土木《环境工程概论》.pdf
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1、土木环境工程概论 1。环境 环境定义是以人类为主体的外部世界,即人类生存、繁衍和发展所必须和相关的外部条件的综合体。其中心实物是人类。包括自然因素、社会因素和经济因素三个部分。2.人类生存的环境,可分为自然环境和人工环境。自然环境:是指围绕人们周围的各种自然因素的总和,主要包括:水、大气、生物、土壤、岩石和太阳辐射等要素。人工环境:是指由人类的各种活动所形成的各种环境各种要素的综合体。地球环境(global environment)指大气圈中的对流层、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈,又称为全球环境,也有人称为地理环境 3.环境问题定义 环境问题是指由于人类活动作用于环境要素引起环境质量变化,这种
2、变化对人类的生产、生活和健康带来不利的影响。环境问题产生的根本原因:对环境的价值认识不足,缺乏妥善的经济发展规划和环境规划.环境问题的实质:是由于盲目发展,不合理开发利用资源而造成的环境质量恶化和资源浪费,甚至枯竭和破坏。环境问题的具体表现:(1)向自然环境任意排放废弃物;(2)不合理开发自然资源、破坏环境。环境问题的危害:(1)危及生物的生存;(2)制约经济和社会可持续发展 可持续发展”战略的九项原则:1建立一个可持续性社会;2尊重和保护生活社区;3改善人类生活质量;4保护地球的生命力和多样性;5维持在地球的承载能力之内;6改变个人的态度和生活习惯;7使公民团体能够关心自己的环境;8建立协调
3、发展与保护的国家网络;9创建全球性联盟。6。1962 年美国出版的 寂静的春天 一书标志着环境科学的诞生 7。我国环境保护基本政策中的三同时:同时设计、同时施工、同时投产。环境污染中“三废是指废气,废水,废渣 8。地球化学性疾病 概念:由于地壳表面各种化学元素分布不均,造成某一地区的水和土壤中某种元素过多或不足,再通过食物和饮水作用于人体而引起的疾病。我国最典型的地球化学性疾病有地方性甲状腺肿(碘缺乏)、克山病(低硒)、地方性氟中毒等。全球十大污染事件 1、马斯河谷烟雾事件 1930 年 比利时马斯河谷工业区。在这个狭窄的河谷里有炼油厂、金属厂、玻璃厂等许多工厂。12月 1 日到 5 日的几天
4、里,河谷上空出现了很强的逆温层,致使 13 个大烟囱排出的烟尘无法扩散,大量有害气体积累在近地大气层,对人体造成严重伤害.一周内有 60 多人丧生,其中心脏病、肺病患者死亡率最高,许多牲畜死亡。这是本世纪最早记录的公害事件.2、洛杉矶光化学烟雾事件 1943 年 夏季,美国西海岸的洛杉矶市。该市 250 万辆汽车每天燃烧掉 1100 吨汽油。汽油燃烧后产生的碳氢化合物等在太阳紫外光线照射下引起化学反应,形成浅蓝色烟雾,使该市大多市民患了眼红、头疼病.后来人们称这种污染为光化学烟雾.1955 年和 1970 年洛杉矶又两度发生光化学烟雾事件,前者有 400 多人因五官中毒、呼吸衰竭而死,后者使全
5、市四分之三的人患病。3、多诺拉烟雾事件 1948 年 美国的宾夕法尼亚州多诺拉城有许多大型炼铁厂、炼锌厂和硫酸厂。1948 年 10 月 26 日清晨,大雾弥漫,受反气旋和逆温控制,工厂排出的有害气体扩散不出去,全城 14000 人中有6000 人眼痛、喉咙痛、头痛胸闷、呕吐、腹泻.17 人死亡。4、伦敦烟雾事件 1952 年 自 1952 年以来,伦敦发生过 12 次大的烟雾事件,祸首是燃煤排放的粉尘和二氧化硫。烟雾逼迫所有飞机停飞,汽车白天开灯行驶,行人走路都困难,烟雾事件使呼吸疾病患者猛增.1952 年 12 月那一次,5 天内有 4000 多人死亡,两个月内又有 8000 多人死去。5
6、、水俣病事件 1953 1956 年 日本熊本县水俣镇一家氮肥公司排放的废水中含有汞,这些废水排入海湾后经过某些生物的转化,形成甲基汞.这些汞在海水、底泥和鱼类中富集,又经过食物链使人中毒。当时,最先发病的是爱吃鱼的猫。中毒后的猫发疯痉挛,纷纷跳海自杀。没有几年,水俣地区连猫的踪影都不见了。1956 年,出现了与猫的症状相似的病人。因为开始病因不清,所以用当地地名命名。1991 年,日本环境厅公布的中毒病人仍有 2248 人,其中 1004 人死亡.6、骨痛病事件 1955 1972 年 镉是人体不需要的元素。日本富山县的一些铅锌矿在采矿和冶炼中排放废水,废水在河流中积累了重金属“镉。人长期饮
7、用这样的河水,食用浇灌含镉河水生产的稻谷,就会得“骨痛病”.病人骨骼严重畸形、剧痛,身长缩短,骨脆易折.7、日本米糠油事件 1968 年 先是几十万只鸡吃了有毒饲料后死亡。人们没深究毒的来源,继而在北九州一带有 13000多人受害。这些鸡和人都是吃了含有多氯联苯的米糠油而遭难的。病人开始眼皮发肿,手掌出汗,全身起红疙瘩,接着肝功能下降,全身肌肉疼痛,咳嗽不止。这次事件曾使整个西日本陷入恐慌中。8、印度博帕尔事件 1984 年 12 月 3 日,美国联合碳化公司在印度博帕尔市的农药厂因管理混乱,操作不当,致使地下储罐内剧毒的甲基异氰酸脂因压力升高而爆炸外泄.45 吨毒气形成一股浓密的烟雾,以每小
8、时5000 米的速度袭击了博帕尔市区。死亡近两万人,受害 20 多万人,5 万人失明,孕妇流产或产下死婴,受害面积 40 平方公里,数千头牲畜被毒死。9、切尔诺贝利核泄漏事件 1986 年 4 月 26 日,位于乌克兰基辅市郊的切尔诺贝利核电站,由于管理不善和操作失误,4 号反应堆爆炸起火,致使大量放射性物质泄漏。西欧各国及世界大部分地区都测到了核电站泄漏出的放射性物质.31 人死亡,237 人受到严重放射性伤害。而且在 20 年内,还将有 3 万人可能因此患上癌症。基辅市和基辅州的中小学生全被疏散到海滨,核电站周围的庄稼全被掩埋,少收 2000 万吨粮食,距电站 7 公里内的树木全部死亡,此
9、后半个世纪内,10 公里内不能耕作放牧,100 公里内不能生产牛奶 这次核污染飘尘给邻国也带来严重灾难。这是世界上最严重的一次核污染。10、剧毒物污染莱茵河事件 1986 年 11 月 1 日,瑞士巴塞尔市桑多兹化工厂仓库失火,近 30 吨剧毒的硫化物、磷化物与含有水银的化工产品随灭火剂和水流入莱茵河。顺流而下 150 公里内,60 多万条鱼被毒死,500公里以内河岸两侧的井水不能饮用,靠近河边的自来水厂关闭,啤酒厂停产。有毒物沉积在河底,将使莱茵河因此而“死亡”20 年。9.环境污染物 概念:人们在生产、生活过程排入大气、水和土壤中,引起环境污染或导致环境破坏的物质称环境污染物。有些环境污染
10、物会对人产生三致作用,即致癌、致畸、致突变.按环境污染物的来源,环境污染物可分为:生产性污染物,生活性污染物,放射性污染物,交通、通讯工具污染物,其它污染物.10。环境污染影响人类健康的特点 影响范围广;作用时间长;作用途径多样;污染物浓度变化大,作用复杂。11.公害病 概念:因环境污染而引起的地区性疾病。特征:(1)是由人类活动造成的环境污染引起的疾患(2)有害健康的环境污染因素复杂(3)一般为长期陆续发病(4)属于新病种 12.水资源 狭义定义:指参与自然界循环,通过陆地间的水分交换,陆地上逐年可得到更新的淡水资源 地球上可供人类利用的淡水占全球淡水总储量的 0.3%。13.中国水资源的特
11、点(1)数量上:“总量不少,人均和耕地亩均少”(2)空间分布上:“南方多、北方少,东部多、西部少”(3)时间分配上:“夏秋两季多,冬春两季少,各年之间变率大”14。水资源危机 概念:可利用水或供水出现不能满足维持正常生活、生产以及自然生态系统平衡的需求状况。分类:缺水型水资源危机、污染型水资源危机。25.中国水资源开发利用问题(1)水资源供需矛盾突出;(2)用水浪费,加剧水资源短缺;(3)水环境质量恶化趋势加剧了水资源的短缺;(4)盲目开采地下水造成地面下沉;(5)河湖容量减少,环境功能下降;(6)水资源管理效率低下。21.水体污染 概念:指排入水体的污染物在水体中的含量超过了该物质在水体的本
12、底含量和水体的自净能力,从而破坏了水体原有的用途,并达到影响人类正常生产、生活及影响生态平衡的现象。水体污染的原因:自然原因、人为原因。22.水体富营养化 概念:是指氮、磷等无机营养物大量进入湖泊、海湾等相对封闭、水流缓慢的水体,引起藻类和其它水生植物大量繁殖,水体溶解氧下降,水体恶化,其它水生生物大量死亡的现象.富营养化发生在淡水中的称“水华”,海水中的称“赤潮”。水体富营养化的危害:(1)影响供水;(2)影响休闲渔业;(3)影响水产养殖 23.水体污染源 定义:指造成水体污染的污染物的发生源,通常是指向水体排入污染物或对水体产生有害影响的场所、设备和装置。根据污染物来源,水体污染源可分为:
13、天然污染源和人为污染源。人为污染源按人类活动可分:工业、农业、生活、交通等污染源。24.水体主要污染物 固体污染物;需氧污染物;植物营养性污染物;酸碱污染物及一般无机盐类;有毒污染物;生物污染物;油类污染物.25.水质 定义:水质,即水的品质,是指水与其中所含杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合特性。水质指标是表示水中杂质的种类、成分和数量,是判断水质的具体衡量标准。水质指标分类:第一类 物理性水质指标 第二类 化学性水质指标 第三类 生物性水质指标 常用水质指标:pH 值;总固体(TS);悬浮固体(SS);溶解固体(DS);生化需氧量(BOD);化学需氧量(COD);总有机炭(TOC
14、);总需氧量(TOD);溶解氧(DO)。水中的污染物在以微生物为媒介的氧化过程中要消耗水中的溶解氧,其所消耗的溶解氧量称作生化需氧量(或生物耗氧量,即 BOD)水中有机物出于微生物的生化作用进行氧化分解,使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。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称作化学需氧量(COD)所谓化学需氧量(COD),是在一定的条件下,采用一定的强氧化剂处理水样时,所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标.水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。但主要的是有机物。因此,化学需氧量(COD)又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标.
15、PM2.5(particulate matter)是指大气中直径小于或等于 2。5 微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物.它的直径还不到人的头发丝粗细的 1/20。虽然 PM2.5 只是地球大气成分中含量很少的组分,但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比,PM2.5粒径小,富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。2012 年 2 月,国务院同意发布新修订的环境空气质量标准增加了 PM2。5 监测指标。26。地表水环境质量标准(GB 3838-2002)中:将地表水的水质分为五类:类主要适用于源头水、国家自然保护区;类
16、主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等;类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、泅游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区;类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区;类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。27。水体自净 概念:水体能在其环境容量的范围以内,经过水体的物理、化学和生物等作用,使排入水体的污染物质的浓度和毒性随着时间的推移在向下游流动的过程中自然降低,恢复到受污染前的状态,这个过程称为水体的自净作用.28。水污染防治的基本途径:实行“防、治、管”相结合。“防”是指对污染源的控制;“治
17、”是废水的各种治理措施;“管”是指对污染源,水体及处理设施的管理。29。废水处理方法的分类 按照废水处理的作用原理可分为:物理法、化学法、物理化学法、生物法。物理法:沉淀法、过滤法、离心分离法、气浮法、蒸发结晶法、反渗透法等。化学法:混凝法、中和法、氧化还原法、电化学法等.物理化学法:吸附法、离子交换法、膜分离法、汽提法、萃取法、吹脱法等。生物法:厌氧生物法、好氧生物法。30。废水处理 废水处理的基本任务是采用各种方法将废水中的污染物分离出来,或将其转化为无害的物质,从而使废水得到净化。按照废水处理程度,废水处理划分:一级处理(预处理)二级处理(生物处理)三级处理(深度处理)一级处理主要任务:
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