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文档简介

1、 环境保护课程要点一、概念环境:是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然要素的总体,包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。干洁空气:除去水汽和各种杂质氮:78.09 % 氧:20.95 % 氩:0.93 % 二氧化碳:0.033 %合计:99.98 %氖、氦、氪、氙、臭氧等气体的总含量不足 0.02 %大气污染指大气中污染物质的浓度达到了有害程度,以致破坏人类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,叫做大气污染。城市热岛效应城乡年平均温差一般为 0.4 - 1.5,有时可达 6 - 8

2、。大气稳定度垂直方向大气的稳定程度。气温垂直递减率干气温随高度的变化称为气温垂直递减率。绝热递减率干空气在绝热运动中,气温随高度的变化称为干绝热递减率。大气逆温 大气温度一般是随着高度增加而下降,当随着高度增加,大气的温度增加或不变,称为逆温。光化学烟雾是在一定条件下(如强日光、低风速和低温度等),氮氧化物和碳氢化物发生化学转化形成的高氧化性的混合气团,是一种带刺激性的淡蓝色烟雾。是典型二次污染。PM2.5、 空气动力学当量粒径小于等于 2.5 微米的颗粒物,长期悬浮于空中。水污染:水体因某种物质的介入,而导致其化学、物理、生物或放射性等方面特性的改变,从而影响水的有效利用、危害人体健康、破坏

3、生态环境,造成水质恶化的现象。生物化学需氧量、表示在好气条件下,水中的有机污染物经微生物分解所需溶解氧的量(单位体积的污水所消耗的氧量毫克升)化学需氧量、化学需氧量表示在强酸性条件下重铬酸钾氧化一升污水中有机物所需的氧量,可大致表示污水中的有机物量。COD是指标水体有机污染的一项重要指标,能够反应出水体的污染程度。 总有机碳、水中溶解性和悬浮性有机物中存在的全部碳量。溶解氧、溶解于水中的氧气的量(毫克升),洁净水一般8-10mg/L水体富营养化:水体中N、P营养物质富集,引起藻类及其它浮游生物的迅速繁殖,水体溶解氧下降,使鱼类或其他生物大量死亡、水质恶化的现象。活性污泥、这种充满微生物的絮状泥

4、粒就叫活性污泥。水体自净化作用、受污染水体经过水中物理、化学与生物作用,使污染物浓度降低,并逐步恢复到污染前水平的过程,称为水体自净。生物富集作用、又称生物浓缩,生物从周围环境中蓄积某种元素或难分解化合物,使生物体内该物质的浓度超过环境中浓度的现象。生物积累、生物从周围环境中蓄积某些元素或难分解的化合物,随着生长发育,浓缩系数不断增大的现象。 生物放大、指生态系统中,某中元素或难分解化合物在生物机体中的浓度随营养级的提高而逐步增大的现象。总量控制、总量控制是指以控制一定时段内一定区域内排污单位排放污染物总量为核心的环境管理方法体系。它包含了三个方面的内容:一是排放污染物的总量;二是排放污染物总

5、量的地域范围;三是排放污染物的时间跨度。通常有三种类型:目标总量控制、容量总量控制和行业总量控制。目前我国的总量控制基本上是目标总量控制。二次污染物、是指某些一次污染物,在自然条件的作用下,改变了原有性质,特别是那些反应性较强的物质,性质极不稳定,容易发生化学反应,而产生新的污染物,即出现二次污染,简单的说就是污染物被污染。通常,二次污染的危害比一次污染严重,并由于其形成机理复杂,防治也较困难。絮凝法、 废水中悬浮物大多可通过沉淀法去除,但胶体颗粒如黏土颗粒、细菌蛋白质、硅胶、腐殖质等胶体则不易沉淀去除,可用本方法去除。通常与气浮法结合使用。气浮法、利用高度分散的微小气泡作为载体粘附于废水中的

6、悬浮污染物,使其浮力大于重力和阻力,从而使污染物上浮至水面,形成泡沫,然后用刮渣设备自水面刮除泡沫,实现固液或液液分离的过程称为气浮活性污泥法、如果在一桶粪便污水中不断地打入空气,维持水中有足够的溶解氧,为微生物生长创造良好的条件,经过一定时间后,就会产生褐色絮花状的泥粒。把泥粒放在显微镜下观察,可以看到里面充满着各种各样的微生物细菌、霉菌、原生动物和后生动物,如轮虫、昆虫的幼虫和蠕虫等,它们相互连结成一条食物链。细菌和霉菌能分解复杂的有机化合物,通过自身的繁殖,产生作为原生动物食物的细胞质,原生动物又被后生动物所消耗,这种充满微生物的絮状泥粒就叫活性污泥。矿化作用、有机物的矿化作用:复杂的有

7、机物,经过非绿色植物(菌类)的作用,被分解为简单的无机物(矿物质),这一过程称为矿化作用。土壤盐基饱和度、 吸附的全部阳离子中,盐基性离子所占的百分数称为盐基饱和度。土壤的自净作用、土壤环境的自净作用是指通过土壤自身的作用,使污染物在土壤环境中的数量、浓度或毒性、活性降低的过程。土地荒漠化、是包括气候变异和人类活动在内的种种因素所造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱地区的土地退化。酸雨、 酸雨是指pH值小于5.6的大气降水(如雾、露、霜),是一种大气污染现象。食物链、生态系统中贮存于有机物中的化学能,通过一系列吃与被吃的关系,把生物与生物紧密地联系起来,这种生物之间以食物营养关系彼此联系起来的序列,

8、称为食物链。营养级、生物圈中营养的富集过程,生物圈可分为45个营养级,营养级与食物链联系起来,以食物链中各级生物吸收、消耗和输出的能量值表示其营养水平。“三同时”制度、“三同时”制度是指对环境有影响的一切新建、改建、扩建的基本建设项目,技术改造项目,区域开发相慕或自然资源开发项目,其防治污染和生态破坏的设施,必须与主体工程同时设计、同时竣工、同时使用的制度。固体废物管理“三化“原则、减量化 减少固废的产生量和排放量(数量、体积、种类、降低有害成分的浓度、减轻或消除有害废物的危险性)。资源化 采取管理和工艺措施从固废中回收物资和能源(物质回收;物质转换;能源回收。)。无害化 对已产生又无法或暂时

9、尚不能综合利用的固废,经过物理、化学或生物方法进行对环境无害的安全处理,达到废物的消毒、低毒或稳定化,以防止或减少固废的危害。清洁生产、清洁生产是将综合性、预防性的环境战略持续地应用于生产过程、产品和服务中,以提高效率和降低对人类和环境的危害。人口环境容量在一定的生态环境条件下,全球或者地区生态系统所能维持的最高人口数,称为人口环境容量。二、填空、简答题、论述题1.大气的结构及各层特点。 根据大气在垂直方向上:温度变化;化学成分不同;荷电等物理性质质的差异;大气的垂直运动状况。将大气分为5层:对流层(高纬 0-9 公里、中纬0-12公里、低纬 0-18公里) 平流层(上界50-55公里) 中间

10、层(上界85公里) 暖层(上界800公里)(热成层、电离层) 逸散层(上界2000-3000公里) 对流层高度:对流层厚度随纬度和季节而变化。在赤道低纬度区为 17-18 km;在中纬度地区为 10-12 km;高纬度地区为 8-9 km。夏季较厚,冬季较薄。温度变化:随高度升高而降低,约 0.6/100m(地表热能辐射)。 空气运动:在垂直方向上强烈对流。大气质量:3/4大气质量集中在此层。摩擦层:距离地面 1-2 km以下,污染物大部分在此层。自由大气:距离地面 1-2 km以上,受地表影响较小。主要天气过程雨、雪、雹的形成在此层。 平流层高度:对流层顶到约 50 km的大气层。温度变化:

11、平流层下层,温度随高度降低,变化较小气温趋于稳定,所以又称同温层;在 20-35 km以上,温度随高度升高而升高。氧气及臭氧因为吸收了来自太阳的紫外线而升温。因此越靠近其上界,其气温便越高 ;在高度约为 15-35km 的范围内,有厚约为 20 km的臭氧层;能够吸收紫外线(导致皮肤癌,白内障等疾病)。在平流层的空气没有对流运动,平流运动占显著优势,空气比对流层稀薄得多且干燥,水汽,尘埃的含量甚微,大气透明度好,很难出现云雨天气。 中间层从平流层顶到80km高度;气温随高度增加而下降(热量来自平流层),中间层顶温可降至 -83(-113);有强烈垂直对流运动; 暖层(热成层、电离层)中间层之上

12、为热成层,80 - 800 km。暖层下部基本是由分子氮所组成,上部是由原子氧所组成。氧原子强烈吸收波长小于 175 nm的太阳短波辐射,因而气温随高度增加而迅速上升,甚至可以高达 2000 。太阳辐射使该层大部分空气发生电离,具有较高密度的带电粒子,故称为“电离层”对全球性无线电通讯有重大意义;极光现象:高纬度地区因磁场而被加速的荷电粒子与大气分子碰撞,使大气分子受到激发及电离。激发态回到基态的时候,就会产生发光现象。 逸散层大气圈的最外层,高度: 800 km以上,顶界约为2000 3000 km的高度 ;空气分子大部分发生电离;空气极为稀薄,其密度几乎与太空密度相同;由于空气受地心引力极

13、小,气体及微粒被碰撞而进入太空逸散。随高度增加,温度略有增加。大气分子是因为吸收了来自太阳的短波辐射而被加热的。 散逸层是人造卫星、空间站、火箭等航天器的运行空间。2. 室内主要危害性气体(1)氡氡是由镭衰变产生的自然界唯一的天然放射性惰性气体,无色,无味。室内氡的主要来源: A. 从房基土壤中析出。三层以下住房室内氡含量较高。 B. 建筑材料是室内氡的最主要来源。如花岗岩、砖砂、水泥及石膏之类,特别是含有放射性元素的天然石材,易释放出氡。C. 从户外空气中进入室内的氡; D. 从供水及用于取暖和厨房设备的天然气中释放出的氡。氡的危害诱发肺癌:很容易被呼吸系统截留,并在局部

14、区域不断累积,长期吸入高浓度氡最终可诱发肺癌。人体受到氡的辐射占全部环境辐射的55%以上,其发病潜伏期大多都在 15 年以上。美国每年因为氡而死亡人数高达 30000 人!氡在美国是引起肺癌的第二大因素。我国每年因氡致肺癌为 50000 例以上。国际癌症研究机构也认为氡是室内重要致癌物质。(2)甲醛甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。来源:室内所用的家具、地板、胶合板、刨花板、密度板等都不断地释放有毒气体甲醛,其释放期可达 3 10 年之久。毒害:甲醛对人体危害很大。 长期接触低量甲醛,可引起呼吸道疾病、眼部疾病、女性月经紊乱、妊娠综合症、新生儿畸形、精神抑郁症。致癌、致畸。(3)苯

15、 苯是一种无色具有特殊芳香味的液体来源:油漆、各种油漆涂料的添加剂和稀释剂;胶粘剂;防水材料、防水涂料。施工作业后 15 小时后检测,室内空气中苯含量超过国家允许最高浓度的14.7倍。危害 :长期接触一定浓度的甲苯、二甲苯会引起慢性中毒致癌。神经系统:出现头痛、失眠、精神萎靡、记忆力减退等神经衰弱样症候群。导致再生障碍性贫血:可使骨髓造血技能发生障碍,导致再生障碍性贫血,并可引起白血病。导致胎儿的先天性缺陷。女性对苯同系物危害较男性敏感。苯化合物已经被世界卫生组织确定为强烈致癌物质。3.AQI评价的主要污染物为PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO等六项 4.产生城市热岛效应的原因。

16、1. 汽车等交通工具排放出大量的二氧化碳,是形成热岛效应的主要原因2. 城市建筑密集空气难形成对流,城市中的热量难散发3. 城市绿化面积小,植物光合作用消耗二氧化碳少4. 城市里比较少水5. 城市建筑材料像砂石,混凝土等的比热容小5.大气稳定度与气温垂直递减率和干绝热递减率的关系。d ,稳定 =d ,中性 d ,不稳定6.逆温分为几种类型?逆温的类型1.辐射逆温:低温地面由于吸收空气热量,近地空气冷却强烈,较高气层冷却较慢,形成自地面开始逐渐向上发展的逆温层。例如,寒冷季节容易形成辐射逆温。2.下沉逆温:由于空气下沉而形成的逆温。随高度降低,气压增加。空气下沉,体积减小导致增温。空气层顶部下沉

17、的距离要比底部下沉的距离大,结果是顶部空气的增温比底部多,而形成逆温 。3.平流逆温:暖空气平流到冷地面上,及暖空气平流到低地、盆地内所积聚的冷空气上面时均可形成。 4. 湍流逆温:低层冷暖空气经湍流混合,经过热量交换,较热的空气浮于湍流混合层之上,形成一个过度逆温层。5. 锋面逆温:在对流层冷空气团与暖空气团相遇,暖空气团在上,冷空气团在下,形成锋面逆温。7.目前主要有哪些烟尘治理技术 ?(1)消烟 烟黑的产生,燃料燃烧时挥发物质在供氧不足的情况下分解生成的一种近似球形,极为细微的颗粒。烟黑的主要成分是碳(含量 96.2% )。由于烟黑空隙高达98%,因此很轻。产生烟黑的原因很多,如供氧不足

18、,可燃气体和空气混合不良,以及燃料还没有完全燃烧就脱离燃烧区等等。 避免烟黑的产生:保持燃烧温度、充分供氧、足够燃烧时间、可燃气体和空气充分混合,就能达到完全燃烧不会产生烟黑。(热工标定)(2) 除尘除尘措施除了改进生产及燃料燃烧方式外,常用的设备是靠机械设备将粉尘收集下来。8.大气主要污染物有哪些?1、颗粒物(100m 0.002m)(1)总悬浮颗粒物(TSP)(Dr 100m)(2)飘尘 (Dr 10m)(3)降尘(Dr 10m)(4)可吸入颗粒物(PM 10)(Dr 10m)2. 硫化物(H2S、SO2 、SO3)3. 氮氧化物NOx(NO、NO2、N2O、NO3、N2O4、N2O5 主

19、要是 NO 和 NO2 )4.碳氧化物(CO、CO2)(1)CO(2)CO25.5.碳氢化物HC(C1 C8)(1)甲烷CH4(2)非甲烷烃(NMHC)6. 铅7. 室内危害性气体(1)氡(2)甲醛(3)苯 9.大气污染物的人为来源分为哪几类?生活污染源 工业污染源 交通污染源 农业污染源10.水体中的主要污染物分为几大类?1. 物理污染2. 化学污染1)无机无毒:酸、碱、无机盐类。2)无机有毒 重金属 氰化物氟化物3)有机无毒A. 有机合成工业B. 有机酸碱C. 油脂类D. 高分子化合物E. 表面活性剂F. 生活污水4)有机有毒1.酚类化合物 有机农药 多环芳烃 多氯联苯3放射性物质第一类:

20、天然放射性物质 第二类:人工放射性物质4. 生物污染11.什么是水体富营养化?其危害是什么?水体富营养化: 水体中N、P营养物质富集,引起藻类及其它浮游生物的迅速繁殖,水体溶解氧下降,使鱼类或其他生物大量死亡、水质恶化的现象。水体出现富营养化现象的主要表现(影响):浮游生物大量繁殖,因占优势的浮游生物种群的颜色不同,水面往往呈兰色、红色、棕色、乳白色等,这种现象在江河湖泊中称为“水华”,在海洋中称为“赤潮”。藻类 本身使水道阻塞 鱼类生存条件受影响 水体生色(绿色等) 透明度降低 其分泌物又能引起水臭破坏水体中生态系统原有的平衡破坏水体中生态系统原有的平衡藻类繁殖使有机物 V生产 >&g

21、t; V消耗,从而使水体中有机物积蓄,其后果:A 促进细菌类微生物繁殖,一系列异养生物的食物链都会有所发展,使耗氧量大大增加。B 生长在光照所不及的水层深处的藻类因呼吸作用而大量耗氧。C 沉于水底的死亡藻类,在厌氧分解过程中促进大量厌氧菌繁殖。D 富氨氮的水体使硝化细菌繁殖,然而在缺氧条件下又会转向反硝化过程。 最后,水底有机物 V消耗 >> V生长,使其处于腐化污染状态,并逐渐向上层扩展。严重时,可使一部分水体区域完全变成腐化区。 有时为周期性的交替过程。12.水体自净机制(1) 稀释扩散(2) 耗氧与复氧作用有机物的分解 易氧化有机物被化学氧化分解 微生物对有机物的生化氧化分解

22、(3) 重金属的转化 重金属化合物的沉淀-溶解作用:与迁移能力有关 重金属的氧化还原作用 重金属的络合作用:羟基的络合过程 胶体化学吸附转化:是将重金属转为固相的主要途径13.废水的一、二、三级处理。 一级处理 去除废水中的漂浮物、悬浮物和其他固体物,调节废水的pH值,减轻废水的腐化和后续处理工艺的负荷。悬浮物固体的去除率为70%80%,而BOD5的去除率为25%40% 二级处理 可以大幅度地去除废水中的悬浮物、有机污染物和部分金属污染物。生物处理作为污水二级处理的主体工艺。 BOD5可去除80%90%,废水基本具备排放标准的要求。但还有部分微生物不能降解的有机物、氮、磷、病原体及一些无机盐等

23、尚不能除去。三级处理 又称深度处理,它是将二级处理未能去除的部分污染物进一步净化处理,常用超滤、活性炭吸附、离子交换、电渗析等。14.废水处理的基本方法有那些?1. 物理法:(1)筛滤(2)沉淀(3)过滤(4) 气浮(5)离心分离 水力旋流器2. 化学法: 中和法氧化还原法 沉淀法絮凝法 A 化学絮凝法 B 电解絮凝法3.物理化学法离子交换法 吸附法 萃取法膜分离法a. 电渗析法b. 扩散渗析c. 反渗透d. 超滤法4. 生物法: 好气生物处理法A 活性污泥法B 生物膜法 嫌气生物处理法5. 废水的生态处理法(1)氧化塘(2)养鱼塘 (3)人工湿地(4)土地渗滤15.工业三废指的是什么?指工业

24、生产中产生的废气,废水,废渣16.论述大气污染的综合防治对策。1. 调整工业结构,推行清洁生产2. 选择有利于污染物扩散的排放方式 3. 区域集中供热 集中供热比分散供热可节约 3035 的燃煤,且便于提高除尘效率和采取脱硫措施,减少粉尘和 SO2 的排放量。4、改变燃料构成 城市燃气化:天然气 液化石油气 煤气 普及民用型煤:节煤 20 减少烟尘排量 5060 减少 SO2排放量 30 50 积极开发清洁能源:开发水电、地热、风能、海洋能、核电及太阳能等。5、绿化造林 17.臭氧为什么在15-35Km高度处浓度最大?O2 + h(243nm) O + O(493.8kJ/mol) O2 +

25、O O3O3 + h(290nm) O2 + O高于 35km, 243nm光线强,但O2 、 O浓度低;低于 15km, 243nm光线弱, O浓度极低18.环境要素及其特点。1. 环境要素的概念 环境要素,是构成环境整体的基本物质组分。各要素的特点是独立、性质不同、服从整体环境的演化规律。 环境要素可分为自然环境要素和社会环境要素。环境科学所指的环境要素通常为自然环境要素。其中自然环境要素通常指水、大气、生物、岩石、土壤、阳光、温度等。 例如,由水组成江、河、湖、海等水体,全部水体组成水圈;由大气组成大气层,整个大气层总称为大气圈;由生物体组成生物群落,全部生物群落构成生物圈等等。2. 环

26、境要素的基本属性 最小限制律 等值性 整体性大于各个体之和 环境各要素之间互相联系及互相依存 如土壤的存在给森林提供了生长条件;森林的存在又给许多生物的生存提供了条件。使水源得到了涵养、土壤不致流失,反过来又滋养着森林,森林等植物腐烂又成为土壤。 环境诸要素在地球演化史上的出现,有先后之别,但它们又是相互联系、相互依存的。从演化的意义上看,某些要素孕育着其他要素。岩石圈的形成为大气圈的出现提供了条件;岩石圈和大气圈的存在,又为水圈的产生提供了条件;岩石圈、大气圈和水圈孕育了生物圈,而生物圈又会影响岩石圈、大气圈和水圈的变化。 19.环境问题的产生和发展过程。第一阶段 原始采集、狩猎阶段 刀耕火

27、种、原始捕捞、 砍伐森林、破坏草原。 人类改造自然的意识和能力都很弱,其行为主要是被动地适应和利用环境,人类活动所造成的环境总是与无知的野生动物觅食而引起的环境破坏力度相仿,这种破坏并未对自然产生太大的伤害。 第二阶段 “第一次浪潮”的环境问题畜牧业和农业时期: 人类开始毁林开荒、围湖造田、兴修水利等较大规模的活动。这些活动虽然提高了人类的社会生产力和生活文明,但也相应地造成了显著的环境破坏。这一阶段占人类历史的几千年。生态平衡失调,出现局部环境污染、沙漠化、荒漠化、植被破坏、草场退化、森林锐减。许多古代文明古国纷纷消失。其特点是人类对自然界虽有了较严重的伤害,但这种伤害仍局限于某区域,尚未对

28、全球环境造成威胁。 例如我国古代黄河流域大面积森林被砍伐而形成水土严重流失,造成生态脆弱的黄土高坡。第三阶段 “第二次浪潮” 的环境问题工业文明 出现了8大公害事件这一阶段是人类进入工业社会以来的短短的几百年。以蒸汽机为代表的工业文明时期,人类改造征服自然的意识和能力突飞猛进,物质文明进入了一个空前繁荣时期。但由于人类采取的是一种对大自然进行掠夺式索取的手段,故对大自然造成了惊人的伤害。制造出许多种人工合成物质,如农药、塑料和多种无机、有机化合物。长期以来。到了70年代未,这些物质已超过5000万种,每年生产达6000万T。大量工业废水、废气、废渣排放。这一阶段的特点是:大气污染全球性酸雨危害

29、和全球性温室效应。改变和加强了地表环境中N元素和矿物营养元素的化学循环过程。大量的N、P流入河流、湖泊和地下水,使饮用水源受到污染;造成水体的富营养化,破坏了水资源和水生生态系统。所产生的环境问题超越了地区界线,以至于对全球环境质量产生了严重的破坏。第四阶段 “第三次浪潮” 的环境问题信息革命时期(20世纪60年代以后) 20世纪60年代开始的以电子工程、遗传工程等新兴工业为基础“第三次浪潮”。使工业技术阶段发展到信息社会阶段。这一阶段的特点是:全球性大气污染;大面积生态破坏;突发性严重污染事件频发;发达国家发展新兴高技术产业,可能把技术落后环境污染严重的传统产业向发展中国家转移。城市向农村转

30、移。20.什么叫环境科学?它的主要任务有哪些?是一门研究人类社会发展活动与环境演化规律之间相互作用关系,寻求人类社会与环境协同演化、持续发展途径与方法的科学。第1、 探索全球范围内环境演化的规律,应用这些认识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。第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,使人类社会和环境协调发展。 第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,为人类健康的生活服务。 第四、研究区域环境污染综合防治的技术措施和管理措施。 21.当前世界面临的主要环境问题是什么?

31、1.自然灾害天文灾害:天体撞击、太阳辐射异常、电磁异暴、宇宙射线地质灾害:火山、地震、滑坡、岩崩气象水文灾害:水灾、旱灾、风暴、冰雹、雪灾、热浪、寒潮生物灾害:病虫害、森林火灾、物种灭绝2. 生态破坏 水土流失、沙漠化、荒漠化、土壤次生盐碱化、森林锐减、草场退化、土地退化、水体富营养化、生物多样性的减少。3. 资源耗竭 矿产资源危机、能源危机、水资源短缺、土地资源紧缺、土壤资源的退化、生物多样性的减少4. 环境污染 水环境污染、大气环境污染(温室效应、臭氧层破坏、酸雨)、土壤环境污染、生物污染、物理环境污染 5. 人口巨增使上面所有问题都被放大了22.土壤的组成矿物质 有机质 土壤生物 土壤空

32、气 水分(一)土壤矿物质 来源:地壳岩石、矿物经过风化和成土过程作用形成的 产物。 按成因类型可将土壤矿物分为两类:1. 原生矿物:物理风化作用的碎屑。元素组成、化学结构没有改变。包括硅酸盐类、氧化物类、硫化物类、磷酸盐类、碳酸盐类。2. 次生矿物:岩石风化和成土过程中新生成的矿物。包括伊利石、蒙脱石、高岭石等。(二)土壤有机质主要来源: 动、植物和微生物残体及其分解和合成的有机物质,一般占固相总重量的10%以下。 化学组成: 腐殖质、碳水化合物类、木质素、有机氮、脂肪、蜡质、单宁质、木栓质、角质、有机磷及灰分等。腐殖质约占有机质总量的50-65%。 腐殖质: 主要包括腐殖酸、富里酸、胡敏酸、

33、腐黑物等高分子有机化合物。 腐殖质的存在状态: 游离的腐殖酸或腐殖酸盐类; 与铁、铝形成凝胶状态; 与粘土粒结合成有机-无机复合体等。(三)、土壤溶液 主要来自大气降水和人工灌溉作用:植物生长必不可少的要素; 传输介质,将土壤中营养元素输送到植物根部。土壤溶液含有: 无机物:Na+ K+ Ca2+ Cl- NO3- SO42- HCO32-等; 有机物。当土壤受到污染时,各种无机有机污染物也可能溶解到土壤溶液中。(四)土壤空气 土壤孔隙中所存在的各种气体的混合物称为土壤空气。土壤空气组成: 主要:N2 、O2 、CO2及水汽等; 少量:H2S、NH3、CH4、H3P、NOX等二十多种气体。 被

34、污染的土壤,其空气中还可能存在污染物。与大气组成的差异:1、土壤空气:相互隔离的土壤空隙中,是不连续的体系;2、土壤空气中O2和CO2含量与大气有很大差异: CO2:表土0.03%,植物根区1-5% , O2:随深度增加而减少。 (五)土壤生物的具体功能: 1. 分解有机物质,直接参与碳、氮、硫和磷等元素的生物循环,使植物需要的营养元素从有机质中释放出来,重新供植物利用; 2. 参与腐殖质的合成和分解作用; 3. 某些微生物、植物具有固定空气中氮,溶解土壤中难溶性磷和分解含钾矿物等的能力,从而改善土壤中氮、磷、钾的营养状况; 4. 土壤生物的生命活动产物(如生长刺激素等)能促进植物的生长; 5

35、. 参与土壤中的氧化还原过程等。(六)土壤剖面形态覆盖层:枯枝落叶构成淋溶层:这一层发生水溶性物质向下淋溶作用。 淋溶层中生物活动最为强烈,进行强烈的有机物质的转化和积累作用,形成一个颜色较暗,一般具有粒状或团粒状结构的层次。 淀积层:因该层常淀积着自上层淋溶下来的物质,所以称为淀积层母质层:它是岩石风化物的残积物或运积物,未受成土作用的影响。23.土壤的吸附作用 生物吸收:是指植物和微生物对土壤营养物质的吸收保蓄作用。 作用:生物吸收具有选择性和提供表层土壤养分的能力。 生物吸收是促进土壤肥力发展的动力。 某些植物兼有从土壤吸收降解有毒物质的能力。 机械吸收(颗粒吸收): 土壤具有多孔性、巨

36、大表面积。 能把大于孔隙的物质阻留在土壤颗粒外, 小于孔隙的颗粒也能阻留在土壤中。 土壤颗粒越细,孔隙越小,机械吸收越强。 机械吸收对不溶性颗粒物的作用最为明显。 物理吸收(分子吸收): 是指土壤颗粒对分子态物质的吸附作用。 土壤对不同的分子态物质的吸附能力各不相同,土壤越细,分子态物质极性越强,物理吸附性能越大。 饲养牲畜时常以土垫圈,就是利用细土吸收尿液及气态氨分子,减少养分损失。但物理吸附能力较小,不是土壤保持肥力的主要因素。 化学吸收: 土壤溶液中的可溶性物质相互作用,产生难溶性化合物而固定在土壤中,称为土壤化学吸收。 例如 Ca(H2PO4)2 施入石灰性土壤中生成难溶的 Ca3(P

37、O4)2: 2CaCO3+Ca(HPO4)2 = Ca3(PO4)2+2H2O+2CO2 或在酸性土壤中与Al3+、Fe3+生成AlPO4或FePO4而沉淀。 化学吸收是一种化学固定作用: 一方面防止养分流失,但降低养分的效力; 另方面对于有毒重金属起净化作用。24.土壤污染的危害及特点。土壤污染的危害(1)严重的经济损失;(2)食物品质不断下降;(3)通过食物链危害人体健康;(4)导致其他环境问题,如水体、大气、土壤生态土壤污染的特点 (1)隐蔽性或潜伏性 土壤污染是一个逐步积累的过程,不像水污染和大气污染那么样直观。印染废水污染有颜色,气味变化,工业烟囱排入大气中黑烟,黄烟,一看就清楚。

38、如,农业上大量使用化学肥料,它能够使农作物增产,经过较长一段时间后发现,它能够造成土壤板结。 日本60年代发生的“骨痛病”就是使用了含镉废水灌溉农田,使农作物造成了镉污染,人吃了以后,产生了骨痛病,具体原因也是在事件发生10年后才知道的。(2)不可逆性和持久性 有些有机污染物很难降解,一旦污染了土壤很难根除。 如:多氯联苯、多环芳烃等具有高稳定性、低水溶性和抗微生物降解的特性。 重金属进入土壤也是一个不可逆过程。 (3)危害的严重性 污染物通过食物链危害动物和人的健康。 如前面讲的“骨痛病”就是一个典型的例子。 25.荒漠化的成因、危害。自然因素人为因素 (1)土地资源利用不合理,矿山开采等

39、(2)植被资源不合理利用 (3)干旱、半干旱地区水资源利用不合理 (4)不合理耕作及粗放管理 危害:土地生产力的下降和随之而来的农牧业减产,相应带来巨大的经济损失和一系列社会恶果,在极为严重的情况下,甚至会造成大量的生态难民26.水土流失的危害及防治措施。危害:水土流失破坏地面完整,降低土壤肥力,造成土壤硬石化、沙化,影响农业生产,威胁城镇安全,加剧干旱等自然危害的发生、发展,导致群众生活贫困,生产条件恶化,阻碍经济、社会的可持续发展。水土流失的防治 (1)严禁毁林、草,开荒为农田等; (2)进行工矿建设,必须进行生态环境影响评价,提出防止水土流失的措施,工矿建设和保护生态环境的措施必须同步进

40、行; (3)保护好现有森林,大力植树造林,兴建防护林体系工程来控制水土流失面积的蔓延。 27.污染土壤的修复技术有那些? 生物修复: 微生物的降解 植物提取 植物挥发电化学法、热解吸法: 电解法、加热法28.农药的类型1、有机氯类农药DDT (二氯三苯基三氯乙烷)六六六 (六氯环乙烷)艾氏剂 (六氯一六氢化一二甲萘)狄氏剂和异狄氏剂 (六氯环氧一八氧化二甲萘)氯丹七氯等。特点:化学性质稳定,环境中残留时间长,短期内不易分解,易溶于脂肪,并积累。我国于85年禁止生产使用。2、有机磷类农药剧毒类: 对硫磷(1605)、甲基对硫磷、内吸磷中毒类: 敌敌畏、二甲硫吸磷低毒类: 乐果、敌百虫、马拉硫磷等

41、特点:毒性剧烈,易于分解,环境中残留时间短,在动植物体内,受酶的作用不易蓄积。被认为是比较安全的农药。但有机磷农药具有烷基化作用,可能引起致癌作用、致突变作用。 对哺乳动物和昆虫起到破坏神经细胞分泌的乙酰胆碱,阻碍刺激的传递机能等生理作用。3、氨基甲酸脂类 具有苯基N烷基氨基甲酸脂结构,它与有机磷农药类似,属低残留农药。4、除草剂(除莠剂) 具选择性,只杀草不伤苗,如2,4D(2,4-二氯苯氧基醋酸)和2,4,5T(2,4,5三氯苯氯基醋酸)及其脂类。此类农药可分解,对哺乳动物、人、畜毒性不大。也未发现在人体内有积累。29.固体废物的概念及其危害固体废物,是指人类在生产、加工、流通、消费以及生

42、活等过程中丢弃的固态或泥浆状的物质。1.侵占土地 据估算,每堆积1万吨废物,占地约需1亩。 截止1993年,我国单是工矿业固体废物历年累计堆存量就达59.7亿吨,占地52052公顷。2. 污染土壤 当废物堆置或在没有适当防渗措施条件下对垃圾填埋时,有害组分很容易随沥滤液浸出而污染土壤及地下水。这些有害成分的存在会对土壤微生物的活动产生影响,并改变土壤性质和结构,不仅有碍植物根系的发育和生长,而且在植物有机体内积蓄,通过食物链危及人体健康。 80年代,我国内蒙古包头市的某尾矿堆积如山,造成坝下游的大片土地被污染,使一个乡的居民被迫搬迁。 前联邦德国某冶金厂附近的土壤被污染后,在该土地上生长的植物

43、体内含铅量为一般植物的80260倍,含锌量为一般植物的2580倍,含铜量为3050倍。3. 污染水体随雨水径流而进入地面水体;渗滤水进入地下水体;细颗粒随风飘扬落入地面水体。有些城市竟将垃圾、废渣直接倒入湖泊、河流或海洋造成更严重的污染。4. 污染大气 在适宜的温度下,由废弃物本身的蒸发、升华、发生化 学反应而释放出有害气体; 某些有机物在微生物分解过程中产生恶臭气体; 废弃物中的细颗粒随风飞扬,加重大气的粉尘污染; 运输、处置和利用过程中产生有害的气体和粉尘。 典型的例子是煤矸石,含全硫量达1.5%时会自燃,达3%以上就会发火燃烧,放出大量的SO2、CO2等气体, 造成严重的大气污染。5.影

44、响环境卫生 固体废弃物被随意倾倒,堆放在城市的各个角落,既影响市容、妨碍景观,又容易影响环境卫生,传染各种疾病。30.固体废弃物管理特点1. 要作最终处置 废水、废气处理过程所产生的残渣物质,浓集了多种污染成分。在无法或暂无法加以利用的情况下与生物圈隔离(填埋)2.要作妥善的途径管理有害废弃物 产生 收集 贮存 运输 处置每一环节:都可能导致土壤、水体和大气的污染; 都可能直接危害人体和其它生物物种。对固体废弃物实行全过程的污染控制管理,这就是途径管理。3.要注意潜在危害 固态的有害废弃物有长期的滞留性和不可稀释性,一旦造成环境污染,往往很难补救恢复。浸出液在土壤中的迁移是一个缓慢的过程,其危

45、害可能在数年至数十年后才能发现。4.提高公众意识 做好科学研究和宣传教育工作,提高公众对固废污染环境的认识。加强公众监督。31.固体废物固化处理技术有那些? 固化和化学稳定是指通过物理化学方法将有害固体废弃物固定或包裹在惰性固化基材中的一种无害处理过程。1.水泥固化 将水泥以一定比例混入废物中,水化反应后将废物包容在3CaO·SiO2水化结晶中间,以降低废物中有害物质的浸出,达到无害化的目的。2.沥青固化 将固体废物与沥青混合后,加热固化。经沥青固化后得到的固化体空隙小、致密度高,难于被水浸透,与水泥固化相比,有害物质的浸出率小2-3个数量级。3.玻璃固化 将含有重金属等有害物质的废

46、物进行玻璃化,使有害物质固定在玻璃体内部,这就是玻璃固化。该法具有固化体结构致密,在水中以及酸性、碱性溶液中的浸出率低;减容率非常高等优点。4.自胶结固化 自胶结固化是利用废物本身的胶结特性进行固化处理的一种方法,主要用于处理硫酸钙体系和硅酸盐体系的固体废物。其原理是二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)和二水亚硫酸钙(CaSO3·2H2O)在一定温度下加热,可脱水形成半水硫酸钙,这些半水化合物具有胶结作用5.塑料固化热塑型固化 如聚乙烯、聚氯乙烯等在常温下呈固态,高温时可变成熔融胶黏性液体,这时将废物掺合并排出,待混和物冷却即完成固化过程。热固性固化 热固性材料如脲醛树脂、未

47、饱和树脂等单体在加热或在常温条件下加入催化剂可聚合形成具有一定强度的稳定固体化合物。 在我国,固化方法主要用于处理放射性废弃物。沥青固化已达到工业化规模,水泥固化达到中试阶段,玻璃固化还在继续研究之中。32.危险性固体废物的处理方法有哪些。(1)填埋法 将废物永久、安全的与周围环境隔离。 填埋法历史最悠久,应用也最广泛。 占用大量土地,技术关键是填埋场的防渗漏系统。2)焚烧法 焚烧法适用于处置有机废物。 在高温条件下将有机危险废物分解、转化为可向环境排放的产物并进行热能利用。(3)固化法固化法是将水泥、塑料、水玻璃、沥青等凝结剂同危险固体废物加以混合进行固化,使得有害物质封闭在固化体内不被浸出

48、,从而达到稳定化、无害化、减量化的目的。固化法在日本、欧洲及美国已应用多年,我国主要用此法处理放射性废物。33.什么是人口环境容量?在一定的生态环境条件下,全球或者地区生态系统所能维持的最高人口数,称为人口环境容量。34.人口膨胀对环境的哪些方面造成压力?1. 人口爆炸对土地资源的压力 绝对面积减少: 工业建设用地、道路交通、城市建设等占用大量耕地。我国耕地面积以1767万hm2/a的速度减少。 耕地质量下降: 庞大的人口对粮食等农产品的需求,迫使高强度使用耕地,加之不合理开发土地,导致土地沙化、污染、次生盐渍化等。人均面积减少: 世界人均耕地:1975年:0.31hm2,2000年:0.1

49、hm2 我国人均耕地:建国初期0.18 hm2,1980年:0.1 hm2, 2000年:0.08 hm22. 人口爆炸对生物资源的压力 (1) 人口爆炸对森林资源的压力 木材需求的不断增加,导致森林资源的危机。造成两个方面严重问题: 一是使林业企业陷入无林可采的困境,普遍亏损; 二是森林过伐造成严重的生态环境问题,森林消退,水土流失,大大加剧了干旱、洪水等灾害。(2)人口爆炸对草场资源的压力 草场的功能:A. 从经济学角度,为人类提供了大量的肉类、乳制品、皮革和动物纤维。B. 从生态学角度,可以防止风沙侵袭、涵养水源、保护土地、净化大气、美化环境。 由于人口的激增和生活水平的提高,对肉类、乳

50、制品、皮革等的需求量越来越高。导致牧民们不顾草地的承载力,盲目增加畜牧头数,不惜以破坏草地生态环境为代价。谋取经济利益,给草地资源带来巨大的压力。 3.人口爆炸对水资源的压力 由于淡水资源不足,加之人口膨胀,用水量不断增加,致使目前地球一半以上地区缺乏淡水。 我国淡水资源缺乏更为严重,人均径流量仅为世界人均径流量的1/4,不但远远低于那些人均水量较高的国家,甚至还赶不上人均水量较低的印度尼西亚、墨西哥、印度等国家。4.人口爆炸对气候资源的影响 如大量排放CO2 、致冷剂,破坏臭氧层,产生温室效应等。 5.人口爆炸加速矿产资源耗竭35.什么是温室效应?其危害是什么?温室气体具有不吸收短波光辐射而

51、吸收长波光辐射的特点,使阳光能够长驱直入到达地球表面,地面放出的红外线长波辐射则被温室气体吸收截留在大气层,使全球气温不断地升高,称之为 “温室效应1. 气候变暖 温室效应首先表现为全球性气候变暖。(1)气象灾害加剧 大气环流发生变化;气流更强,热带风暴、龙卷风的能量比现在更大,台风和飓风将更加频繁。(2)导致大范围的土地干旱、沙漠化 中纬度地区和南半球的降雨量增大。北半球的亚热带地区的降雨量下降,会导致大范围的土地干旱、沙漠化。(3) 病虫害增加 有效积温法则。2. 海平面上升 A.海水升温膨胀;B.极地或高山冰川融化,极地冰川占有地球淡水总量的75%。 淹没大量沿海城市、低地和海岛。 约占世界13的人口受到威胁。 科学家预测:如按现有升温速率,到2050年温度上升24,导致海平面上升20165cm ,一些岛屿国家如马尔代夫、塞舌尔等低洼岛国将从地面上消失,孟加拉、荷兰、埃及等国也将难逃厄运。沿海城市将部分或全部淹没于水中,其中包括纽约、上海、香港、威尼斯、里约热内卢、曼谷、东京和悉尼几个国际大城市。3. 生态变化 气候的变化,将使农业和自然生态发生难以预料的变化,可能导致大量物种灭绝和农作物的减产。 对农业的影响: 世界粮食生产的稳定性和分布状况将会有很大变化。 公元800 1200年北大西洋地区挪威可种植玉米,公元1500-1800年,西欧出现小冰川期,平均气

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