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Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date环境科学概论各章主要内容环境科学概论各章主要内容环境科学概论复习提纲第一章 绪论一、名词概念环境是指以人类为主体的外部世界的总体,即人类赖以生存和发展的物质条件的综合体。环境问题是指全球环境或区域环境中出现的不利于人类生存和发展的各种现象。环境要素又称环境基质,指构成环境整体的各个独立的、性质不同而又相互联系的基本物质组分。公害病因环境污染引起的地方性疾病。公害事件因环境污染造成在短期内人群大量发病和死亡的事件。二、填空题1、环境要素的特点最差(小)限制律。环境的质量不是由环境各要素的平均状态决定,而是取决于环境要素中处于最差(低)状态的那个要素。 等值性。各环境要素无论规模或数量有何不同,对环境质量的限制作用无质的区别,即任何环境要素对于环境质量的限制,只有当它们处于最低状态时,才具有等同性。 整体性大于各个体之和。环境质量不等于组成该环境的各要素性质之和,而是在量变(各个环境要素个体效应)基础上的质变。 互相联系、互相依赖。各要素在地球演化过程中出现有先后,但又是互相联系、互相依赖的,某些要素的出现同时又孕育着其他要素。2、世界环境日(每年6月5日),2009年世界环境日的主题(联合国环境署确定的主题和中国主题)。世界主题:你的星球需要你联合国际力量,应对气候变化;中国主题:减少污染行动起来3、环境科学的研究对象。环境科学是以“人类环境”系统为具体的研究对象。4、联合国人类环境会议和联合国环境与发展大会的召开时间、地点。1972年6月5日至16日,联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议,并通过了人类环境宣言。 1992年6月,在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会5、中国环境保护发展历程 中国环保事业起步阶段(19731978) 环境保护事业的发展阶段(19791992) 可持续发展阶段(1992)6、1979年9月13日,五届人大常委会第十一次会议颁布中华人民共和国环境保护法(试行)和1989年12月26日,第七届全国人大常委会第十一次会议通过中华人民共和国环境保护法。三、问答题1、如何理解“环境”这个概念?1)从哲学上来说,环境是一个相对主体而言的客体,是一个相对的概念。2)生态学中的环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间,以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。3)对于环境科学而言,环境是指以人类为主体的外部世界的总体,即人类赖以生存和发展的物质条件的综合体。或者是指围绕着人群空间,以及其中可以直接、间接影响人类生存和发展的各种自然因素和社会因素的总体。中心事物:人4)中华人民共和国环境保护法中的环境是指 “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因素的总体,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” 2、什么是环境问题?举例说明环境问题分为哪几类?1)环境问题是指全球环境或区域环境中出现的不利于人类生存和发展的各种现象。环境问题的分类:第一环境问题。也称原生环境问题,是指由自然力引起的环境问题。分两类:一是自然灾害:如火山爆发、山崩、地震、海啸、台风、水旱灾害等;二是自然界本来就存在对人类和生物有害的因素:如某些地方水土中缺少(或过多)某些人体所需的化学元素而导致疾病的发生(地方病)。第二环境问题。又称次生环境问题,由于人类的生产和生活活动作用于周围的环境,引起环境质量的恶化,以及这种恶化反过来影响人类生存和发展的问题。分为三种类型:a)生态环境破坏问题:不合理开发利用自然资源,超出环境承载力,使生态环境质量恶化或自然资源枯竭的现象。包括生物环境破坏问题和非生物环境破坏问题b)环境污染问题:人类活动排放的物质进入环境,达到一定的程度,使环境系统的结构与功能发生变化,对人类或其他生物的正常和发展产生不利影响的现象。可分为水污染,大气污染,土壤污染等c)环境干扰问题:人类活动排出的能量进入环境,达到一定的程度,对人类产生不利影响的现象,包括噪声、电磁辐射、光污染、热污染等。 3、何为潜在的环境问题?主要有哪几种?潜在的环境问题是指目前尚没有从总体上认识,但在一定的时期后会对人类产生巨大影响的环境问题。 环境诱变剂凡是能引起生物体染色体畸变或基因突变的物质统称为诱变剂,诱变剂具有“三致”作用,即致癌、致畸、致突变。环境中的诱变剂被称为环境诱变剂。物种入侵由于外来物种的存在而使本地物种的生存安全受到威胁的现象称之为“物种入侵”或“生物入侵” 转基因生物的风险第二章 生 态 学 基 础一、名词概念现代生态学:研究生命系统与环境系统之间相互作用的规律及机理生态系统:是指在自然界的一定空间内 , 生物与环境构成的统一整体,是生物圈能量和物质循环的一个功能单位。 食物链:是各种生物以食物为联系建立起来的链锁。食物网:在一个生态系统中,食物关系往往很复杂,各种食物链相互交错,形成食物网生物富集:一种有害成分随着食物链的逐级传递,浓度不断增加,越是居于食物链顶端的生物体中,污染物的浓度越高,这种现象称为生物富集。生态平衡:生态系统发展到成熟阶段,它的结构和功能,包括生物种类的组成、各个种群的数量比例以及物质和能量的输入输出等都处于相对稳定的状态,这种状态称为生态平衡。生态农业:生态农业就是遵循生态学、生态经济学原理,应用系统工程的方法,把传统农业技术和现代农业技术相结合,充分利用当地自然和社会资源优势,因地制宜地规划设计和组织实施的综合农业生产体系。 生态工业:指仿照自然界生态过程物质循环的方式来规划工业生产系统的一种工业模式生物监测:利用生物在污染环境中所发出的各种信息,来判断环境污染状况的一种手段。这是一种最直接也是一种综合的方法。二、填空题1、生态系统的组成成分可分为生物成分和非生物成分,生物成分又可分为生产者、消费者、分解者。2、生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息联系3、生态系统中的信息形式主要有营养信息、化学信息、物理信息和行为信息。4、破坏生态平衡的因素有自然因素和人为因素,由人为因素引起的生态平衡的破坏具体表现在使环境因素发生改变;使生物种类发生改变;信息系统的破坏三个方面。三、问答题1、生态平衡的特点及其破坏因素,维持生态平衡的意义?生态平衡的特点:(1) 为一暂时的、相对的动态平衡: 由生态系统内部的自动调节能力所致。 (2) 生态系统结构越复杂,组成越多,物质与能量的途径越多,调节能力越强,平衡易保持。反之,调节能力越弱,平衡就不易保持。 (3) 生态系统的变化与发展,是在不平衡-平衡-不平衡中的物质与能量流动中进行的。 破坏因素:(1) 自然因素:主要是指自然界发生的异常变化,或者自然界本来就存在的对人类和生物有害的因素,如火山爆发、山崩海啸、水旱灾害、地震、台风、流行病等自然灾害。(2) 人为因素:主要指人类对自然的不合理利用、工农业发展带来的环境污染等,是当今世界上干扰生态平衡的最严重的因素。 使环境因素发生改变使生物种类发生改变信息系统的破坏维持生态平衡的意义:2、试述生态学的一般规律 。(一)相互依存与相互制约规律 1、普遍的依存与制约,亦称“物物相关”规律。 2、通过“食物”而相互联系与制约的协调关系,亦称为“相生相克”规律。 (二)物质循环与再生规律 生态系统中,植物、动物、微生物和非生物成分,借助能量的不停流动,一方面不断地从自然界摄取物质并合成新的物质,另一方面又随时分解为原来的简单物质,即所谓“再生”,重新被植物所吸收,进行着不停顿的物质循环。(三)物质输入输出的动态平衡规律 物质的输入输出平衡规律,又称为协调稳定规律,它涉及生物、环境和生态系统三个方面。当一个自然生态系统不受人类活动干扰时,生物与环境之间的输入与输出,是相互对立的关系,生物体进行输入时,环境必然进行输出,反之亦然。 生物体一方面从环境摄取物质,另一方面又向环境排放物质,以补偿环境的损失。对于一个稳定的生态系统,无论对生物,对环境,还是整个生态系统,物质的输入与输出总是相平衡的。 (四)相互适应与补偿的协同进化规律 生物与环境之间,存在着作用与反作用的过程。或者说,生物给环境以影响,反过来环境也会影响生物。生物从环境吸收水和营养元素,同时生物体又以其排泄物和尸体把相当数量的水和营养素归还给环境,最后获得协同进化的结果。如:生物与土壤的形成。 (五)环境资源的有效极限规律 任何生态系统中作为生物赖以生存的各种环境资源,在质量、数量、空间和时间等方面,都有其一定的限度,不能无限制地供给,因而其生物生产力通常都有一个大致的上限。也因此,每一个生态系统对任何的外来干扰都有一定的忍耐极限;当外来干扰超过这一极限时,生态系统就会被损伤、破坏、以致瓦解。如:草场的退化、森林的过度采伐和过量捕鱼等。 3、以南水北调东线工程为例,说明大型人类活动对环境的影响?1、主要有利影响(1)解决北方地区水资源短缺问题(2)增加了水环境容量 淮河以北地区河流在枯水季节基本维持断流或干枯的状态,特别是黄河以北和山东半岛地区基本是有河皆干,有水皆污,水环境恶化严重,许多河流基本无水环境容量可言,南水北调东线工程实施后,可将长江优质水源源不断地经输水干线进入各用水区,可长时间保持输水干线河湖及用水区河道的基本流态,恢复河道的基本功能,同时大大地增加了水环境容量和水环境的承载能力。(3)缓解地下水超采问题 黄河以北以及胶东半岛地区地下水超采严重,漏斗面积不断增大,沿海地区地下水含水层受浅层咸水入侵面积不断扩大,不少地区出现地面沉陷、塌陷、裂缝等地质灾害。东线工程建成后,可替换城市供水水源,减少深层地下水的开采量,加之常年输水,对补充地下水源、地面沉降等环境地质问题的缓解起到积极作用。(4)促进节水治污 根本改善调水沿线地区水环境整体质量 为实现调水水质保护目标,又必须通过污染源治理、城镇污水处理厂建设、截污导流工程等综合措施,加快了沿线的治污步伐。调水工程实施后,治线地区的水污染负荷将大幅度削减,输水沿线水质将全面达到类水标准。(5)防止调蓄湖泊富营养化,有效保护湿地生态系统良性循环 调水后,输水干线调蓄湖泊水环境得到有效改善,调蓄湖泊换水频繁,换水率将明显提高,可有效防止湖泊富营养化的发生。同时由于调蓄湖泊的平均蓄水位抬高,水面扩大,水生浮游动植物和底栖动物的种类及数量将有上升,改善湿地鸟类的生存环境,同时对发展渔业生产十分有利,避免了湖泊干枯或死水位以下运行造成的生态灾难,有效保护湖泊生态系统的良性循环。2 主要不利影响及采取的措施(1)对长江口盐水入侵产生一定影响 东线工程调水将会对长江口枯水期盐水入侵带来一定负面影响,特别是枯水年的枯水期。但若通过三峡工程的合理调度,则南水北调工程对长江口盐水入侵产生的负面影响将得到缓解甚至抵消。 为防止在枯水期加重长江口地区的盐水入侵,当长江大通站流量小于10000m3/s时,有必要采取“避让”措施,减少抽江流量或暂停调引江水措施,可基本消除调水对长江口盐水入侵的影响。当长江为枯水年或特枯水年时,宜将三峡水库蓄水期提前1个月,即从9月开始,延至10月、11月、12月,以维持枯水期天然下泄水量。(2)对水环境影响 在满足所有假设条件的前提下,输水干线基本可以达到高锰酸盐指数和氨氮指标满足地表水III类的要求。 南水北调东线调水水质风险因素较多,如面源污染及养殖、航运等内源污染得不到有效控制,在输水干线特别是湖库内可能出现水质问题,公路、航运交通干线发生事故而导致有毒有害物质倾入等都会影响到调水的顺利进行。 全面落实南水北调东线治污规划及控制单元实施方案,加强调水沿线的水污染防治的监督管理,是保障南水北调调水水质的基础。(3)对生态环境影响 东线工程的施工对沿线的水生生态环境和陆生生态环境造成一定的破坏。造成一定的生物量损失,但其损失量在系统承受范围内。而且由于受影响的动植物在周边地区分布广泛,且无国家重点保护物种,因此对动植物的影响是轻微的。同时,工程弃土堆放会在河道和南四湖形成埝堤,对水陆生生境的能流、物流造成一定的阻隔。(4)调水对钉螺北移扩散的影响 南水北调东线工程实施运行后,调水量增加,输水时间延长,水源区钉螺有可能通过水泵抽吸进入输水河道,以及通过运输及人畜携带的方式传播,造成钉螺的北移扩散,即存在着钉螺通过输水河道在一定范围内扩散的可能性,因此在工程建设运行中,要注意配套血防工程措施,同时要加强这些地区螺情、血吸虫病疫情的监控,并根据其具体情况,采取有效措施,及时防、控血吸虫病流行。 (5)对土壤质量的影响 对于黄河以北地区,存在局部地区土壤次生盐碱化问题,要采取渠道防渗和灌区排水等措施,减免其不利影响。第三章 大气环境一、名词概念大气圈:一般是将随地球旋转的大气层叫做大气圈,又称大气环境。大气污染:通常是指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到了足够的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。大气污染物:由于人类活动或自然过程排入大气, 并对人和环境产生有害影响的物质。 一次污染物:是从污染源直接排出原始物质,进入大气后其形态没有发生变化的污染物。如二氧化硫、一氧化氮、一氧化碳、颗粒物等。二次污染物:由污染源排出的一次污染物与大气中原有成分,或几种一次污染物之间,发生了一系列的化学变化或光化学反应,形成与原污染物性质不同的新污染物。总悬浮颗粒物:用标准大容量颗粒采样器,在滤膜上所收集到的颗粒物,通常称为总悬浮颗粒物。其粒径大小,绝大多数在100m以下,其中多数在10m以下。它是分散在大气中的各种粒子的总称,是大气质量评价中的一个通用的重要污染指标。光化学烟雾:是含有氮氧化物、碳氢化物等一次污染物的大气在一定的气象条件和阳光照射下,发生光化学反应而产生的二次污染物与一次污染物的混合物。气温垂直递减率:指单位高差(通常取100米)气温变化速率的负值。逆温:气温随高度增加而增加的现象称为逆温。二、填空题1、按温度垂直变化的特点可将大气圈分为对流层、平流层、中间层、暖层(电离层)、散逸层。2、依照污染物存在的形态,大气污染物可分为颗粒污染物与气态污染物。颗粒物污染物按其粒径大小,又可分为:降尘、飘尘,飘尘又称可吸入粒子(IP)。3、煤烟型污染的主要污染物有:SO2、NOx、CO和颗粒物。20世纪50年代有名的公害事件伦敦烟雾事件 、马斯河谷事件和 多诺拉等烟雾事件,便是这种类型的污染所致。4、光化学烟雾污染的主要一次污染物:CO、NOx、HC ,光化学烟雾污染是典型的二次污染,一般出现在相对湿度较低的夏季晴天。5、大气中SO2的转化分为:阴天时,相对湿度高,颗粒物浓度大的条件下,SO2的转化途径以催化氧化为主;在睛天,相对湿度低,大气中同时含有氮氧化物和HC时,尤其是颗粒物含量少时,SO2的转化途径则以光化学氧化为主。SO2氧化后,立即与H2O反应生成H2SO4,如果大气中存在NH3,则生成(NH4)2SO4,所以大气中的SO2经过一系列的化学转化后,最终形成硫酸或硫酸盐,以干、湿沉降方式降落到地球表面上。 6、一个地区的大气污染程度与下列因素有关:源参数、气象条件、下垫面状况。7、气温垂直递减率、大气稳定度与污染物的扩散的关系:大气温度的垂直递减率()越大于干绝热递减率(d),大气越不稳定,这种情况下越有利于大气中污染物的扩散和稀释;相反,越小,大气越稳定,如果r很小,甚至等于零,或为负值(r0)时,大气非常稳定,它严重地阻碍地面气流的上升运动,使大气污染物停滞积聚在近地面空气中,从而加速大气污染的程度。8、污染系数是选厂址时最重要的依据。厂址应设在污染系数最小方位的上侧。 9、风和湍流是决定污染物在大气中扩散稀释的最直接最本质的因素,其他一切气象因素都是通过风和湍流的作用来影响扩散稀释的。10、净化颗粒污染物通常采用除尘装置。11、低浓度SO2废气的治理有湿法排烟脱硫和干法排烟脱硫两种,湿法主要有氨法、钠碱法和钙碱法等。干法主要有活性碳吸附法、催化氧化法。12、汽车尾气的主要成分包括CO、NOx、碳氢化合物、醛、有机铅化合物、苯并(a)芘等有害物质。13、汽车尾气的主要治理方式有机内净化和机外净化,机外净化主要采用催化净化法。三、问答题1、大气污染的主要来源有哪些? (1) 天然污染源:自然界中某些自然现象向环境排放有害物质或造成有害影响的场所。 包括:火山喷发、森林火灾、自然尘、森林植物释放、海浪飞沫 (2) 人为污染源:人类的生产活动和生活活动所形成的污染源。包括:交通运输过程、 燃料燃烧、工业生产过程、农业活动排放:农药、化肥 2、主要的大气污染物有哪些?(1)颗粒污染物: 颗粒物有固体的粉尘、烟尘、飞灰、烟雾以及液体的云雾和雾滴,粒径范围一般在0.01100m之间。降尘、飘尘、雾、烟、烟雾。(2)气态污染物:硫氧化合物、氮氧化合物、碳氧化合物、碳氢化合物、卤素化合物。 3、大气污染有何危害?1、对人体健康的危害引起呼吸系统疾病(1) 突然的高浓度作用下可造成急性中毒、死亡。 (2) 长期接触低浓度污染物,会引起慢性气管炎、支气管哮喘、肺气肿和肺癌等病症。2、大气污染对植物的危害(1)损害植物酶的功能组织;(2)影响植物新陈代谢的功能;(3)破坏原生质的完整性和细胞膜。 (4)还会损害根系生长及其功能;减弱输送作用与导致生物产量减少。 大气污染物对植物的危害程度取决于污染物剂量、污染物组成等因素。 3、大气污染对材料的危害 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。4、对大气环境的影响(1)影响能见度(2)大气污染会导致降水规律的改变 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,它对降水化 学的影响表现在酸性化合物的输入,即出现酸雨。 (3)大气污染还会产生全球性的影响 大气中CO2等 温室气体浓度增加导致的全球变暖、人们大量生产氟氯烃化合物等导致的臭氧层耗竭等。 4、大气污染对人体健康的危害有哪些?对人体健康的危害引起呼吸系统疾病(1) 突然的高浓度作用下可造成急性中毒、死亡。 (2) 长期接触低浓度污染物,会引起慢性气管炎、支气管哮喘、肺气肿和肺癌等病症。大气颗粒物 职业病:“尘肺”病煤肺、矽肺、石棉肺等。 二氧化硫 :(1) 在浓度低时,主要影响刺激人的呼吸道,出现咳嗽、打喷嚏症状,造成呼吸道管腔缩小,引起呼吸困难;(2) 浓度较高时,诱发支气管炎、哮喘病,严重的可引起肺气肿,甚至致人死亡。(3) 慢性中毒后,抑制机体免疫机能。 一氧化碳:CO是无色、无臭的有毒气体。CO和血液中血红蛋白的亲和力是氧的210倍左右,严重阻碍血液输氧,引起缺氧中毒。(1) 当人体暴露在600-700mL/m3的CO环境中,1小时后出现头痛、耳鸣和呕吐等症状;(2) 当人体暴露在1500mL/m3的CO环境中,1小时便有生命危险。(3) 长期吸入低浓度CO可发生头痛、头晕、记忆力减退、注意力不集中,对声、光等微小改变的识别力降低,心悸等现象。 NO2:对呼吸器官有刺激性,可引起肺水肿、慢性支气管炎等疾病,若与SO2共存,则危害更重。 光化学氧化剂(1) 刺激眼睛,鼻子、咽喉。(2) 臭氧会引起胸部压缩、头痛、咳嗽、疲倦等症状。铅:是生物体酶的抑制剂,进入人体中的铅随血液分布到软组织和骨骼中。 慢性铅中毒可分为轻度、中度和重度。(1) 轻度铅中毒的症状有神经衰弱综合症、消化不良;(2) 中度中毒出现腹绞痛、贫血及多发性神经病;(3) 重度中毒出现肢体麻痹和中毒性脑病。(4) 儿童铅中毒可推迟大脑发育或感染急性病症。5、室内空气污染物的种类、来源与危害?(1)污染物种类:1) 颗粒物:可吸入颗粒物2) 化学污染物:甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨气、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳 3) 生物污染物:生物过敏源(螨类,蟑螂,猫狗等)、细菌和病毒4) 放射性污染:氡气及其衰变子体、地板等释放的射线;5) 物理污染:噪音、灯光照明不足或过亮、温湿度过高或过低所引起的相关问题等 (2)室内污染物的主要来源:建筑材料、装饰材料、人的活动、室外污染物(3)室内空气污染的危害1) 慢性疾病:建筑相关疾病(BRI) 、化学物质过敏症、病态建筑综合症(SBS)2) 急性中毒:功能破坏和免疫系统异常以及中毒死亡3) “三致”作用 :癌变、突变、畸形6、室内空气污染防治方法(1) 减少室内污染源:在建筑装修材料的选择上,要选择那些合乎标准的建筑装修材料,避免有害的化学溶剂、粘胶剂向室内释放。改掉不良生活习惯(2) 增加通风:保持一定的新风量是最重要的措施。要能做到每人每小时有30立方米的新风量。 (3) 采取适当的治理措施:物理吸附技术、光催化技术、化学中和技术(4) 辅助方法:植物吸附7、大气污染综合防治措施有哪些? (你认为最有效地防治大气污染的方法有哪些?)1、全面规划、合理布局 (1)制订大气污染综合防治规划 是指从区域(或城市)大气环境整体出发,针对该区域内的大气污染问题(如污染类型、程度、范围等),再根据对大气环境质量的要求,以改善大气环境质量为目标,抓住主要问题,综合运用各种措施,组合、优化确定大气污染综合整治方案。(2)调整工业结构、合理布局 调整工业结构,淘汰落后工艺,关闭污染严重企业;积极发展少污染的高新技术产业2、调整能源消费结构,提高能源利用效率a) 在我国能源消费结构比中,提高优质能源油、气及二次能源电的比例,以油代煤,以气代煤,以电代煤,逐步替代直接用原煤的工艺。燃用低硫煤,发展和推广工业型煤。b) 提高能源利用效率措施:改进锅炉燃烧设备和燃烧技术;实行集中供暖、供热,研发和推广节能新工艺、新设备和新材料等。 3、开发清洁能源和可再生能源 开发利用太阳能、地热能、风能、水能、生物质能、核能、潮汐能、海洋能等清洁能源是解决大气污染问题的根本途径之一。4、综合防治汽车尾气及扬尘污染(1)综合防治汽车尾气 加强立法和管理 建立、健全机动车污染防治的法规体系,制定更加严格的排放标准应完善相应的配套管理措施健全车辆淘汰报废制度;制定税收政策,引导有利于污染控制的机动车生产和消费;制定有利于防治汽车排气污染的交通管理政策等措施来控制机动车排放污染。落实汽油无铅化工作,推广使用清洁燃料汽车 (2)扬尘污染的防治 减少裸露土地应做到“黄土不露天”,通过绿化、保湿等固土方式,达到既美化环境又减少扬尘的目的。施工防护 如及时清运渣土,作业现场喷水降尘城市整体的防风、防尘尽量减少含尘气体排放,通过城市整体规划的防风绿化措施减少由其他地方吹来的灰尘数量。5、完善城市绿化系统 (1)应使各类绿地保持合理的比例 (2)应改善城市植物群落的结构和组成 (3)应制定并实施改善绿化系统的规划第四章 水污染及其防治一、名词概念水体:水体又称水域,一般是指河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川和海洋等的总称。 在环境科学领域中,水体不仅包括水,而且也包括水中的悬浮物、底泥及水中生物等。水体的自净作用:在环境容量范围内,经过物理、化学和生物作用,排入水体的污染物质的浓度和毒性随着时间的推移自然降低,称为水体的自净作用。 水体污染:是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量,使水体水质和沉积物的物理、化学性质或生物群落组成发生变化,从而降低了水体的使用价值和使用功能,并达到了影响人类的正常生产、生活以及影响生态系统平衡的现象。生化需氧量(BOD):在有氧条件下,当温度为20时,好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离氧的数量。(mg/L)化学需氧量(COD):指用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量,以每升水消耗氧化剂的毫克数表示。(mg/L)水体富营养化:指在人类活动的影响下,植物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象。赤潮:是水体中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌,在一定的环境条件下突发性地增殖和聚集,引起一定范围内一段时间中水体变色现象。通常水体颜色因赤潮生物的数量、种类而呈红、黄、绿和褐色等。二、填空题1、按作用机理,水体的自净过程可分为物理自净、化学自净和生物自净三个方面。其中常以生物自净过程为主,生物体在水体自净作用中是最活跃、最积极的因素。2、BOD越大表示水中能被微生物消化降解的有机物浓度越高。是一种间接表示水被有机污染物污染程度的指标。2、水体富营养化的发生原因主要是由于水体中氮、磷等营养元素的富集,水体出现富营养化时主要表现为浮游生物的大量繁殖,水面往往呈现出蓝色、红色、棕色和乳白色等。在江河、湖泊和水库中称为“水华”,在海洋中称为“赤潮”。3、 水体中氮、磷含量是水体富营养化的重要限制因素,防止富营养化的关键在于控制磷。4、一般废水的处理方法大致可分为物理法、化学法和生物法三大类。5、废水的物理处理方法主要有:格栅与筛网、沉淀法、气浮法、离心分离。废水的化学处理法主要的方法有中和法、化学混凝法、化学沉淀法和氧化还原法等。6、废水的生物处理法分为好氧与厌氧两大类,常用的人工好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法,活性污泥法是处理城市生活污水最广泛使用的方法。三、问答题1、水质(污染)指标主要有哪些?通常用水质指标来衡量水体被污染的程度。水质指标可以分为三大类:物理性水质指标,包括温度、色度、嗅味、浑浊度、悬浮固体等;化学性水质指标,如pH、溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、氨氮、总磷、重金属、氰化物、多环芳烃,各种农药等;生物学水质指标,包括细菌总数、总大肠菌群数、各种病原细菌、病毒等。主要的水质指标:(1)悬浮物(SS)主要指悬浮于水体中呈固体状的不溶解物质,如沙砾、悬浮固体、漂浮物(2)生化需氧量(BOD)定义:在有氧条件下,当温度为20时,好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离氧的数量。(mg/L)BOD越大表示水中能被微生物消化降解的有机物浓度越高。是一种间接表示水被有机污染物污染程度的指标。(3)化学需氧量(COD)定义:指用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量,以每升水消耗氧化剂的毫克数表示。(mg/L)常用的氧化剂:重铬酸钾或高锰酸钾ISO 规定,化学需氧量指CODCr ,而CODMn称为高锰酸盐指数。特点:测定时间短,不受水质限制。主要作为工业废水的污染指标。 CODBOD,COD与BOD的差值可表示不为微生物降解的有机物。(4)总有机碳(TOC)水体中全部有机物的含碳总量。测定方法:在特殊的燃烧器中,以铂为催化剂,在900温度下,使水样气化燃烧,然后用红外线气体分析仪测定CO2含量,从而确定水样中的碳元素总量。(mg/L)(5)pH值:反映水的酸碱强弱的指标天然水体的PH值一般在69之间,饮用水的适宜PH值在6.58.5之间生活污水的PH值为7.27.6之间工业废水的PH值较复杂,变化较大。(6)细菌污染指标:通常以单位体积水中大肠菌群数表示。 (个/L)用于判断水中是否存在病原菌(7)有毒物质指标:指水中重金属(如汞、镉、铅、铬、铜、锌、镍等)、农药(如六六六、DDT等)和其他有毒有害物质(砷、氰化物、氟化物、挥发性酚、石油类等)的浓度。品种繁多,检测内容视具体情况而定2、水体的主要污染源及其特点?(1)、点源:指工业污染源和生活污染源。A、工业废水:量大、含污染物多、成分复杂,在水中不易净化,处理困难。主要特性: SS含量高:3000mg/L(max) pH=2-13 需氧量高: COD:400-10000mg/L BOD: 200-5000mg/L 有机物一般难于溶解。对微生物起毒害作用 温度较高,排入自然水体会引起热污染 易燃:常含有低燃点的挥发性液体,如汽油、苯等, 多种多样有害成分:硫化物、汞、镉、砷等。过量使用洗涤剂B.生活污水:主要是日常洗涤用水,固体物质含量小于1%,产生恶质、腐臭和阴沟臭。*主要特性:SS含量:200-500mg/LBOD5: 100-400mg/L 含磷、氮、硫高,含大量合成洗涤剂,并含有多种微生物(细菌、病原菌等)2、面源农村灌溉用水和污水(造成农药污染、富营养化等)过量施用化肥污染水体3、水体中主要污染物及其危害?(一)化学性污染1、耗氧有机物碳水化合物、蛋白质、酯类、纤维素等有机物。来源:生活污水和某些工业废水(如食品工业、石油化工工业、制革工业等)危害:消耗水中溶解氧,从而影响水质,影响鱼类及其他水生生物的正常生活。2、植物性营养物主要指含有氮、磷等植物所需营养物的无机、有机化合物。来源:生活污水、某些工业废水和农田排水。危害:造成藻类大量繁殖,引起水体的富营养化。3、重金属污染在环境污染方面所说的重金属主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属。来源:电镀、冶金、化学等工业排放的废水。危害:重金属排入天然水体后不可能减少或消失,只能通过沉淀、吸附及食物链而不断富集,对生态环境及人体健康造成危害。例如:在水环境中微生物作用下,无机汞转换为毒性更大的有机汞。4、酸碱污染(1) 酸性废水的来源:矿山排水冶金和金属加工酸洗废水化肥、农药、粘胶纤维、酸法造纸等工业的废水雨水淋洗含SO2的空气后形成酸雨(2) 碱性废水的来源:主要来自碱法造纸、化学纤维制造、制碱、制革等工业废水。(3)酸碱污染的危害:改变水体的PH值,抑制细菌和其他微生物的生长,影响水体的生物自净作用。腐蚀船舶和水下建筑物。影响渔业,破坏生态平衡,并使水体不适于作饮用水源或其他工农业用水。5、难降解有机毒物污染指各种有机农药、有机染料及酚类、硝基苯、苯胺、多环芳烃等。特点:大多是人工合成的有机物,难以被微生物降解,能在水中长期稳定地存留,并通过食物链富集最后进入人体。危害:对人及生物具有毒性,有的能引起急性中毒,有的则导致慢性病,有的已被证明是致癌、致畸、致突变物质。(二)物理性污染1、悬浮物:各类废水中均有悬浮杂质危害:排入水体后影响水体外观,增加水体的浑浊度,妨碍水中植物的光合作用,对水生生物生长不利。2、热污染高温废水排放引起水体的温度升高的现象。危害:影响水生生物的生存及水资源的利用价值。使水中溶解氧减少,导致水体的自净能力下降。3、放射性污染来源:核电站、核武器试验、使用放射性物质的工业或民用部门危害:放射性物质经水和食物进入人体后,能在一定的部位蓄积,引起遗传变异或癌症。(三)生物性污染主要指致病菌及病毒的污染。来源:生活污水、医院污水和屠宰、制革、生物制品等工业废水。危害:引起疾病传播4、水体富营养化有何危害?(1) 使水味变得腥臭难闻在富营养状态的水体中生长着很多藻类,其中有一些藻类能够散发出腥味异臭。藻类散发出这种腥臭,向湖泊四周的空气扩散,直接影响、烦扰人们的正常生活,给人以不舒适感觉,同时,这种腥臭味也使水味难闻,大大降低了水质质量。(2) 降低水体的透明度在富营养水体中,生长着以蓝藻、绿藻为优势种类的大量水藻。这些水藻浮在湖水表面,形成一层 “绿色浮渣”,使水质变得浑浊,透明度明显降低,富营养严重的水质透明度仅有0.2米,湖水感官性状大大下降。(3) 影响水体的溶解氧首先是表层的密集藻类使阳光难以透射入湖泊深层,而且阳光在穿射过程中被藻类吸收而衰减,所以深层水体的光合作用明显受到限制而减弱,使溶解氧来源减少。其次,湖泊藻类死亡后不断向湖底沉积,不断地腐烂分解,也会消耗深层水体大量的溶解氧,严重时可能使深层水体的溶解氧消耗殆尽而呈厌氧状态,使得需氧生物难以生存。这种厌氧状态,可以触发或者加速底泥积累的营养物质的释放,造成水体营养物质的高负荷,形成富营养水体的恶性循环。(4)向水体释放有毒物质富营养对水质的另一个影响是某些藻类能够分泌、释放有毒性的物质,有毒物质进入水体后,若被牲畜饮入体内,可引起牲畜肠胃道炎症,人若饮用也会发生消化道炎症,有害人体健康。(5)影响供水水质并增加制水成本湖泊常常是生活饮用水和工业用水的供给水源。富营养水体在作为供给水源时,会给制水厂带来一系列问题。首先是在夏日高温藻类增殖旺盛的季节,过量的藻类会给制水厂在过滤过程中带来障碍,需要改善或增加过滤措施。其次,富营养水体由于缺氧而产生硫化氢、甲烷和氨等有毒有害气体,而且水藻产生的某些有毒的物质,在制水过程中,更增加了水处理的技术难度。既影响制水厂的出水率,同时也加大了制水成本费用。(6)对水生生态的影响在正常情况下,湖泊水体中各种生物都处于相对平衡的状态。但是,一旦水体受到污染而呈现富营养状态时,水体的这种正常的生态平衡就会被扰乱,某些种类的生物明显减少,而另外一些生物种类则显著增加。这种生物种类演替会导致水生生物的稳定性和多样性降低,破坏了湖泊生态平衡。5、废水的处理方法有哪些?一、废水的处理方法物理法、化学法、生物法(一)废水的物理处理法物理处理方法是利用物理作用分离去除废水中的油类、悬浮物以及其他固体颗粒。通常作为预处理与其他方法配合使用。从而保护后续处理