2 海平面上升 假若 全球变暖 正在发生 有两种过程会导致海平面升高 第一种是海水受热膨胀令水平面上 升 第二种是冰川和格陵兰及南极洲上的冰块溶解使海洋水份增加 预期由 1900 年至 2100 年地球的 平均海平面上升幅度介乎 0 09 米至 0 88 米之间 全球暖化使南北极的冰层迅速融化 海平面不断上升 世界银行的一份报告显示 即使海平面只 小幅上升 1 米 也足以导致 5600 万发展中国家人民沦为难民 而全球第一个被海水淹没的有人居住岛 屿即将产生 位于南太平洋国家巴布亚新几内亚的岛屿卡特瑞岛 目下岛上主要道路水深及腰 农 地也全变成烂泥巴地 3 气候反常 海洋风暴增多 4 土地干旱 沙漠化面积增大 2 2 大气污染物的分类和成因 大气污染物的分类和成因 1 1 掌握大气污染物的分类 颗粒污染物和气态污染物 掌握大气污染物的分类 颗粒污染物和气态污染物 一一 颗颗粒粒污污染染物物 在大气污染中 颗粒污染物指沉降速度可以忽略的固体粒子 液体粒子或它们在气体介质中的悬 浮体系 从大气污染控制的角度 按照其来源和物理性质 可分为如下几种 1 粉尘 粉尘 dust 粉尘系指悬浮于气体介质中的小固体颗粒 受重力作用能发生沉降 但在一 段时间内能保持悬浮状态 它通常由于固体物质的破碎 研磨 分级 输送等机械过程 或土壤 岩 石的风化等自然过程形成的 颗粒的尺寸范围 i 一般为 1 200 m 左右 属于粉尘类的大气污染物的种 类很多 如黏土粉尘 石英粉尘 煤粉 水泥粉尘 各种金属粉尘等 2 烟 烟 fume 烟一般指由冶金过程形成的固体颗粒的气溶胶 它是熔融物质挥发后生成的气 态物质的冷凝物 在生成过程中总是伴有诸如氧化之类的化学反应 烟颗粒的尺寸很小 一般为 0 01 1 m 左右 产生烟是一种较为普遍的现象 如有色金属冶炼过程中产生的氧化铅烟 氧化锌烟等 3 飞灰 飞灰 flyash 飞灰指随燃料燃烧产生的烟气排出的分散得较细的灰分 4 黑烟 黑烟 smoke 黑烟一般系指由燃料燃烧产生的能见气溶胶 5 雾 雾 fog 雾是气体中液滴悬浮体的总称 在气象中指造成能见度小 1km 的小水滴悬浮体 在工程中 雾一般泛指小液体粒子悬浮体 它可能是由于液体蒸气的凝结 液体的雾化及化学反应等 过程形成的 如水雾 酸雾 碱雾 油雾等 中国的环境空气质量标准中 根据颗粒物直径的大小 将其分为总悬浮颗粒物 totalsuspendedpartidclea 和可吸入颗粒物 inhalableparticlea 前者指悬浮在空气中 空气动力学当 量直径 100 m 的颗粒物 后者指悬浮在空气中 空气动力学当量直径 10 m 的颗粒物 二二 气气态态污污染染物物 第 8 页 共 84 页 气态污染物系以分子状态存在的污染物 气态污染物的种类很多 总体上可按下表所示分类 气态污染物的分类 污染物一次污染物二次污染物 含硫化学物SO2 H2SSO3 H2SO4 MSO4 含氮化合物NO NH3NO3 HNO3 MNO3 碳的氧化物CO CO2无 有机化合物C1 C10 化合物醛 酮 过氧乙酰硝酸酯 O3 卤素化合物HF HCl无 注 MSO4 MNO3分别为硫酸盐和硝酸盐 1 硫氧化物硫氧化物 硫氧化物主要指 SO2 它主要来自化石燃料的燃烧过程 以及硫化物矿石的焙烧 冶炼等过程 火力 发电厂 有色金属冶炼厂 硫酸厂 炼油厂以及所有烧煤或油的工业炉窑等都排放 SO2 烟气 2 氮氧化物氮氧化物 氮和氧的化合物有 N2O NO NO2 N2O3 N2O4和 N2O5 总起来用氮氧化物 NOx 表示 其中污 染大气的主要是 NO 和 NO2 NO 毒性不太大 但进入大气后可被缓慢地氧化成 NO2 当大气中有O3 等强氧化剂存在是 或在催化剂作用下 气氧化速度会加快 NO2的毒性约为 NO 的 5 倍 当 NO2参 与大气的光化学反应 形成光化学烟雾后 其毒性更强 人类活动产生的 NOx 主要来自各种工业炉 窑 激动车和柴油机的排气 其次是硝酸生产 硝化过程 炸药生产及金属表面处理等过程 其中由 燃料燃烧产生的 NOx 约占 90 以上 3 碳氧化物碳氧化物 CO 和 CO2是各种大气污染物中发生量最大的一类污染物 主要来自燃料燃烧和机动车排气 CO 是一 种窒息性气体 进入大气后 由于大气的扩算稀释作用和氧化作用 一般不会造成危害 但在城市冬 季采暖季节或在交通繁忙的十字路口 当气象条件不利于排气扩算稀释时 CO 的浓度有可能达到危害 人体健康的水平 CO2是无毒气体 但当其在大气中的浓度过高是 使氧气含量相对减小 便会对人 产生不良影响 地球上 CO2浓度的增加 能产生 温室效应 迫使各国政府开始实施控制 4 有机化合物有机化合物 有机化合物种类很多 从甲烷到长链聚合物的烃类 大气中的挥发性有机化合物 VOCs 一般是 C1 C10 化合物 它不完全相同于严格意义上的碳氢化合物 因为它除含有碳和氢原子外 还常含有氧 氮和硫的原子 甲烷被认为是一种非活性烃 人们常以非甲烷总烃类 NMHC 的形式报道环境中烃 的浓度 多环芳烃类 PAHs 中的苯并 芘 B P 是强致癌物质 VOCs 是光化学氧化剂臭氧和 过氧乙酰硝酸酯 PAN 的前体物 也是室温效应的贡献者之一 VOCs 主要来自机动车和燃料燃烧 排气 以及石油炼制和有机化工生产等 5 硫酸烟雾硫酸烟雾 硫酸烟雾系大气中的 SO2等硫氧化物 在水雾 含有重金属的悬浮颗粒物或氮氧化物存在时 发生一 系列化学或光化学反应而生产的硫酸雾或硫酸盐气溶胶 硫酸雾引起的刺激作用和生理反应等危害 要比 SO2气体大得多 6 光化学烟雾光化学烟雾 光化学烟雾是在阳光照射下 大气中的氮氧化物 碳氢化合物和氧化剂之间发生一系列光化学反应生 产的蓝色烟雾 有时带些紫色和黄褐色 其主要成分有臭氧 过氧乙酰硝酸酯 酮类和醛类等 光化 学烟雾的刺激性和危害要比一次污染物强烈得多 2 2 掌握主要大气污染物的来源 掌握主要大气污染物的来源 人类活动排放的大气污染物主要来自以下三个大的方面 第 9 页 共 84 页 1 燃料燃烧 燃料燃烧 火力发电厂 工业和民用锅炉以及各种炉窑的燃料燃烧过程产生的大量烟二氧化 硫 氮氧化物等多种大气污染物 是造成大气污染最重要的原因 2 工业生产过程 工业生产过程 排放大气污染物较多的几个工业部门 电力 冶金 石化 化工 建材 机 械 轻工等 所排放的主要大气污染物 3 交通运输 交通运输 汽车 火车 飞机 轮船等交通工具的动力装置在燃烧燃料时排放大量大气污染 物 以上前两项称为固定源 第三项则称为流动源 二 大气物理化学基础 二 大气物理化学基础 1 1 大气污染物扩散与气象的关系 大气污染物扩散与气象的关系 1 1 了解地球大气特征 了解地球大气特征 2 2 了解大气污染物扩散方式 了解大气污染物扩散方式 3 3 掌握气象要素 掌握气象要素 气象要素主要有 气温 气压 风 湿度 云 降水以及各种天气现象 扩大气象要素的概念 气象要素主要有 气温 气压 风 湿度 云 降水以及各种天气现象 扩大气象要素的概念 则它还可包括日射特性 大气电特性等大气物理特性 还有自由大气中的气象要素的说法 气象要原则它还可包括日射特性 大气电特性等大气物理特性 还有自由大气中的气象要素的说法 气象要原 则上还可以包括无法测定 但可求算的 各基本要素的函数 如相当温度 位温和空气密度等 则上还可以包括无法测定 但可求算的 各基本要素的函数 如相当温度 位温和空气密度等 一一 影影响响大大气气污污染染的的气气象象因因子子 大气污染物的行为都是发生在千变万化的大气中 大气的性状在很大程度上影响污染物的时空分布 世界上一些著名大气污染事件都是在特定气象条件下发生的 影响大气污染的气象因素最重要的是流 场和温度层结 一 风和大气湍流的影响 一 风和大气湍流的影响 污染物在大气中的扩散取决于三个因素 风可使污染物向下风向扩散 湍流可使污染物向各方向扩散 浓度梯度可使污染物发生质量扩散 其中风和湍流起主导作用 湍流具有极强的扩散能力 它比分子 扩散快 105 106倍 风速越大 湍流越强 污染物的扩散速度就越快 污染物浓度就越低 在自由大 气中的乱流及其效应通常极微弱 污染物很少到达这里 根据湍流形成的原因可分为两种湍流 一种是动力湍流 它起因于有规律水平运动的气流遇到起伏不 平的地形扰动所产生 它们主要取决于风速梯度和地面粗糙等 另一种是热力湍流 它起因于地表面 温度与地表面附近的温度不均一 近地面空气受热膨胀而上升 随之上面的冷空气下降 从而形成垂 直运动 它们有时以动力湍流为主 有时动力湍流与热力湍流共存 且主次难分 这些都是使大气中 污染物迁移的主要原因 二 温度层结和大气稳定度 二 温度层结和大气稳定度 1 大气温度层结大气温度层结 由于地球旋转作用以及距地面不同高度的各层次大气对太阳辐射吸收程度上的差异 使得描述大气状 态的温度 密度等气象要素在垂直方向上呈不均匀的分布 人们通常把静大气的温度和密度在垂直方 向上的分布 称为大气温度层结 气温随高度的变化用气温垂直递减率 来表示 其单位常用 100m 气温垂直递减率 和另一个在空气污染气象学中经常用到的概念 干绝热垂直递减率 d是不同的 d表示干空气在绝热升降过程中每变化单位高度时干空气自身温度的变化 它表示干空气的热力学性 质 是一个气象常数 d 0 98 100m 而 是实际环境气温随高度的分布 因时因地而异 第 10 页 共 84 页 大气中的温度层结有四种类型 1 气温随高度增加而递减 即 0 称为正常分布层结或递减层结 2 气温直减率等于或近似等于绝热直减率 即 d 称为中性层结 3 气温不随高度变化 即 0 称为等温层结 4 气温随高度增加而增加 即 d时 大气处于不稳定状态 当 d时 大气处于中性平衡状态 当 d时 大气处于稳定平衡状态 逆温时 0 因此 d 这种大气处于非常稳定状态 是一种最不利于污染物扩散的温度层结 在大 气污染问题研究中特别引人注目 对流层逆温按其形成原因可分为以下几类 1 辐射逆温 辐射逆温经常发生在睛朗无风或小风的夜晚 由于强烈的有效辐射 使地面和近地层 大气强烈冷却降温 上层降温较慢而形成上暖下冷的逆温现象 辐射逆温全年都可出现 但冬 秋季 更易产生 且强度也大 高度也高 2 平流逆温 主要发生在冬季中纬度沿海地区 由于海陆之间存在温差 海上暖空气平流到陆地上 空时形成 3 下沉逆温 由于空气下沉压缩引起的增温作用 使下沉运动终止的高度上出现逆温 一般多发生 在高压区 此外还有峰面逆温 湍流逆温等 第 11 页 共 84 页 实际逆温情况是很复杂的 地形对逆温的形成和分布也有明显影响 通过一定方式了解各高度温度分 布 就可以得知上空有无逆温 逆温高度 强度等 目前用于探测逆温的手段主要有 低空探空仪 系留气球 铁塔观测 遥感等 二二 影影响响大大气气污污染染的的 地理因素 地形地势对大气污染物的扩散和浓度分布有重要影响 地形地势千差万别 但对大气污染物扩散的影 响其本质上都是通过改变局部地区 流场和温度层结等 气象条件来实现的 这里主要讨论三种典型地形地势条件对大气污染的影响 一 山区地形 一 山区地形 山区地形复杂 局地环流多样 最常见的局地环流是山谷风 它是由于山坡和谷底受热不均匀引起的 晴朗的白天 阳光使山坡首先受热 受热的山坡把热量传给其上的空气 这一部份空气比同高度谷底 上空的空气暖 比重轻 于是就上升 谷底较冷的空气来补充 形成从山谷指向山坡的风 称之为 谷 风 夜间 情况正好相反 山坡冷却较快 其上方空气相应冷却得比同一高度谷底上空的空气快 较 冷空气沿山坡流向谷底 形成 山风 山谷风对污染物输送有明显的影响 吹山风时排放的污染物向外流出 若不久转为谷风 被污染的空 气又被带回谷内 特别是山谷风交替时 风向不稳 时进时出 反复循环 使空气中污染物浓度不断 增加 造成山谷中污染加重 山区辐射逆温因地形作用而增强 夜间冷空气沿坡下滑 在谷底聚积 逆温发展的速度比平原快 逆 温层更厚 强度更大 并且因地形阻挡 河谷和凹地的风速很小 更有利于逆温的形成 因此山区全 年逆温天数多 逆温层较厚 逆温强度大 持续时间也较长 二 海陆界面 二 海陆界面 海陆风发生在海陆交界地带 是以 24 小时为周期的一种大气局地环流 海陆风是由于陆地和海洋的热 力性质的差异而引起的 如图 5 5 所示 在白天 由于太阳辐射 陆地升温比海洋快 在海陆大气之 间产生了温度差 气压差 使低空大气由海洋流向陆地 形成 海风 高空大气从陆地流向海洋 形 成 反海风 它们和陆地上的上升气流和海洋上的下降气流一起形成了海陆风局地环流 在夜晚 由 于有效辐射发生了变化 陆地比海洋降温快 在海陆之间产生了与白天相反的温度差 气压差 使低 空气大气从陆地流向海洋 形成 陆风 高空大气从海洋流向陆地 形成 反陆风 它们同陆地下降 气流和海面上升气流一起构成了海陆风局地环流 在湖泊 江河的水陆交界地带也会产生水陆风局地环流 称为 水陆风 但水陆风的活动范围和强度 比海陆风要小 海陆风对空气污染的影响有如下几种作用 一种是循环作用 如果污染源处在局地环流之中 污染物 就可能循环积累达到较高的浓度 直接排入上层反向气流的污染物 有一部分也会随环流重新带回地 面 提高了下层上风向的浓度 另一种是往返作用 在海陆风转换期间 原来随陆风输向海洋的污染 物又会被发展起来的海风带回陆地 海风发展侵入陆地 下层海风的温度低 陆地上层气流的温度高 在冷暖空气的交界面上 形成一层 倾斜的逆温顶盖 阻碍了烟气向上扩散 造成封闭型和漫烟型污染 三 城市 三 城市 城市建筑密集 高度参差不齐 因此城市下垫面有较大的粗糙度 对风向 风速影响很大 一般说城 第 12 页 共 84 页 市风速小于郊区 但由于有较大的粗糙度 城市上空的动力湍流明显大于郊区 热岛效应 是城市气象的一个显著特点 由于城市生产 生活过程中燃料燃烧释放出大量热 城市地 表和道路易吸收太阳辐射使大气增温 而城市蒸发 蒸腾作用比郊外少 因此相变的潜热损耗小 加 之城市污染大气的温室作用使得城市气温一般比郊外高 夜间 城市热岛效应使近地层辐射逆温减弱 或消失而呈中性 甚至不稳定状态 白天则使温度垂直梯度加大 处于更加不稳定状态 这样使污染 物易于扩散 另一方面 城市和周围乡村的水平温差 导致热量环流产生 在这种环流作用下 城市本身排放的烟 尘等污染物聚积在城市上空 形成烟幕 导致市区大气污染加剧 2 2 大气污染化学 大气污染化学 1 1 了解降水与大气污染 了解降水与大气污染 2 2 了解酸雨化学 了解酸雨化学 酸雨 acidrain 是指 PH 值小于 5 6 的雨雪或其他形式的降水 雨水被大气中存在的酸性气体污染 酸雨主要是人为的向大气中排放大量酸性物质造成的 我国的酸雨主要是因大量燃烧含硫量高的煤而 形成的 多为硫酸雨 少为硝酸雨 此外 各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因 酸雨的 化学组成 SO2 O SO3 H2SO4 SO3 H2O H2SO3 SO2 H2O O H2SO4 NO O NO2 2NO2 H2O HNO3 HNO2 3 3 了解臭氧破坏化学 了解臭氧破坏化学 导导致致 O3 破破坏坏的的催催化化过过程程及及 O3 空空洞洞形形成成的的原原因因 1 Y 导致 O3破坏的催化过程 2 氯 溴和它们的氧化物的催化作用 3 HO 水蒸气与 O3 损耗 10 4 氮氧化物 第 13 页 共 84 页 三 固体和噪声污染控制三 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 一 固体废物的定义与分类 污染与控制及管理体系 1 1 固体废物的定义与分类 固体废物的定义与分类 1 1 了解固体废物的定义及特征 了解固体废物的定义及特征 2 2 熟悉固体废物的分类 熟悉固体废物的分类 3 3 熟悉危险废物的定义 分类和鉴别 熟悉危险废物的定义 分类和鉴别 1 固固体体废废物物 危危险险废废物物定定义义 固固体体废废物物的的定定义义 固体废物是指 在生产 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 物管理的物品 物质 危危险险废废物物的的定定义义 存存储储 防防渗渗 焚焚烧烧 安安全全填填埋埋 1 危险废物指 被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 其普遍特性表现为 毒性大 环境风险大 难于管理 不宜用普遍废物 如生活 垃圾等 的通用方法进行管理和处置 如工业废物 含汞 镉废电池 废矿物油 含汞废日光灯管等 危险特性 感染性 腐蚀性 易燃性 反应性 毒性 急性毒性初筛 毒性物质含量 浸出毒性 2 危险废物贮存设施应满足的要求 少时或临时周转性危险废物宜用简单 可靠的设施进行临时贮存 其要求如下 1 应建有堵截泄漏的裙脚 地面与裙脚要用坚固的防渗材料建造 应设有隔离设施 报警装置和防 风 防晒 防雨设施 2 基础防渗层为粘土的 其厚度应在 1 0 米以上 渗透系数应不小于 1 0 10 7cm s