中性的
r=rd
不稳定的
r>rd
12、不同稳定层结下的烟型及其对应的大气层结:
①翻卷型(波浪型):
出现在温度层结不稳定情况下(阳光较强的白天,中午前后),r-rd>0;
②锥形:
发生在中中性条件下,即r-rd≈0,烟气扩散向前推动良好,比翻卷型好。
会对下风向的地区产生污染。
③平展型:
发生在烟囱出口处于逆温层中,即r-rd<-1;烟囱很高时,近处地面不会造成污染,在远方会造成污染;烟囱很低时,会造成近地面严重污染。
④上升型(屋脊型):
下部稳定,r-rd<0,上部不稳定,r-rd>0;一般在日落前后出现,持续时间较短,对近地面污染较小。
⑤熏蒸型(漫烟形):
常出现在日出后,,一般为上午8-10时,持续时间短。
烟流下部r-rd>0,上部r-rd<-1。
13、影响大气污染物扩散的因素:
(1)气象因素:
✎风的影响:
①风向:
影响大气中污染物输送的方向
②风速:
影响大气中污染物和空气混合速度,决定污染物浓度的高低
✎温度层结:
大气稳定度
①不稳定型:
有利于污染物质的稀释、扩散,不易发生大气污染事件
②中性型:
不利于污染物的稀释和扩散
③稳定型:
容易出现大气污染事件
(2)地理因素:
✎动力效应:
地形地物
✎热力效应:
山谷风、海陆风
✎城市热岛效应
(3)、其他因素:
✎污染物的性质和成分
✎污染源的几何形状和排放方式、解决措施
14、大气中污染物的扩散模式及其来源:
点源:
工厂
线源:
交通——变改汽车燃料的空燃比(空气和燃料的比值)
面源:
15、烟气除尘技术——除尘设备的效果
机械除尘器——包括沉降室和旋风除尘器,作用直径大于40微米。
其中的干式旋风除尘器对5微米以下的尘粒去除效果达50%
湿式除尘器——有喷水塔式、填料塔式、离心洗涤器、文丘里洗涤器等多种。
作用直径大于10微米,去除率可达90%,缺点是耗能高,污水需处理。
过滤式除尘器——对直径在1微米颗粒去除率接近100%,适用于含尘浓度低的气体,其缺点是维修费高,不耐高温
静电除尘器——对粒径很小的尘粒具有较高的去除效率,不受含尘浓度和气流影响,但设备投资高,技术要求高
第四章水体环境
1、水体与水质的区别:
水质:
水相的质量或性质。
通过水体的物理、化学和生物的特征及组成状况,反映水体环境自然演化过程和人类活动影响的程度。
水体:
包括水质、水生生物、河床底泥和水中悬浮物。
2、水体污染:
当污染物进入河流、湖泊、海洋或地下水等水体后,其含量超过了水体的自然净化能力,使水体的水质和水体底质的物理、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的现象。
水体污染与否,看其用途或功能是否发生变化
2、水体污染与水体自净的关系:
水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量,从而导致了谁踢得物理特征、化学特征和生物特征发生不良变化,破坏了水中固有的生态系统,破坏了水体的功能及其在经济发展和人们生活中的作用。
水体能够在其环境容量的范围以内,通过物理、化学、生物的作用,使排入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,称为水体的自净作用。
排入水体的污染物质一旦超过了水体的自净能力,使水体恶化,达到了影响水体原有用途的程度就可以说水被污染了。
3、水体污染物测定指标
(1)物理指标:
透明、浊度、温度、悬浮物、放射性等。
(2)化学指标:
pH值、硬度、有机物、有机毒物、无机毒物等
耗氧有机物测定指标:
化学需氧量(COD):
在一定严格条件下,用化学氧化剂(重铬酸钾、高锰酸钾),氧化水中有机污染物时消耗氧化剂的量。
生化需氧量(BOD):
在有氧的情况下,微生物(主要是细菌)分解水中的有机物质的生物化学过程中所需溶解氧的量。
生化需氧量愈高,表示水中需氧有机物愈多。
生化需氧量的反应速度在很大程度上取决于微生物的种类、数量及温度。
溶解氧(DO):
溶解于水中的分子氧,一般以每升所含氧的毫克数表示(mg/L)。
水体中溶解氧的含量与植物的光合作用和大气曝气作用(大气复氧)有关。
(3)微生物学指标:
反映水体受生物性污染的过程及饮用水的卫生安全程度,指标包括:
细菌总数:
100个/ML(饮用水卫生标准)
大肠菌群:
3个/L(饮用水卫生标准)
2000个/L(地面水标准中Ⅱ类水体标准)
5、污染物在水体中的扩散----三种运动形式
(1)推流迁移:
污染物在水流作用下产生的迁移作用。
只改变水流中污染物的位置,不能降低污染物的浓度。
(2)分散作用:
假定污染物质点的动力学特性和水质点是一致的,分为三种
※分子扩散:
由质点的随机运动引起的质点分散现象,其过程服从费克第一定律。
※湍流扩散:
河流水体的湍流场中质点的各种状态(流速、压力、浓度等)的瞬时值相对于平均值的随机脉动而导致的分散现象。
※弥散作用:
由空间各点湍流流速的时平均值与流速时平均值的空间平均值的系统差所产生的分散现象。
(3)污染物的衰减和转化
保守物质——进入水体后,随水流运动不断变换所处的空间位置,由于分散作用不断向空间扩散而降低其初始速度,但不改变总量。
非保守物质——不断扩散降低浓度;污染物自身衰减而加速浓度降低。
两种衰减的方式:
由自身的运动变化规律决定;在水环境因素的作用下,因化学或生物的反应而不断衰减。
总结(如图所示):
推流迁移:
总量不变、分布不变
推流迁移+分散:
总量不变、分布改变
推流迁移+分散+衰减:
总量改变、分布改变
6、河流水体中污染物扩散的稳态解——三种模型
一维模型:
小河流——有一定长度,河不是很宽,河水较浅;
二维模型:
中等河流—有一定河长,河宽较大,河水较浅;
三维模型(S-P模型):
大型河流—河流较长,河宽较大,河水较深
7、水体富营养化
定义:
由于氮、磷等植物营养物质含量过多而引起的水质污染现象称为水体富营养化,是湖泊演化过程中的一个概念。
一般发生在湖泊、河口、水库、沼泽、海湾等缓流水体中。
类型:
天然富营养化、人为富营养化
过程:
(课本P89-90)
危害:
①DO降低,使鱼类难以生存;
②藻类种类减少,危及鱼类生存。
因有些藻类有胶质膜,有的甚至有毒,不能成为良好的饵料;
③危害水源,硝酸盐、亚硝酸盐对人、畜都有害;
④加快湖泊老化的进程。
防治途径:
Liebig最小值定律:
植物的生长决定于外界供给它所需养分中数量最小的那一种。
控制富营养化的速度可以从限制藻类所需任何一种养分着手。
不同藻类的限制因子不一样,根据藻类本身的组成、生长阶段和环境中营养元素提供的数量。
以太湖为例:
①人畜粪便取代化肥,一来减缓土地板结的趋势,二来减少流入河道的污染量。
②重视富营养化带来的经济效益与副产品,包括从污泥消化中获得低成本的能源(沼气);将污泥做成肥料;灌溉施肥。
特征:
①浮游生物大量繁殖,水中溶解氧含量降低;
②水体中藻类的种类减少,个体迅速增加;
③因占优势的浮游藻类颜色不同,水面往往呈现蓝、红、棕、乳白等颜色,海水中出现叫“赤潮”、淡水中称“水华”。
8、重金属元素在水体中的迁移转化
(1)重金属化合物的沉淀-溶解作用
①对离子键化合物来说,溶解度随着离子半径的增大和电价的减少而增加。
②相互结合的离子的半径差别愈小,其离子化合物愈牢固,即越难溶解。
③重金属的所有氯化物与硫酸盐都是易溶的,其碳酸盐、氢氧化物和硫化物是难溶的。
(2)重金属的氧化还原转化
重金属元素在水环境中存在的价态不同,其溶解度不同,迁移转化的能力不同,危害程度不同,铜、钒在氧化环境中迁移能力强,铁、锰化合物在还原环境表现出较强的迁移能力。
(3)重金属的络合作用
在水环境中存在着多种多样的天然和人工合成的配位体,它们能与重金属离子形成稳定度不同的络合物或螯合物,对重金属元素在水环境中的迁移在很大影响。
重金属离子的水解过程实际上是它们与羟基(-OH)的络合过程。
(4)重金属的胶体化学吸附迁移转化
胶体的吸附作用是使重金属从不饱和的溶液中转入固相的主要途径。
水环境中胶体的吸附机制:
水体中胶体微粒的凝聚:
A.离子交换吸附重金属化合物被吸附在有机胶体、无机胶
B.溶液中水解,而后吸附体和矿物微粒上以后,就随它们在水体中
C.吸附、并在表面上水解运动。
D.腐殖质微粒对重金属离子的吸附
某些重金属的甲基化作用:
甲基汞脂溶性强,可以通过食物链在生物体内逐渐浓缩,最后进入人体。
9、城市污水的处理
(1)一级污水处理
方法:
通过机械过滤、筛滤等,去除废水中呈悬浮物状况的污染物,排放前再进行氯化消毒。
效果:
可除掉35%的BOD和60%的SS,为初级处理。
处理后的水只适合向自净能力非常强的水体排放
(2)二级污水处理
方法:
为生化处理。
主要去除耗氧有机物(BOD5)。
可大幅度去除污水中呈胶态和溶解态的有机物。
效果:
去除75%~90%的BOD,90%的悬浮物质,25%的N,10%-30%的P。
除去污水中的耗氧有机物,保护DO,但不能控制水体富营养化。
(3)三级污水处理
方法:
主要去除难降解物质(N、P)。
又称污水的高级处理或深度处理,主要采用物理化学法、生物法实现。
效果:
去除N、P等污染物。
去除99%的SS、BOD,50%-95%的N,94%的P。
基本上去处了N、P等植物性营养物质,防止水体富营养化。
三级处理后
的水可再次作为生活用水。
第5章土壤环境
1、土壤:
是环境中特有的组成部分,是位于陆地表面呈连续分布,具有肥力并能生长植物的疏松层,它是一个复杂的物质体系。
2、土壤污染
定义:
是指人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度,引起土壤质量恶化,并影响到植物的生长发育以及产量和质量的下降的现象。
特点:
隐蔽性和潜伏性、持续性和积累性、不可逆性和恢复的长期性、毒性的缓效性
3、土壤净化与土壤污染的关系
土壤净化是指土壤本身通过吸附、分解、迁移、转化,而使土壤污染的浓度降低而消失的过程。
土壤发挥自净功能的三个作用分别为:
①挥发、扩散;②沉淀、胶体吸附;③生物和化学降解。
只要土壤污染物浓度减小或不能进入生物循环就可称为土壤净化。
4、背景值
定义:
在各区域正常地质地理条件和地球化学条件下元素在各类自然体(岩石、风化产物、土壤、沉积物、天然水、近地大气等)中的正常含量。
土壤环境中重金属的背景值:
指一定区域内自然状态下未受人为污染影响的土壤中重金属元素的正常含量。
土壤中重金属元素背景值的检验方法:
(1)平均值加标准差法
(2)差异检验法(上下层比较法)
(3)4D法(有计算题)
(4)富集系数法
(5)元素相关分析法
5、重金属元素迁移转化的影响因素:
(1)土壤的氧化还原条件
铁、锰和砷属于氧化难溶性重金属,镉、铬、铜、钒等属于还原难溶性物质。
以水稻田土壤中的Cd为例:
灌溉期,形成还原性环境,镉主要以CdS形式存在,抑制Cd2+的迁移,难以被植物所吸收。
落干期,造成氧化淋溶环境,S2-氧化成SO42-,引起pH降低,镉溶解在土壤中,易被植物吸收。
(2)土壤的酸碱度
当pH值下降时,土壤中重金属溶解,酸性土壤作物受害。
通常,重金属的硫化物,氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐的溶解度较小,重金属离子在土壤中常以上述化合物的沉淀形式存在。
(2)土壤胶体的吸附作用
同一类的土壤胶体对阳离子的吸附与阳离子的价态有关。
与土壤的胶体性质有关:
矿物类型,化学组成,阳离子交换量,比表面积等有关。
胶体对重金属的吸附分两种:
一种是吸附在胶体表面,较易释放,对土壤是暂时的解毒;另一种是将重金属吸附在胶体矿物的晶格中,很难释放,不利于重金属的迁移转化。
(3)土壤中重金属络合与螯合作用
重金属离子的浓度较低时,主要是以络离子的形式存在。
络合作用可以改变重金属氢氧化物的溶解度,使元素迁移能力增强。
螯合作用:
多个配位体与一个重金属离子形成封闭的环状化合物。
一般来说,当金属离子浓度高时以吸附为主;而在低浓度时以络合-螯合为主。
(5)生物代谢作用
重金属在土壤中富积,通过生物放大作用,进入生物代谢中;
重金属可在微生物作用下转化成毒性更大的金属有机化合物。
6、主要的农药类型
1.按存在状态对象:
粉状、可溶性溶液、挥发性液体
2.几种常用的农药类型
有机氯剂:
DDT、六六六(林丹)
有机磷剂
氨基甲酸酯类农药
除草剂(除莠剂)
7、影响农药在土壤中残留的因素
(1)化学农药本身的性质
挥发性、溶解性、化学稳定性、剂型等。
(2)土壤性质的影响
土壤质地、温度、水分、pH、微生物等。
8、农药在土壤中的残留量
①半衰期:
指土壤中的农药因降解等原因使其浓度减少一半所需的时间。
②残留期:
指土壤中的农药因降解等原因使其含量减少75%-100%所需的时间。
③残留量:
指土壤中的农药因降解等原因含量减少而残留在土壤中的数量。
9、农药在土壤中转化(B卷)(详见PPT60—78)
土壤胶体对化学农药的吸附作用——物理吸附、离子交换吸附、氢键吸附
化学农药在土壤的挥发和扩散——气迁移和液迁移
化学农药在土壤中的降解——光化学降解、化学降解、生物降解
化学农药在土壤环境中的残留性及危害
第6章固体废物与环境
1、固体废物概念:
指在生产和生活活动中丢弃的固体或泥状物质,包括从废水、废气中分离出来的固体颗粒物。
一般指在某个系统中不可能再加工利用的部分物质。
固体废物是一个相对概念。
2、固体废物的分类:
按其化学性质可分为:
有机废物和无机废物;
按其形状可分为:
固体废物(粉状、粒状、块状)和泥状废物(污泥);
按其危害状况可分为:
有害废物(指有易燃性、易爆性、腐蚀性、毒性、传染性、放射性等废物)和一般废物。
应用较多的是按其来源进行分类,分为:
工业固体废物、矿业固体废物、农业固体废物、城市垃圾和有害废物五类。
3、固体废物的特点
①资源和废物的相对性
固体废弃物具有鲜明的时间和空间特征,是错误时间放在错误地点的资源。
②富集终态和污染源头的双重作用
③危害具有潜在性、长期性和灾难性
4、固体废物的防治与综合利用:
“三化”——减量化、无害化、资源化
5、固体废物的处理方法:
减量化处理方法:
①城市固废:
改变燃料结构;净菜上市;避免过度使用和减少一次性商品的使用,加强产品的生态设计;推行垃圾的分类收集;搞好产品的回收、利用的再循环。
②工业固废:
淘汰落后生产工艺;推广清洁生产工艺;发展物质循环利用工艺;
无害化处理方法:
堆存法、填埋法、堆肥法、焚烧法、压缩固化法、海洋处置
第7章噪声污染及控制
1、噪声含义:
凡是干扰人们休息、学习和工作的声音,使人讨厌、受害和不需要的声音,统称为噪声。
此外,振幅和频率杂乱、断续或统计上无规则的声振动,也称为噪声。
2、噪声污染含义:
是指噪声对周围环境造成的不良影响
噪声作为一种感觉污染,可以归纳为四类:
(1)过响声,如飞机起飞的轰鸣;
(2)妨碍声,虽然不响,但妨碍