小学校本教材--《环境保护》

1核准通过，归档资料。未经允许，请勿外传第一章我们面临的环境问题环境污染已经成为了全世界的公认危机。因为环境污染造成的事故也不断侵蚀着我们的生活。随着人民生活水平的提高，人们对自身的生活质量和生活环境也有了更科学的认识。环境意识也日益加强。环境与我们息息相关，我们不可能脱离环境而生存。污染就在我们身边。如，某同学随手扔垃圾；随地吐痰；自来水常流这些都是我们身边的小的。那大范围的环境问题你还知道多少呢环境污染就大方面讲指工农业生产和人们生活对环境造成的污染。人们在生产和生活中，不断地把废气、废水、废渣、垃圾、各种有害化学物质以及放射性污染物等，排放到环境中，破坏了环境的生态平衡，使环境发生了对人类不利的变化，直接或间接地危害到人体健康，统称为环境污染。引起环境污染的物质主要有以下几种工业“三废”，即工业生产排放出的废水、废气、废渣；农业使用农药的残留物；生活排放的污水、粪便、垃圾；放射性污染物，如核能工业、核武器生产和试验排放的废弃物和飘尘等。有害的污染物质进入大气，就会造成大气污染；进入河湖，造成水污染；进入土壤，造成土壤污染等。9JWKFFWVGTYMJG有的是微量元素（占生物体的重量小于001），如ZN、MN、I、B、CO、MO、V、CR等。分解作用34即矿化作用。生物在合成和累积有机物的同时，又进行着方向相反的分解有机物的过程。环境中的微生物分解动植物死后的残体，使之矿质化，形成CO2、水和简单的无机物，返回环境中。此外，生物本身的代谢作用，如生物的氧化过程也分解有机物。这是物质生物循环的终端。生物合成有机质和分解有机质的过程构成了地理环境中的物质生物循环。物质生物循环是一个螺旋式的发展过程。在地理环境演化和生物进化的过程中，生物循环从最初以水生藻、菌二极生态系在还原性环境中进行，发展到水陆动物、植物、菌类三极生态系在氧化性环境中进行，后来人类也参与这一过程。类型按地理环境的垂直结构，物质生物循环可划分为两种类型在陆地和上层进行着由无机化合物形成有机物的过程，同时也发生着有机物矿化作用。在矿化作用同时还发生腐殖化作用，一些有机物留在环境中。但是有机物的合成占优势。在陆地较深的、潜水层和海洋深层，由于阳光达不到，主要是微生物在分解有机物过程中形成新的生命物质。因此，生命物质不是由无机物转化产生，而是从其他生物的有机物转化产生。目前陆地景观物质的生物循环,每年约有450亿吨植物有机物质形成和分解。其中一部分转入气相，一部分转为中间有机化合物、腐殖质和矿物盐类。植物不仅吸收C、H、O、N，而且吸收其他元素进入植物有机体中。植物灰分物质的平均含量为58（占干重的百分比），变动范围在150。陆地植物每年固定并矿化后归还的灰分物质约90吨。在有机物分解过程中，矿物元素进入和积累在土壤腐殖质层中。由于地表从赤道到两极接受的太阳辐射量有差异，物质生物循环产生地带性的差异。参与物质生物循环的化学元素的数量在不同自然地理带的群落中不同。海陆分布引起的地理环境差异和地形的不同，使物质生物循环产生地区性特点。物质生物循环形成普遍的和敏感的化学地理现象，还与全球气候变化、自然灾害有关。良性的物质生物循环可保护土壤肥力。施肥可以改变栽培植物群落的物质生物循环，提高作物的产量和质量。污染物在环境中能危害植物的正常生长和动物的生存，有些污染物在生物循环中通过食物链而富集，危害人体健康。研究物质生物循环对农牧业生产、改善环境有重要意义。35第二节生态系统中的能流和物质循环生物群落无休止地同其物理环境进行着能和物质的交换。这种不断进行的能流和物质循环把群落同它的环境组成了统一整体生态系统。生态系统可小可大。小至一个池塘，甚至一个水生生物的培养缸，大至一片森林，一个草原，一个大湖，甚至整个地球（生物圈）都是一个生态系统。（一）能流和营养水平生态系统中能的最终来源是太阳的辐射能。绿色植物和各种藻类利用日光进行光合作用，每年为地球生产约1700亿吨有机物。这就是地球上初级生产者的总生产量/年，而以此为起点，生物界就开始了能量按照食物链顺序的流转，即能流（ENERGYFLOW）。在能流过程中，各类生物所处的地位称为营养水平（TROPHICLEVELS）。吸收日光能的绿色植物，即生产者，位于第一级营养水平。它们所含的有机物质占生物界全部有机物质的99，而所有消费者的有机物质只有1。草食动物位于第二级营养水平。以草食动物为食的肉食动物属第三级营养水平等。确定营养水平有时很困难，不像上述那样简单。例如，既吃植物又吃动物的杂食性动物就既可列于第二级营养水平，也可列在第三级营养水平。营养水平实际上说明了食物链各环节所处的地位。营养水平的数目或食物链的环节是有限制的，通常不过是45个。这是决定于生态系统的能量流动的规律，从低一级的营养水平转入高一级的营养水平，要失去很多能。因为每一级营养水平获得的能量，很大一部分要用于自身的生命活动，如捕食、运动、消化、吸收、择偶等，只有一小部分转化为自身生物量（BIOMASS）的增加。所谓生物量对个体来说，就是个体的重量（以干重计算），对种群来说，就是单位面积内种群的总重量。因此，在一个食物链中，从生产者到最高肉食动物的营养水平，能量和作为能（化学能）的蕴藏者的生物量都是逐级递减的，这就是为什么营养水平不可能太多的缘故。（二）能量流转的效率和生态金字塔体处于第一级营养水平的绿色植物吸收光能制造的有机物的产量称为初级总生产量，也就是第一级营养水平的总收入量，初级总生产量中有一部分要为植物本身所消耗，初级总生产量减去植物本身的消耗即减去支出即是初级净生产量。以后各级营养水平的生产量，也都按此计算。生产量一般都是以储存于有机物中的能量来计算的，或是以生物36体的数目或生物量（即所测生物的总干重）计算的。关于各级营养水平净生产量逐级递减的情况，一般说来，从绿色植物流入草食动物的能量只有绿色植物净生产量的10左右，从草食动物流入肉食动物的能量也只有草食动物净生产量的10左右。总之，营养水平每上升一级所得能量就只有原来营养水平的10。按这一数字计算，人的体重每增加1KG就需要多供给他10KG鱼，或100KG浮游动物，或1000KG浮游植物。这里所用10这个数目不是绝对的，不同的生态系统是有不同的能量流动效率，变异是很大的，但是，生态系统中能量传递的效率低，逐级递减，则是普遍规律。能量既然是递减的，生物量自然也是递减的，生物体的数目一般说来也是递减的。把这种递减的形势画成图表就成了底层很宽，越往上越窄的锥体形，称为生态金字塔（ECOLOGICALPYRAMID）。生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和生物数金字塔3种（见图A、B、C）。见图A是一个假设的淡水生态系统的能量金字塔，其中第一个营养水平，即生产者（藻类等）的净生产量为37656KJ/（M2A）。第二个营养水平，净生产量只有58576KJ/（M2A）。第三个营养水平，即一级肉食动物，净生产量只有87864KJ/（M2A）。到了第四个营养水平，即二级肉食动物，净生产量只剩6276KJ/（M2A）。生物数金字塔也反映同样情况（见图B）。有些生态系统第一营养水平的个体很大而少。例如，在一个树林里，第一营养水平是大树，37如果按生物个体数计算，一个初级生产者可以养活很多个小的草食动物。初级消费者层就要大于初级生产者层，金字塔也就变为倒置的形状了（见图B）。这种倒置情况有时在生物量金字塔中也可出现。例如，在海洋生态系统中，生产者浮游植物的生物量在调查的时刻常常小于浮游动物（见图C），这是因为浮游植物体小，繁殖快。一方面，它们被浮游动物不断吞食，同时又不断产生新的个体补充，因而生物量虽小，但由于繁殖力强，能够供大量浮游动物的食用，所以金字塔成倒置形了。实际上如果调查一年中总的能量转移，就可看出生产者的总能量是高于消费者浮游动物的。生态金字塔形象地说明，最高营养水平总是小的，正和塔尖一样，其上不可能有更高的营养水平了。像虎、狮、鹰等肉食动物，它们体大，但数目不多，它们需要大量的生产者供食，因此，它们的种群总是小的，它们从来不是密集的，而是在大面积的山林、38旷野徘徊，以获取它们必需的食物。在它们的上面不可能再有更高层的营养水平了，因为它们供养不起。此外，附带指出，由于种群小，它们经不起干扰，绝灭的机会多。所以东北虎、华南虎都是濒危动物。人是消费者。从生态金字塔可以理解，素食比肉食经济得多。所以过多地摄入不必要的动物蛋白是一种浪费。在生态系统中，能的传递是单向的，它最终转化为热而散失，所以能的传递称为能流而不称为能的循环。从能的传递规律来看，生物群落是一个耗散结构。每一种生物在群落中有它特定的生态位，居于不同生态位的种群相互作用、相互依存形成的垂直分布、水平分布以及时间分布上都是高度有序的整体，所有这一切都是靠源源不断的能的供应来维持的。（三）物质循环生物所需的物质如水和碳、氢、氧、氮、硫、磷、钙、铁、镁、钾、钠、氯等元素，在生态系统中不是像能那样的单向传递，而是被反复利用的，所以物质的传递称为循环（CYCLE）。生态系统中这些无机物质的循环既涉及各营养水平的生物，也涉及大气圈、地圈和水圈，所以称为生物地化循环（BIOGEOCHEMICALCYCLE）。它有3种类型，即水循环、气体循环和沉淀循环。以下我们举几个自然界物质循环的例子，说明这3种循环。1水循环水的循环是自然循环中最重要的一个（见图），可以说没有它就没有生态系统的一切活动。地球表面的3/4以上为水所占据。水以39液体、固体和气体（水蒸汽）3种状态存在。最多的是液态水，约占水总量的98。固态水（南北极的冰）、气态水（空气中的水蒸汽）和土壤中以及生物体内的水共占2。水的循环主要依靠日光能。日光照射到海洋、湖泊、河流等水体，水变为水蒸汽而进入大气中。此外，植物的蒸腾作用以及各种生物的呼吸、排泄以及汗腺分泌等，都有水蒸汽产生，但这些水蒸汽比起面积最大的海洋所提供的水蒸汽来，微不足道。水蒸汽在大气中随气流而上升，遇冷则凝成雨、雪、冰雹而降落，由于海洋面积最大，因而大部分落入海洋，约77，小部分落入湖泊、河流等淡水水体和陆地土壤中，约23。落到淡水水体的部分仍要随水流而进入海洋，落到陆地土壤中的水，除供给植物及其他生物之用外，一部分重新蒸发，另一部分渗入地下而成地下水，地下水也缓慢流回海洋。植物从土壤中吸收的水分，大部分通过蒸腾作用而返回大气中去。动物饮水，同时还从食物中取得水分，通过体表蒸发、呼吸及排泄等活动再把水送回到环境中去。但动物总的失水量远不如植物多。2气体循环碳、氧、氮的循环均为气体循环。（1）碳的循环（见图）大气含碳003004，自养植物及自养细菌通过光合作用和化能合成把大气中的CO2同化为糖，再由此合成脂类和蛋白质等其他有机物。据估计，全世界绿色植物（包括浮游植物）40每年的光合作用将750亿吨的碳转化为糖类化合物。日光能通过这一途径而转化为化学能。这些糖类化合物供绿色植物生长及呼吸之用。动物则直接或间接从植物取得碳。动、植物的呼吸向空气放还CO2，但是它们呼吸放出的CO2远远不足以补偿绿色植物光合作用所摄取的CO2，因为动、植物的生长已将大量的碳制成了它们身体的细胞和它们身体内储藏的食物（如脂类）了。所以动、植物死亡后，尸体被细菌和真菌等（分解者）分解而放出CO2，是碳循环中十分重要的步骤。这些CO2进入大气中才使大气中CO2的支出得到有效的补偿。植物死后如果长期压在地下，而未被细菌、真菌等全部分解，就可能通过一系列化学变化而成了泥炭，或进一步成了煤、石油、天然气等。约3亿年以前的石炭纪地层中的煤层就是这样产生的。这些地下能源是老早以前植物从大气中吸取CO2而储存下来的，现在不断地开采，大量使用，把以前储存的CO2过多过快地还给了大气，再加上森林的减少，大气中CO2含量已在上升。CO2有吸收日光热能的特性，因而CO2多了，大气温度也要上升。人们估计到2040年，气温将上升2，到2100年将上升5。气温上升必然影响植物生长，破坏长期保持的生态平衡，因而是不可忽视的问题。（2）氮的循环（见图）空气中79是氮。氮是一种惰性气体，不能直接为绝大多数生物所利用，必须依靠某些生物如固氮菌及蓝藻等才能固定下来。此外，人类可以用工业方法将氮固定。某些蓝藻、豆科植物的根瘤菌，以及土壤中的各种固氮菌都能把大气中的氮固定成为氨或氨盐，再经硝化细菌的硝化作用变成亚硝酸盐（NO2）及硝酸盐（41NO3）供植物吸收，合成氨基酸和蛋白质。动物则以植物为食料，摄取植物的蛋白质，经消化改造成为动物的蛋白质。在动物的新陈代谢中，一部分蛋白质分解成为含氮的废物（氨、尿素、尿酸等）排到土壤或水中。动、植物尸体受到腐生细菌的作用，蛋白质、核酸等含氮化合物也分解成氮、氮化物（NH3，NO2，NO3等）、二氧化氮和水。这些氮与氮化物也排入到土壤和水中。各种氨化物经细菌转化为NO3后，即可为植物所吸收。硝酸盐也可经反硝化细菌（DENITRIFYINGBACTERIA）的作用，分解成为游离的氮，进入大气中。这是在缺少空气的土壤中最易发生的过程，是一个与生物固氮相反的过程。细菌利用这一过程取得生活所需的能。另外，闪电等自然电离现象也可将大气中的氮氧化成为硝酸盐，经由雨水进入土壤中，参与氮的循环。工业方法固气、生产氮肥，随着农业化的发展，变得越来越重要。在自然生态系统中，氮的输入与输出是平衡的。但是人的干预往往打破这种平衡。盲目开发草原，砍伐森林，使土壤有机物质暴露，易于分解，再加上水土流失，土壤中许多营养物质也随之流走，因而土地含氮量下降而变为贫瘠。农田作物每年从土壤中摄取了大量的氮，因而施肥是必要的。但过多施肥，包括化肥和动物的粪尿，也将破坏生态平衡。这些氮化物留在水体中，有可能使水体富含养料，于是分解者细菌大量繁殖。而细菌代谢不但吸收营养物，同时还大量吸收氧，这样就使水体含氧量特别是水底含氧量降低，鱼等不能生活，许多底栖动物也因缺氧而死亡，这一过程称为水体的富营养化。3沉淀循环钙、钾、钠、镁、磷等盐类的循环均属于沉淀循环，我们以钙的循环（见图）为例说明沉淀循环。沉积岩中的钙由于风化和水的溶蚀而从岩石中释放出来。这些物质或溶于水中，或以灰尘的形式进入土壤或海洋42中。土壤中的钙离子被植物所吸收，成为植物的生命物质。植物被动物所取食，钙离子又成了动物的生命物质。动、植物尸体的分解，把钙又归还到土壤内。但由于地面上的水流，一部分钙盐被带进海洋，形成海洋沉积物。海水中的钙盐，可进入海洋生物的食物链，沿着海中的生产者、消费者及分解者进行再循环，也可为海洋动物如有孔虫、珊瑚、有壳的甲壳类等所吸收，沉积于骨骼之中。这些生物死亡后，沉入海底，少部分分解而溶于海水中，大部分在分解者还来不及将它们分解之前就被淤泥和沙所覆盖，而一旦落入海底沉积层，就会在那里停留很长时间，几百万年，甚至更长。除非海洋平面再度变迁，运出。曾被海水淹没的地区再变为大陆（陆地上升与造山运动）而进入陆地生态系统，沉积的钙才能重新进入循环。此外，鱼、海藻和其他海洋生物是人类和海鸟的食物，它们被陆地生物和人所食，它们体内的钙也就进入了陆地系统。从物质循环，特别是从碳、氮等生物体中大量元素的循环中，我们可进一步看到生物的生产者、消费者和分解者3大功能类群的作用和相互关系。在一个自我维持的生态系统中至少要有生产者和分解者这2个组成成分。从理论上讲，一个生态系统有了能吸收外界能量的生产者和能使自养生物死亡后腐烂和再循环的分解者就可以组成一个两环的生态系统。否则，物质循环被阻断，生命就不能延续下去。在两环的基础上加进消费者成为三环生态系统，就变得更复杂、更丰富多彩，而能的利用效率也更高了。4DDT富集现象除了生物物质有这种循环之外，某些并非生物所必需的物质有时也进入了循环。例如，DDT这类有机氯杀虫药剂。它由于在农业上及防治蚊、蝇等昆虫时的喷洒而进入大气中、散落在地面并污染植物。动物吃了被DDT杀死的昆虫或污染了DDT的植物而获得了DDT。由于DDT极易溶于脂肪而不溶于水，因此在动物体内，DDT很容易在脂肪组织中累积起来。而通过食物链，这种杀虫药剂一级一级地富集，其量甚至多到足以造成食物链顶位的肉食者的死亡或种群缩小。鹈鹕等食鱼的鸟吃了富集DDT（或DDT分解产物DDE）的鱼，由于DDT影响钙的代谢，所产卵的外壳很薄。鹈鹕孵卵时，卵常因经不起鹈鹕身体的重量而被压碎，因而鹈鹕数量减少。但是DDT的循环和碳、氮、钙等的循环不同，因为DDT终是要降解消失的，每循环一次，特别是动物死后，尸体进入土壤，DDT即逐渐降解消失。因此停止使用DDT若干年后，这一杀虫剂的循环就43不复存在了。循环的应用1、处理秸杆焚烧秸秆污染环境已经不是三两天的问题了，为了解决该问题，国家曾先后多次研究解决措施，但收效甚微。不过，北京中科巨人建材技术研究院日前研制成功的新型强化仿实木复合门，将秸秆作为原材料变废为宝合理地解决了该问题。每年秋后城市周边的农民都会大面积地焚烧秸秆，秸秆一经焚烧便会产生大量烟雾，而燃烧过后的秸秆灰也会产生环境污染。秸秆烟雾会随着风向四处吹散，一旦遇到障碍便会滞留空中久久不散，如此一来周边的环境和居民都会受到影响。据有关资料显示，每年由于焚烧秸秆造成飞机延误1000多起，公路交通事故5000多起。为了处置这些生物废弃物，国家有关部门也曾多次研究制定各种解决方法。2003年，中华人民共和国大气污染防治法和国家环境保护总局、农业部、财政局、铁道部、交通部、中国民航总局联合发布秸秆禁烧和综合利用管理办法，规定禁止在机场、交通干线、高压输电线路附近和省辖市地级人民政府划定的区域内焚烧秸秆。然而，由于每年都会产生大量的秸秆，禁止焚烧并不是治本之策。有关专家分析，如果要彻底解决该问题，应该提倡将秸秆变废为宝，进行再次加工利用。北京中科巨人建材技术研究院的研究人员便很好地再次利用了秸秆，他们将秸秆（或粉煤灰、锯末）以及廉价丰富的普通化工原料作为原料，经科学配比搅拌，再进行模压即可成为坚实耐用的门。用秸秆制成的新型强化仿实木复合门具有成本低廉、强度高、使用性能优异、绿色环保、质地轻盈等特点，在造型款式上也同样不次于木门。与此同时，秸秆做门还不会产生甲醛、苯、氨及放射物污染环境，避免我们受到污染物的侵害。传统的木门在生产过程中使用的木芯板、三夹板中含有大量脲醛、树脂等有害化工原料，会释放出甲醛、苯、氨及有毒气体，极易给室内造成装修污染。且这些木门多数都非常容易受潮、发霉、变形，其价格也十分昂贵，一扇木门在市场上售价需要几百到上千元。秸秆做门不仅合理利用了废弃的生物资源，避免废弃物对环境造成污染，而且节约了大量的木材，有效地保护了森林资源。最重要的是，消费者的健康也得到了根本保证。442污水处理水体富营养化是世界性问题，大量的研究已经证明，污水中的氮和磷是导致受纳水体富营养化的主要原因之一。常规的污水处理技术主要去除有机物和悬浮固体，对氮和磷的去处效率较低。许多发达国家对排放污水中的氮和磷含量都做了限定，并要求污水处理厂达到除氮除磷的要求。污水脱氮除磷的技术可分为物理法、化学法和生物法。相对而言，生物脱氮除磷技术投资少、运行操作简单、无二次污染而被广泛应用。常用的生物脱氮除磷工艺有缺氧好氧脱氮工艺；厌氧好氧除磷工艺；厌氧缺氧好氧生物脱氮除磷工艺等。但是，在常规的生物脱氮除磷工艺中，污泥在厌氧、缺氧和好氧段之间往复循环。该污泥由硝化菌、反硝化菌、除磷菌以及其它多种微生物组成，由于不同菌的最佳生长环境不同，脱氮与除磷之间存在着矛盾。实际应用中经常出现脱氮效果好时除磷效果较差，而除磷效果好时脱氮效果不佳。因此，常规生物脱氮除磷工艺流程存在着影响该工艺有效运行的相互影响和制约的因素，主要表现为厌氧与缺氧段污泥量的分配比影响磷释放或硝态氮反硝化的效果，厌氧段污泥量比例大则磷释放效果好，但反硝化效果差；反之，则反硝化效果好，而磷释放效果差；原污水经厌氧段进入缺氧段，磷释放与硝态氮反硝化争夺碳源，当原水中碳源不足时，磷释放或反硝化不完全；硝化菌世代繁殖时间长，要求较长的污泥龄，但磷从系统中被去除主要是通过剩余污泥的排放，因此要提高除磷效率则要求短污泥龄。对于某些含高浓度氨氮的工业废水，由于碳源不足，总氮的去除率较低。根据生物脱氮除磷原理，针对常规污水生物脱氮除磷工艺技术存在的问题，本报告将介绍作者在污水脱氮除磷新技术方面的几项科研成果。一、生物脱氮除磷原理生物脱氮过程通过氨化、硝化和反硝化三步骤完成。硝化和反硝化反应可用下式表示NH43/2O2NO2H2OH1NO21/2O2NO32NO32H（氢供给体有机物）NO2H2O345NO23H（氢供给体有机物）05N22H2OOH4生物除磷是利用除磷菌从外部环境超量地摄取磷，并将磷以聚合的形态储藏在菌体内，形成高磷污泥，排出系统，达到从污水中除磷。二、生物脱氮除磷新技术与工艺1生物膜与活性污泥结合生物脱氮除磷新工艺常规生物脱氮除磷工艺存在相互影响和制约的因素，因此脱氮和除磷效果难以同时达到最佳。生物膜与活性污泥结合新工艺的特点是缺氧段采用生物膜法，反硝化菌均匀分布在整个缺氧池内，反硝化反应充分；好氧和厌氧段采用悬浮污泥法便于对污泥龄的控制，有利于硝化菌和除磷菌的生长繁殖。生物膜与活性污泥结合工艺将常规工艺中相互影响和制约的因素分解，使不同的菌类生长在各自最佳环境条件下，因而在本工艺中脱氮和除磷效果可以同时达到最佳，而且工艺的可控性增强。工艺流程如图1所示。图1生物膜与活性污泥结合工艺示意图在研究中，试验用水为城市污水，水质情况见表1。在正常运行期间，系统的总水力停留时间HRT为2025小时。缺氧池内反硝化菌附着生长在填料上，污泥量为10G/L，比较稳定，无需特殊管理。浓缩池回流污泥浓度VSS达到1520G/L，SVI为3050ML/G。好氧池污泥浓度保持在24G/L，SVI保持在5080ML/G，没有出现污泥膨胀现象。表1污水水质统计表46项目单位范围平均值PH708477SSMG/L30477138CODMG/L117900462NH4NMG/L3011075NO3NMG/L051410NO2NMG/L00301TKNMG/L39133902TNMG/L913TPMG/L43225126CODTN51CODTP388在本工艺中脱氮和除磷效果可以同时达到最佳，氨氮去除率达99以上，TN、TP和COD的去除率分别达到85、95和95。2立体循环一体化氧化沟氧化沟是一种经济而有效的污水处理技术，具有稳定的处理效果，是污水生物处理技术之一。特别是用于污水脱氮，氧化沟比其它生物脱氮工艺费用低、TN去除效率高。然而，与活性污泥法相比，氧化沟占地面积较大，在土地紧张的城市或地区，氧化沟的应用受到限制。针对常规氧化沟存在的问题，成功地研究出立体循环一体化氧化沟。其特点是氧化沟采用立体循环，在循环过程中完成降解有机物和脱氮过程。与现有氧化沟相比，占地面积可减少约50。沉淀区与氧化沟合建，沉淀的污泥可自动回流到氧化沟内，可节省投资和能耗。结构紧凑，运行操作简便。新型立体循环一体化氧化沟既保留47氧化沟设备和运行操作简单等优点，又可减少占地面积。该项技术已申请专利试验研究和应用的结果表明，能够同时有效地去除污水中的有机污染物和氮。COD去除率达到95，BOD去除率为98。NH3N去除率达到99，总氮去除率90以上。图2立体循环一体化氧化沟对COD的去除效果图3立体循环一体化氧化沟内氨氮的去除图4立体循环一体化氧化沟对总氮的去除3重力出流式膜生物反应器膜生物反应器是近年来将生物处理技术与膜分离技术相结合而发展的水处理新技术，具有流程短、易操作、处理效率高、出水可直接回用等特点。尤其在处理效果方面，MBR对有机物、悬浮物等去除效果远优于传统生物处理法。但是目前的分体式或一体式膜生物反应器存在投资高、能耗大等问题。新型重力出流式膜生物反应器利用反应器内液位水头、采用重力驱动出水,省去传统的出水抽吸泵及复杂的气或水反冲洗设备，低水头连续过滤出水，既保留传统一体式MBR水处理效率高等优点，又可提高膜通量，降低膜污染。整个系统结构紧凑，投资48少，操作简便。该项技术已申请专利。通过对生活污水和城市污水进行试验研究，结果表明，经膜生物反应器处理，出水水质达到生活杂用水水质标准，可以回用于绿化用水、景观用水和冲厕用水等。思考与练习1、做环境小卫士，从生物循环与环境的关系方面，可以做哪些有意义的活动2、讨论生物循环与保护环境的关系49第五章节约之美姜立菊第一节珍惜生命的源泉节约一张纸、节约一度电、节约一滴水、节约一滴油、节约一粒米、节约一块煤不要小看我们身边的这些不起眼的小小的“一”，如果13亿人都能做到，这将是一个惊人的数字。中国有大中城市四百七十六个，其中就有三百个城市缺水，有四十多个城市严重缺水，北京、西安、天津、大连、青岛等都是严重缺水的城市。我国的水资源短缺，由来以久。从历史上来看，我国是干旱发生频繁的国家，素有“十年九旱”之说。在2200多年的历史文献记载中，发生大的旱灾就达1300次之多。我国水资源人均占有量只有2300立方米左右，约为世界人均水量的四分之一。我国水资源不仅人均占有量少，而且水资源分布极不均匀，长江以北水系流域面积占国土面积的635，水资源却只占全国的19。随着我国社会和经济的发展，用水的缺口也越来越大。目前我国农业灌溉每年平均缺水300多亿立方米，全国农村还有3000多万人饮水困难。全国有400多个城市缺水，缺水比较严重的城市有110多个，全国城市日缺水量为1600万立方米，每年因为缺水影响工业产值2000亿元以上，影响城市人口约4000万人。我们国家不仅水资源短缺，而且水污染非常的严重。最近，中国水利部门对全国约700条大中河流近10万公里的河段进行水质检测，结果是近1/2的河段受到污染，1/10的河段被严重污染，不少河水已失去使用价值。另据调查，目前全国有90以上的城市水域，受到不同程度的污染；在部分流域和地区，水污染已从江河支流向干流延伸、从地表向地下渗透、从陆域向海域发展、从城市向农村蔓延、从东部向西部扩展。近年来中国废水、污水排放量以每年18亿吨的速度增加，全国工业废水和生活污水每天的排放量近164亿吨，其中约80未经处理直接排入水域。一方面，中国的淡水资源就不够丰富；另一方面，用水的浪费，水质的严重污染，使得可用淡水更加紧张。从上个世纪80年代以来，中国的缺水现象由局部逐渐蔓延至全国，对农业和国民经济带来了严重影响。据统计，在正常年景下，中国缺水总量估计已达400亿立方米，“十五”期间，农田受旱面积年均达到385亿亩，平均每年因旱减50产粮食350亿公斤。全国农村有32亿人饮水不安全。有400余座城市供水不足，较为严重缺水的有110座，缺水和水的污染，对环境和人的身心健康都产生严重的影响。如果每人节约一立方米的水，全中国十三亿人就节约了十三亿立方米的水。人多力量大，每人节约一小滴水，全中国就能节约出一片河流，一个大江。可以毫不夸张地说，我们每个人的手里都紧握着珍贵的“资源”，掌握着对这些民族发展“命脉”生杀予夺的权力，成之毁之、爱之损之在于我们每个人的行动。有一次我洗完手，水龙头忘记关了，水哗哗地流了好长时间，妈妈发现了，关掉了水龙头，然后语重心长地对我说“孩子，你知道世界上有多少人生活在缺水的状态中吗虽然我国的水资源总量很丰富，居世界第六位，但我国人口居世界第一位，约13亿人，所以人均水资源很少，排在世界第110位，大约是世界人均的四分之一。因此，我们要节约每一滴水，如果我们不注意节约水资源的话，水资源将会枯竭，我们看见的最后一滴水将是我们自己的眼泪。”我听了妈妈的话，惭愧地低下了头。“这样吧，”妈妈说“我给你出一道题，算完你就会明白了，从今天开始，我们家每人每天节约一盆水，那么一年可以节约多少吨水可以减少多少水费的支出如果我们中国每人每天节约一盆水的话，一年全国可以节约多少吨的水”我连忙拿出笔和纸算了起来，先估算了一下，一盆水大约5千克，那么我家每天可以节约4520（千克），一年可以节约203657300（千克）73（吨）。全国按13亿人口来算，每天节约13亿565亿（千克）6500000000（千克）6500000（吨），一年节约65000003652372500000（吨）。哇不算不知道，一算吓一跳一年全国可以节约二十三亿七千一百五十万吨啊一吨水按2元来算，237250000024746000000元，这可真是个巨大的数目啊“世界水日”和“中国水周”主题分别是“卫生用水”和“加强节约和保护，实现水资源的可持续利用”。看着这样的主题，我们不禁想起那句警世名言如果我们不珍惜宝贵的水资源，那么地球上最后的一滴水很有可能就是我们的眼泪水资源，人类社会共同面临的“危机”节约用水，人人有责。只有大家都注意节水了，水荒才能远离我们，生活才会安定和谐，环境将会优美舒适。我们青少年明白这些道理以后，不但要自己身体力行，还要做好宣传工作，告诉亲朋好友，让大家都来养成节水美德。51第二节节约每一度电现在，每家每户都用上了家用电器，差不多是没有了电是不行的了。家用电器用的是什么呢是电。大家可知道电的多少知识呢电是物体在一定情况下由于失去电子或获得电子时所出现的特征。例如，两种不同的物体相互摩擦后，一个物体失去电子而带正电荷，另一个物体获得电子而带负电荷。电是一种重要的能源，在工业和日常生活中广泛应用。电是一种自然现象。电是像电子和质子这样的亚原子粒子之间的产生排斥和吸引力的一种属性。它是自然界四种基本相互作用之一。电或电荷有两种我们把一种叫做正电、另一种叫负电。通过实验我们发现带电物体同性相斥、异性相吸，吸引或排斥力遵从库仑定律。18世纪时西方开始探索电的种种现象。美国的科学家富兰克林（BENJAMINFRANKLIN,17061790）认为电是一种没有重量的流体，存在于所有物体中。当物体得到比正常份量多的电就称为带正电；若少于正常份量，就被称为带负电，所谓放电就是正电流向负电的过程，这个理论并不完全正确，但是正电、负电两种名称则被保留下来。此时期有关电的观念是物质上的主张。富兰克林做了多次实验，并首次提出了电流的概念，1752年，他在一个风筝实验中，将系上钥匙的风筝用金属线放到云层中，被雨淋湿的金属线将空中的闪电引到手指与钥匙之间，证明了空中的闪电与地面上的电是同一回事。电有什么用途呢电有很多用途，比如“1、有了电以后能开着家用电器。2、工厂能生产东西。3、各种场所要用到电”电的用途多得数也数不完。我们都听说过错峰用电，这又是什么原来错峰用电是指根据电网负荷特性，通过行政、技术、经济等手段将电网用电高峰时段的部分负荷转移到用电低谷时段，从而减少电网的峰谷负荷差，按照“以发定供、以供定用”的原则，最大限度提高发、供电设备的利用率，优化资源配置，提高电网安全性和经济性。错峰用电的作用与意义一是降低了高峰用电负荷，保障电网在高峰时期的安全运行；二是通过错峰用电将高峰负荷部分转移到低谷时期，将周期性波动的电网负荷变得更为均衡，有利于提高发供电设备的利用率，减少发供电设备的建设投入，优化了电力资源的配置；三是通过错峰用电，优化了电力资源配置，将提高电力供应整体的效率与效益，节约了能源，最终将降低用电成本，对客户对社会经济发展都具有重大意义。52电可以说是人类的父亲，它在人的心目中是最大的，如果没有了电，现代的人又会是怎样的呢电是人们的至爱，电在地球里也占有重要的地位。电的发明说明了现代的人类头脑发达，已告别以前的时代，也说明了世界在前进。人只会享受电给他带来的好处，而没有想到电也有坏处，就像电脑和电视一样，一天天把人的眼睛搞成近视了。电有好处也有坏处。言归正传，问题一我们为什么要节约用电呢问题二电分为几种问题三什么是节约用电问题四节约用电的意义是什么1、答因为1、从小家小户的角度说，既省钱又可以形成良好的节约习惯，而且有古训讲“由俭入奢易，由奢入俭难”。2、目前，我国能源的消耗远远大于发达国家，但是我们的人均产值却很低，我们必须是我们的经济增长方式由粗放型向集约型转变，其中能源是极其重要的一部分。3、从可持续发展的角度来看，我们必须要节约能源，尽可能通过节约电力，来减少我们对自然的不可再生资源的索取。为了我们的子孙后代2、答电分为两种原子核叫正电，也称为阳电。自由电子叫负电，也称为阴电。电在应用中，通常我们把电分为2种，一为交流电，二为直流电。3、答在满足生产、生活所必需的用电条件下，减少电能的消耗，提高用户的电能利用率和减少供电网络的电能损耗。电能利用率是用户可利用的有效电能总量与消耗电能总量之比。两者的差值为损耗的电能，它包括设备损耗和管理损耗。用电设备性能差、电能与其它能量的转换传递次数多，效率低，将使设备损耗增加。用电过程操作水平低、工艺参数不合理、各工序之间不协调以及管理不善等，将使管理损耗增加。供电网络的电能损耗包括供电线路上的电能损耗、变压器的电能损耗和管理不善在供电系统中产生的跑、冒、滴、漏等。4、答节约用电对发展国民经济有重要意义。电能是由一次能源转换而成的二次能源。耗电量的减少可以使发电、输电、变电、配电所需要的设备容量减少，节约能源方面的投资节电是一项电源开发工程。节约用电还可以使用户费支出，降低生产成本，促进生产工艺和设备的改造，促进新技术的发展和企业管理水平的提高。电能既是最重要的能源，又是消耗其它能源生产的能源产品。有资料显示，中国电力消耗量仅次于美53国，已居世界第二位，而由于节能、节电意识薄弱造成的电能浪费占相当的比重。节约用电是国家发展经济的一项长期战略方针，是一项利国利民的事业，有利于提高资源利用率，减少环境污染，符合环保和社会可持续发展的原则，有利于减轻我市电网的负载压力，缓解能源短缺状况，有利于提高经济增长的质量和取得较好的经济效益和社会效益。节约用电是一种时尚，大家可要懂得哦节约用电要做得以下几条1、专家提醒，家庭应尽量选用节能灯，虽然价格高一点，但比普通白炽灯节省75的电力，而且使用寿命更长久。2、洗衣机应尽量储满足够衣物后再使用，每次使用后，应及时清理过滤网。3、在使用微波炉时，应根据烹调食物的类别和数量选择微波炉的火力，冷藏食物宜事先解冻后再进行烹调。4、一家三口选购140到180公升容量的冰箱最适合，人口少而冰箱容量太大，不仅占地方而且还费电。平时应尽量确保冰箱门的胶边紧贴，避免经常开关冰箱门。5、夏天快到了，空调将成为用电大户，因此，在购买空调时要选用最适合房间大小匹数的空调；开启空调时，要确保门窗紧闭；如果定期清洗隔尘网，可节省30的电力。6、随时关掉不用的灯和电器，不开长明灯，白天尽量利用自然光，下班后请关好电灯和吊扇。若要电费缴得少，节约用电要做好。节约能源做得好，用水用电没烦恼。地球资源日日少，节约用电不可少。人人省电，人人省钱54第三节可怕的白色污染一、什么叫白色污染这要从塑料开始谈起。塑料是一类高分子材料。以石油为原料可以制得乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯等，这些物质的分子在一定条件下能相互反应生成分子量很大的化合物（即高分子）聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯。我们通常使用的塑料就是由上述四种高分子组成的材料（聚乙烯、聚丙烯薄膜抖动时声音发脆，而聚氯乙烯薄膜则较柔软，抖动时无发脆声音；发泡塑料一般是聚苯乙烯，燃烧时有浓烟）。从上世纪六十年代开始，塑料进入广泛实用阶段。由于塑料具有很多优点它取材容易，价格低廉，加工方便，质地轻巧，因此塑料一问世，便深受世界欢迎，它迅速渗入到社会生活的方方面面，塑料被制成碗、杯、袋、盆、桶、管等。塑料被列为20世纪最伟大的发明之一，塑料的普及被誉为白色革命。随着塑料产量不断增大，成本越来越低，我们用过的大量农用薄膜、包装用的塑料袋和一次性塑料餐具在使用后被抛弃在环境中，给景观和环境带来很大破坏。由于塑料包装物大多呈白色，它们造成的环境污染被称为白色污染。二、白色污染的危害白色污染存在两种危害视觉污染和潜在危害。视觉污染指的是塑料袋、盒、杯、碗等散落在环境中，给人们的视觉带来不良刺激，影响环境的美感。前几年，有人戏称我国有两座万里长城，一为古长城，二为白色长城，指的是我国铁路沿线到处是白色的饭盒、塑料袋，这就是视觉污染。在我们学校，随处可见一次性饭盒、各色塑料袋，起风时候，塑料袋到处飘扬，严重影响校园的美观。白色污染的潜在危害则是多方面的1、一次性发泡塑料饭盒和塑料袋盛装食物严重影响我们的身体健康。3月20日，北京市消费者协会发布2001年第1号消费警示当温度达到65C时，一次性发泡塑料餐具中的有害物质将渗入到食物中，对人的肝脏、肾脏及中枢神经系统等造成损害。因此，2001年4月23日，国家经贸委发布了关于立即停止生产一次性发泡塑料餐具的紧急通告，要求停止生产一次性发泡塑料饭盒。我们现在用来装食物的超薄塑料袋一般是聚氯乙烯塑料。早在四十年前，人们就发55现聚氯乙烯塑料中残留有氯乙烯单体。当人们接触氯乙烯后，就会出现手腕、手指浮肿，皮肤硬化等症状，还可能出现脾肿大、肝损伤等症。1975年，美国就禁止用聚氯乙烯塑料包装食品和饮料。在我国，更为严重的是，我们用的超薄塑料袋几乎都来自废塑料的再利用，是由小企业或家庭作坊生产的。中央电视台新闻调查节目组曾经岸访了塑料袋的生产厂，这些生产厂所用原料是废弃塑料桶、盆、一次性针筒等。生产时，首先用机械把原料粉碎成塑料粒子，再把塑料粒子放在一个水池里清洗（名曰消毒），取出来晒干，再用机械把它压成膜，制成各种塑料袋。记者问老板，这种塑料袋用来装食物，是否对人体有害，该老板毫不遮掩地承认这类薄膜未经消毒，肯定有害于身体，他本人从不用这种塑料袋装食物。每次吃饭时，就有不少同学用塑料袋装饭菜，他们不知道这种行为不仅危害环境，也危害自己的身体。2、使土壤环境恶化，严重影响农作物的生长。我国目前使用的塑料制品一般是不可降解的，其分子量在2万以上，只有分子量降为2000以下时，才能被自然界中微生物所利用，而这一过程至少需200年。农田里的废农膜、塑料袋长期残留在田中，会影响土壤的透气性，阻碍水分的流动，从而影响农作物对水分、养分的吸收，抑制农作物的生长发育，造成农作物的减产。若牲畜吃了塑料膜，会引起牲畜的消化道疾病，甚至死亡。3、填埋作业仍是我国处理城市垃圾的一个主要方法。由于塑料膜密度小、体积大，它能很快填满场地，降低填埋场地处理垃圾的能力；而且，填埋后的场地由于地基松软，垃圾中的细菌、病毒等有害物质很容易渗入地下，污染地下水，危及周围环境。4、若把废塑料直接进行焚烧处理，将给环境造成严重的二次污染。塑料焚烧时，不但产生大量黑烟，而且会产生迄今为止毒性最大的一类物质二恶英。二恶英进入土壤中，至少需15个月才能逐渐分解，它会危害植物及农作物；二恶英对动物的肝脏及脑有严重的损害作用。焚烧垃圾排放出的二恶英对环境的污染，已经成为全世界关注的一个极敏感的问题。三、白色污染的防治1、停止使用一次性餐具及超薄塑料袋。由于一次性塑料餐具难降解，现在许多城市都推广使用绿色餐具纸制餐具，因为纤维素能被微生物降解。但许多环保专家认为，用纸制餐具代替发泡塑料餐具亦不明智。首先，纸制餐具同样也会带来视觉上的56污染，因为它们的降解速度并不快，往往在几十天甚至几个月内也不会降解彻底。其次，制纸制餐具时，除用到草浆、稻浆外，还要加入1/3左右的木浆，若全面推广，势必造成大量木材的消耗，导致森林砍伐的加剧。值得注意的是，我国森林覆盖率仅为1392，人均占有森林面积只相当于世界人均水平的172，居世界112位。第三，制纸浆历来是耗水大户、耗能大户及排污大户。造浆工艺需大量水，而我国人均水的占有量在世界上排88位，已被列为世界12个贫水国家的名单上；若污水未经处理，直接排入河流中，会引起水污染；纸制餐具成型后需立即烘干，这就需要耗大量能。而我国能源结构是以燃煤为主，这样就会增加空气中SO2的含量，引起酸雨。因此，无论是从环保角度，还是从节约资源角度，不使用一次性塑料餐具及纸制餐具都是一件好事。任何一次性餐具不仅不利于环保，也是对资源的最大的浪费。我们在日常生活中，应拒绝使用超薄塑料袋买菜或盛装食物，买菜可用菜篮子或较厚塑料袋，避免使用上的一次性，从而减少塑料袋对环境的污染。2、回收废塑料并使之资源化是解决白色污染的根本途径。其实，塑料和其它材料比，有一个显著的优点塑料可以很方便地反复回收使用。废塑料回收后，进行分类、清洗后再通过加热熔融，即可重新成为制品。从组成看，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯均由碳氢元素组成，而汽油、柴油等燃料也是由碳氢元素组成，只不过分子量较小。因此，把这几类塑料隔绝空气加热至高温，使之裂解，把裂解产物进行分馏，可制得汽油与柴油。近年来，一些国家大力开展3R运动即要求做到废塑料的减量化（REDUCE）、再利用（REUSE）、再循环（RECYCLE）。目前，在德、日、美等国家，由于重视对包装材料的回收处理，已经实现了塑料的生产、使用、回收、再利用的良性循环，从根本上消除了白色污染。3、研究开发降解塑料。降解塑料具有与普通塑料同样的使用功能，但在完成其使用功能而被废弃后，其化学结构可以在某些条件下发生变化，使高分子分解成分子量较小的分子，最后，被自然环境所同化。降解塑料有三类光降解塑料、生物降解塑料及双降解塑料。但是现在许多降解塑料并非100降解，只是把塑料变为塑料碎片，据报道，我国陕西杨凌农业高新技术产业示范区已研制成功100降解的塑料。它是将淀粉和不可降解的塑料通过特殊设备粉碎成纳米级后进行物理结合，再将两者比例控制在57一定范围内。用这种新技术生产的农用地膜，经过四至五年的大田试验，结果显示，在70天至90天内，淀粉完全降解为H2O、CO2，塑料变为对土壤和空气无害的细小颗粒，并在17个月内同样完全降解为H2O、CO2。现在这种塑料已投入批量生产。目前在世界上降解塑料还远远没有得到大规模使用。开发使用降解塑料也只能作为解决白色污染的辅助措施。4、加强环保宣传，提高公民的环保意识，在社会上形成良好的环保氛围，是解决白色污染及其它各种形式污染的前提。例如，要回收废塑料，就要实行垃圾回收分装制度，把不同类的垃圾放在不同的垃圾桶内，这就需要我们有高度自觉的环保意识。让我们人人树立以爱护环境为荣，破坏环境为耻的思想，以实际行动来消除校园里的白色污染及其它污染，把王坟初中建设为绿色校园，文明校园。思考与练习1、同学们，看了以上几篇小文章，你有何收获请简单谈一谈。2、节约是中华民族的传统美德，你还有更好的节约方法吗5859第六章保护环境爱我家园李云刘法本王志金同学们，你见过一望无际的绿洲吗你看到过碧波荡漾的湖水吗你聆听过泉打绝壁的鸣唱吗那是令我们何等向往的仙境啊先辈陆蠡说“绿色是多么宝贵啊它是生命、是希望、是安慰、是快乐。”徐霞客也曾说，遍及高山大川，迎风沐雨，为的是“多识鸟兽虫鱼之名”。前辈先哲的体验，都告诉我们大自然环境不仅能陶冶人的情操，净化和抚慰人的心灵，而且有助于知识的积累和事业的成功。优美和谐的自然环境，必然为我们带来身心的愉悦和无限的乐趣。“明月松间照，清泉石上流“，让我们感受清幽；“大漠孤烟直，长河落日圆“，让我们触摸壮丽；“流连戏蝶时时舞，自在娇莺恰恰啼“，让我们聆听喧闹；“春水碧如天，画船听雨眠“，让我们亲近悠闲；“棠梨叶落胭脂色，荠麦花开白雪香“，让我们体味斑澜。碧海蓝天，看海鸥飞翔；冰封雪飘，听松涛轰鸣；莺飞草长，闻鸟语、嗅花香。清晨，观赏大海分娩太阳；夜晚，清数广宇闪烁星辰；雨天，让雨点亲吻面颊；雪天，让雪花栖挂