2025环境工程考研专业课真题解析及答案

2025环境工程考研专业课真题解析及答案考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、名词解释（每题3分，共15分）1.生态足迹2.活性污泥法3.PM2.54.固体废物资源化5.环境影响评价二、简答题（每题5分，共20分）1.简述生物降解与化学降解在废物处理中的主要区别。2.简述活性污泥法运行过程中，污泥膨胀现象产生的主要原因及控制方法。3.简述造成水体富营养化的主要人为因素及其对水生态系统的影响。4.简述清洁生产的核心思想和主要途径。三、计算题（每题10分，共20分）1.某城市污水处理厂，设计处理能力为5万m³/d，采用活性污泥法处理。某日进水BOD5浓度为180mg/L，出水BOD5浓度为30mg/L，MLSS浓度（混合液悬浮固体浓度）为2000mg/L，水力停留时间为10小时。试计算该日的BOD5去除率、污泥负荷率（以BOD5计）。2.某工厂排气筒高50米，排放口处SO2浓度为800mg/m³。根据环境评价规范，该区域大气环境质量标准要求SO2一小时平均浓度不得超过0.5mg/m³。假设排气筒出口处排气速度为15m/s，排气筒周围地面平坦开阔，无大型障碍物。请简述如何利用基本扩散模型概念估算下风向某保护目标点（距离排气筒水平距离1000米）的最大可能SO2浓度，并说明影响该浓度的主要因素。四、论述题（每题15分，共30分）1.论述全球气候变化对水循环和水资源管理带来的主要挑战，并提出相应的应对策略。2.结合当前环保发展趋势，论述固体废物处理处置向“资源化、无害化、减量化”方向发展的必要性和主要技术路径。试卷答案一、名词解释1.生态足迹:指维持特定人口（个人、地区、国家）生存所耗用的、可自然再生资源（如耕地、林地、水域）和需要投入环境吸收其废弃物的空间（如森林吸收CO2）的总量，以生物生产性土地面积（全球公顷gha）为单位进行量化。*解析思路:名词解释要求准确、简洁地定义核心概念。生态足迹的核心是“空间量化”，即把资源消耗和废弃物吸收都折算成生产这些资源和吸收这些废弃物的生态土地面积。需点明其计算单位和基本内涵。2.活性污泥法:一种常用的生物处理方法，利用人工培养的、富含微生物（活性污泥）的混合液，在曝气条件下与污水接触，通过微生物的新陈代谢作用降解有机物，使污水得到净化。*解析思路:解释关键要素：生物载体（活性污泥）、过程（曝气、微生物代谢）、目的（降解有机物、净化污水）。点明其作为“生物处理方法”的类别。3.PM2.5:指环境空气中空气动力学直径小于或等于2.5微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空中，易于被人体吸入，对人体健康和大气环境质量有显著影响。*解析思路:定义核心特征（粒径≤2.5μm）、物理特性（悬浮性）、主要影响（健康、环境）。需点明PM2.5的特殊性在于其较小的粒径和较大的健康风险。4.固体废物资源化:指将固体废物（包括生活垃圾、工业废物、农业废物等）通过物理、化学或生物等方法，转化为可利用的资源（如能源、再生材料）或其他有益产品的过程。*解析思路:解释核心行为（转化）、处理方式（物理、化学、生物等）、目标（变为资源或有益产品）。点明其“变废为宝”的本质，是实现可持续发展的重要途径。5.环境影响评价:指在建设项目决策过程中，对拟建项目可能造成的环境影响（包括污染、生态破坏等）进行调查、预测、评估，提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施，并进行跟踪监测和审核的系统过程。*解析思路:解释评价的时间节点（决策过程）、对象（环境影响）、内容（调查、预测、评估、对策）、过程（跟踪监测审核）。点明其作为一项“制度”或“方法”的核心环节和目的（预防、减轻影响）。二、简答题1.简述生物降解与化学降解在废物处理中的主要区别。*答案:生物降解主要依靠微生物（细菌、真菌等）的代谢活动分解有机物，通常在较温和的条件下（常温、常压、中性或近中性pH）进行，过程复杂，速度受微生物种类、营养物、温度等因素影响，可能产生污泥等二次污染物；化学降解主要依靠化学反应（如氧化还原反应、水解反应等）破坏有机物结构，通常需要较高温度、压力或催化剂，条件要求严格，可能产生有毒有害的副产物。*解析思路:对比两种降解方式的主体（生物vs化学）、条件（温和vs严格）、过程（代谢vs反应）、产物（污泥vs副产物）、影响因素等。突出两者的根本区别在于作用机制和所需环境条件的差异。2.简述活性污泥法运行过程中，污泥膨胀现象产生的主要原因及控制方法。*答案:污泥膨胀主要是由于丝状菌在活性污泥中过度繁殖，导致污泥沉降性能恶化，呈蓬松絮状，容易随出水流失。主要原因包括：营养物质比例失衡（特别是碳氮比C/N不适宜，碳源不足或丝状菌自身分解耗碳多）、溶解性有机物抑制、运行条件不当（如DO不足或过高、pH不当、温度变化）等。控制方法通常包括：调整进水水质水量、优化碳氮比、控制溶解性微生物产物（SMP）的产生、加强曝气管理（保证适宜DO）、采用物理方法（如气浮、离心）去除部分丝状菌、投加化学药剂（如混凝剂）等。*解析思路:先定义现象（丝状菌过度繁殖导致沉降性差、流失）。再分析主要原因（营养、DO、SMP等），需简述原因与现象的关联。最后列举控制方法，说明其作用原理或思路（调整环境、物理去除、化学抑制）。3.简述造成水体富营养化的主要人为因素及其对水生态系统的影响。*答案:主要人为因素包括：农业活动排放的氮、磷化肥和畜禽粪便；城市生活污水排放的洗涤剂、含磷洗涤剂和有机物；工业废水排放的含氮、磷等污染物；水产养殖活动投放的饵料和产生的粪便；以及大气沉降的氮氧化物和磷等。这些因素导致水体氮、磷等营养盐含量过高。其对水生态系统的影响包括：藻类（尤其是蓝藻）过度繁殖（水华），消耗水中溶解氧；导致鱼类等水生生物缺氧死亡；水体透明度下降，光穿透能力减弱，影响水下植物生长；改变水生生物群落结构，生物多样性下降；产生异味，破坏水体感官性状。*解析思路:先列举主要的人为来源（农业、生活、工业、养殖、大气沉降），说明其排放物（氮磷）。再阐述富营养化的核心表现（营养盐过高）。最后详细描述其对生态系统的多方面负面影响（水华、缺氧、透明度、生物多样性、感官）。4.简述清洁生产的核心思想和主要途径。*答案:清洁生产的核心思想是：将综合预防的环境策略持续应用于生产过程、产品和服务中，以增加生态效率和减少对人类及环境的风险。它强调从源头削减污染，过程提高效率，末端强化治理。主要途径包括：清洁能源、清洁能源、清洁循环、清洁生态四个方面。具体措施包括：采用清洁的能源和原材料；采用资源利用率高、污染物产生量少的工艺技术和设备；改变生产方式和产品用途，使废物得到资源化利用；对生产过程进行科学管理，减少或避免污染物的产生和排放。*解析思路:解释核心思想（源头预防、过程增效、末端治理、生态效率、风险降低）。再概括主要途径（清洁能源、清洁工艺、清洁循环、清洁生态）。最后列举具体的实现手段（技术、原料、管理、循环利用），体现其系统性和全过程性。三、计算题1.某城市污水处理厂，设计处理能力为5万m³/d，采用活性污泥法处理。某日进水BOD5浓度为180mg/L，出水BOD5浓度为30mg/L，MLSS浓度（混合液悬浮固体浓度）为2000mg/L，水力停留时间为10小时。试计算该日的BOD5去除率、污泥负荷率（以BOD5计）。*答案:*BOD5去除率=[(180-30)/180]×100%=83.3%*污泥负荷率(以BOD5计)=(进水BOD5×Q)/(MLSS×X)=(180mg/L×50,000L/d)/(2000mg/L×10h×24h/d)=3.75kgBOD5/(kgMLSS·d)*(注：计算中Q单位换算为L/d，时间单位换算为d)**解析思路:BOD5去除率计算直接应用公式（去除量/进水量）。污泥负荷率计算应用公式S₀Q/(X·V)，其中V=HRT（水力停留时间）×Q。注意单位统一，特别是体积流量（m³/d或L/d）和时间（h或d）的转换。2.某工厂排气筒高50米，排放口处SO2浓度为800mg/m³。根据环境评价规范，该区域大气环境质量标准要求SO2一小时平均浓度不得超过0.5mg/m³。假设排气筒出口处排气速度为15m/s，排气筒周围地面平坦开阔，无大型障碍物。请简述如何利用基本扩散模型概念估算下风向某保护目标点（距离排气筒水平距离1000米）的最大可能SO2浓度，并说明影响该浓度的主要因素。*答案:在排气筒高度（H=50m）远小于下风向距离（X=1000m）的条件下，可近似采用高斯烟羽模型估算。假设保护目标点位于排气筒正下风向，其高度与烟羽抬升高度（ΔH，通常取排气筒高度H）相当。最大浓度出现在烟羽轴线上，距离排气口最远处（X=1000m）。计算公式为:C(x,y,z)=[2Q/(πυουh')*exp(-y²/2σy²)*exp(-(z-h')²/2σz²)]。在y=0,z=h'处（烟羽轴线上方高度等于抬升高度处）最大浓度为:C_max(1000m)=[2Q/(πυουh')]*exp(-h'²/2σz²)。其中，Q为排放速率（Q=800mg/m³×15m/s），υ为风速，u为风速，h'为烟羽抬升高度（需根据排气筒参数和气象条件估算），σy和σz为扩散参数（也与气象条件有关）。影响该浓度的主要因素有：排气筒有效高度、排放速率、下风向风速（风速越大，浓度越低）、烟羽抬升高度（抬升越高，越分散，浓度越低）、扩散参数（气象稳定度越高，扩散越差，浓度越高）。*解析思路:首先判断适用模型（高斯烟羽模型，适用于远距离）。点明估算位置（烟羽轴线，距离最远点，高度相当）。写出最大浓度估算公式（简化为轴线高度处的浓度表达式）。明确需要的关键参数（Q,υ,u,h',σy,σz）。最后列出影响浓度的核心因素，从排放源（高度、速率）和大气扩散条件（风速、抬升、扩散参数）两方面进行阐述。四、论述题1.论述全球气候变化对水循环和水资源管理带来的主要挑战，并提出相应的应对策略。*答案:全球气候变化通过改变降水格局（时空分布不均、极端降雨事件增多）、蒸发加剧、冰川融化加速（短期内增加径流，长期导致水源减少）等方式，深刻影响水循环。主要挑战包括：①干旱半干旱地区水资源短缺加剧；②极端降雨导致洪涝灾害频发，城市内涝风险增加；③海平面上升威胁沿海地区供水安全和设施安全；④水生生态系统受水温、极端事件影响，稳定性下降；⑤水资源供需矛盾加剧，管理难度增大。应对策略需综合施策：①加强气候变化对水文影响的监测、预测和评估能力；②优化水资源配置，提高供水系统的韧性和适应能力（如建设调蓄工程、发展非传统水源）；③调整农业灌溉方式，推广节水灌溉技术；④加强流域综合治理，减少面源污染，保护水源涵养地；⑤发展节水型社会，提高用水效率；⑥制定适应气候变化的水资源管理政策和法规，开展公众教育和意识提升。*解析思路:首先阐述气候变化如何影响水循环的各个环节（降水、蒸发、径流、冰川）。接着分点论述由此带来的主要挑战（缺水、洪涝、海平面上升、生态影响、管理难度）。最后提出应对策略，涵盖监测预测、工程措施、非工程措施、管理政策、意识提升等多个层面，体现系统性思维。2.结合当前环保发展趋势，论述固体废物处理处置向“资源化、无害化、减量化”方向发展的必要性和主要技术路径。*答案:固体废物处理处置向“减量化、资源化、无害化”（即“3R”原则）方向发展，是应对日益严峻的资源环境压力、推动可持续发展的必然要求。其必要性体现在：①资源约束趋紧，传统资源开采面临瓶颈，废物中蕴藏的资源和能源亟待回收利用；②环境污染问题突出，不合理的处置方式（如随意填埋）会造成土壤、水体、大气污染，威胁生态安全和公众健康；③节能减排需求迫切，废物处理过程本身可产生能源，资源化利用有助于实现碳达峰碳中和目标；④城市化进程加速，产生的生活和城市固体废物量持续增长，亟需科学有效的管理途径。主要技术路径包括：①源头减量化:通过改变产品设计、包装材料，推行清洁生产，鼓励循环经济模式，减少废物产生量；②资源化利用:大力发展废纸、废塑料、废金属、废玻璃等的回收利用技术；推广生活垃圾分类和综合处置，实现厨余垃圾、有害垃圾等的资源化；探索废电池、废弃电器电子产品、建筑垃圾等的资源化途径；发展能源化技术，如垃圾焚