环境学概论复习资料.docx

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环境学概论复习资料

第一章环境、环境科学与环境学

1、如何理解环境的含义？

从哲学上讲:

环境总是相对于某一中心事物而言，与某一中心事物有关的周围事物，就是这个中心事物的环境。

环境因中心事物不同而不同，随中心事物变化而变化。

环境科学所研究的“环境”，其中心事物是人类，与人类有关的周围事物，即人类生存、繁衍和发展所必须的各种自然因素和社会因素的总和。

2、环境要素的含义及其特点？

又称环境基质，指构成人类环境整体中各个独立的、性质不同的，但又服从整体演化规律的基本物质组分，即环境组成的最小单位

特点

1最差（小）限制律

2　等值性

3环境的整体性大于环境诸要素之和

4环境诸要素出现有先后，但互相联系，互相依赖

3、环境的功能特性有哪些？

一、整体性二、有限性三、不可逆性四、隐显性

五、持续反应性六、灾害放大性七、可塑性

4、何谓环境本底值、环境容量与环境自净能力

（1）、环境的本底值

　环境在未受污染影响时，环境中化学元素的含量和分布的正常值，称为环境的本底值。

（2）、环境容量

　在人类生存和自然环境不致受害的前提下，环境可容纳污染物的最大负荷量，称为环境容量

（3）、环境的自净能力

　污染物或污染因素进入环境后，由于环境对污染物的物理、化学和生物的作用而逐步被转化为无害物质，此种作用称为环境的自净能力。

5、举例说明环境的隐显性、持续反应性和灾害放大性。

v隐显性

环境受到污染与破坏，其危害的后果往往要过一段时间才显露出来，这便是环境的隐显性。

除了某些重大的环境污染与破坏事故事件（森林大火、农药厂事故等）可直观其后果外，其它的环境污染与破坏对人类的影响，其后果的显现，要有一个过程，需要经过一段时间。

例如，日本汞污染引起的水俣病，需要经过20年的时间才显现出来；又如DDT农药，目前各国均已停止使用，但已进入生物圈和人体中的还要经过几十年，才能从生物中彻底排除。

v持续反应性

环境的持续反应性，表现为环境的污染与破坏不止危害一次，往往多次危害。

例如:

有些污染物、污染因素侵犯人体或其它生物体，不仅危害受害者本身而且会产生遗传变异，造成对一代乃至后世几代的危害。

目前中国每年出生缺陷婴儿300多万，这可能与环境污染有关。

再如中国黄河流域，在几千年前把生态平衡破坏了，至今仍给炎黄子孙带来无尽的水旱灾害

v灾害放大性

环境受到污染与破坏，有些情况开始时，危害不大，但这种污染与破坏，经过环境的放大作用，其危害程度会明显地加大，这便是环境的灾害放大性。

　　例如，某河流的上游小片森林被毁坏，则可能造成下游地区的水、旱灾害；化石燃烧燃料，释放出SO2和CO2，终于酿成了酸雨和温室效应；使用氯氟烃（氟里昂）导致臭氧耗损，可见环境的灾害放大性是何等的严重。

　　　环境的持续反应性和环境的灾害放大性也可入并入环境的隐显性中，是隐显性的两个特例

6、环境的有限性包括哪些

v有限性

1、环境的本底值

2、环境容量

3、环境的自净能力

7、如何理解环境质量的含义？

环境质量

指在一个具体的环境内，环境的总体或环境的某些要素，对人类的生存和繁衍以及社会经济发展的适宜程度，是反映人类的具体要求而形成的环境评定的一种概念。

人类常用“环境质量”的好坏来表示环境遭受污染或破坏的程度。

显然，环境质量是对环境状况的一种描述。

环境质量包括大气环境质量、水环境质量、土壤环境质量、城市环境质量、生产环境质量和文化环境质量等。

第二章当代世界环境问题

1、什么叫环境问题？

什么叫环境污染？

过去，人们把环境污染等同于环境问题，而把地震、水、旱、风灾等认为属于自然灾害。

事实上，有许多自然灾害是由于人类的经济活动和其他活动所引起的，也属于环境问题的范畴。

（1）、广义的环境问题

由自然力或人力引起的环境破坏和环境质量变化，最后直接或间接影响到人类生存和发展的一切客观存在的问题。

（2）、狭义的环境问题

由于人类的生产和生活活动引起的环境破坏和环境质量变化，最后直接或间接影响到人类生存和发展的一切客观存在的问题。

环境污染

指有害物质或因子进入环境，使环境的化学组成或物理状态发生了变化，造成环境质量恶化，从而对人类和生物的生存和发展产生不利影响的现象

2、环境问题的分类？

从引起环境问题的根源考虑，可将环境问题分为两类:

（1）原生环境问题

是由自然力引起的环境问题（第一环境问题），主要指地震、洪涝、干旱、滑坡等自然灾害问题，对于这类环境问题，目前人类的抵御能力还很薄弱。

（2）次生环境问题

是由于人类活动所引起的环境问题（第二环境问题），它可分为环境污染和生态环境破坏两类。

而环境污染还可以进一步分为物质污染和物理污染。

次生环境问题:

又可分为环境污染和生态环境破坏两类。

而环境污染还可以进一步分为物质污染和物理污染。

原生环境问题

物质污染

环境问题环境污染

物理污染

次生环境问题

生态环境破坏

3、何谓全球环境问题？

当前世界关注的全球环境问题有哪些？

1、全球环境问题，是指引起全球范围内生存环境退化的问题。

2、全球环境问题有哪些？

　包括:

人口问题、城市化问题、淡水资源短缺问题，物种灭绝问题、海洋污染问题、危险废弃物越境转移问题、全球变暖、臭氧层破坏、酸沉降（酸雨）以及食品安全问题。

*人口问题是产生一切环境问题的根源

4、全球性的大气环境问题有哪些？

“全球变暖”，“臭氧层破坏”和“酸沉降（酸雨）”三大全球性大气环境问题。

5、物理污染与物质污染的特点？

（1）物质污染：

特点：

污染源停止排出污染物以后，污染并不马上消失，还会存在较长的时间。

（2）物理污染：

特点：

污染源停止排出能量以后，污染立即或很快消失。

第三章生态学基础

1、何谓生态系统？

生态系统如何组成？

它具有那些特征、结构与功能特性？

生态系统（ecosystem）

由生物群落与生存环境之间构成的具有一定功能的综合体就是生态系统。

特征:

开放性、运动性、自我调节性、相关性、演化性

结构

生态系统的各个基本组分不是简单的组合在一起，而是具有一定的形态结构和营养结构。

一、生态系统的形态结构

生态系统的生物种类、种群数量、种的空间配置（水平分布、垂直分布）、种的时间变化（发育、季相）等构成了生态系统的形态结构。

例如，一个森林生态系统中动物、植物和微生物的种类和数量基本上是稳定的。

（1）在空间分布上:

自上而下具有明显的分层现象。

植物：

地上有乔木、灌木、草本、苔藓；地下有浅根系、深根系及其根际微生物。

动物：

鸟类在树上建巢，兽类在地面筑窝，鼠类在地下掘洞。

（2）水平分布上:

森林内部、森林边缘的植物、动物的分布也明显不同。

植物的种类、数量及其空间位置是生态系统的骨架，是整个生态系统形态结构的主要标志。

能量金字塔与生物量金字塔

二、生态系统的营养结构：

指生态系统中各组成部分之间建

立起来的营养关系。

其营养结构的模式可用图3—4表示。

由于各生态系统的环境、生产者、消费者和还原

者的不同，就构成了各自的营养结构。

营养结构是生态系统中能量流动和

物质循环的基础，是生态系统各种结构中最重要的结构。

1、食物链

所谓食物链，就是生态系统中，一种生物以另一种生物为食，彼此形成一个以食物联结起来的链锁关系。

食物链是营养结构的主要形式。

按照生物间的相互关系，一般可把食物链分成四类：

（1）捕食性食物链：

又称放牧式食物链，它以植物为基础，

其构成形式是：

植物→小动物→大动物。

后者可以捕食

前者，如在草原上，青草→野兔→狐狸→狼；

在湖泊中，藻类→甲壳类→小鱼→大鱼。

（2）碎食性食物链：

它以碎食物为基础（碎食物是由高等植物叶

子的碎片经细菌和真菌的作用，再加入微小的藻类构成）。

这种食物链的构成形式是：

碎食物→碎食物消费者→小食肉动物→大食肉动物。

如在某些湖泊或沿海，树叶碎片及小藻类→虾（蟹）→鱼→食鱼的鸟类。

（3）寄生性食物链：

它以大型生物为基础，由小型生物寄生到大型生物身上构成。

例如老鼠→跳蚤→细菌→病毒。

（4）腐生性食物链：

它以腐烂的动植物遗体为基础。

如植物残体→蚯蚓→节肢动物。

2、食物网

在生态系统中，一种消费者可以吃多种食物，而同一种食物又可能被不同的消费者所食。

因此各食物链之间又可以相互交错相联，形成复杂的网状食物关系，称其为食物网。

3、营养级

（1）概念：

食物链每一个环节上的物种，就是一个营养级。

它既从前一个营养级得到能量，又向下一个营养级提供能量。

初级生产营养级（绿色植物）1→食草动物营养级2→小型食肉动物营养级3→大型食肉动物营养级4，营养级通常为4～5级（为什么？

）。

每一级为下一级提供的能量大约只相当固有能量的10％左右，即通常所说的“十分之一法则”。

这种梯阶递减状态，好像一个金字塔，所以生态学上称其为能量金字塔以及生物量金字塔、生物数目金字塔等。

2、何谓食物链？

它分几类？

何谓食物链的营养级

所谓食物链，就是生态系统中，一种生物以另一种生物为食，彼此形成一个以食物联结起来的链锁关系。

食物链是营养结构的主要形式。

按照生物间的相互关系，一般可把食物链分成四类：

碎食性食物链、碎食性食物链、寄生性食物链

、腐生性食物链

4、何谓“十分之一法则”

生态系统中的能量在沿各个营养级顺序向前传递时，由于各个环节上物种的自身消耗而急剧地递减。

每一级为下一级提供的能量大约只相当固有能量的10％左右，即通常所说的“十分之一法则”。

5、为什么食物链（或营养级）层次不可能太多，一般仅四五级

１）绿色植物对太阳能的利用率很低，只有1%。

2）能量只能沿一个方向流动。

3）能量在流动过程中，逐渐减少。

4）各级消费者之间能量利用不高，后一个营养级的能量总小于前一营养级的能量。

前后两级营养级之间能量利用平均为１０％。

６、何谓生态平衡？

破坏生态平衡的认为因素有哪些？

试列举你熟知的破坏生态平衡的例子。

在一定时期内，生态系统中的生产者、消费者和还原者之间都保持着一种动态的平衡，这种平衡状态就叫生态平衡。

1）、自然原因

2）、人为因素

（１）物种改变引起平衡的破坏　　　　举例，澳大利亚兔子，中国保护野猪、大象，引进水葫芦等

（2）环境因素改变引起平衡的破坏　　例如水污染引起水中生物灭绝而造成水生生态系统的平衡破坏。

（３）信息系统的破坏引起平衡的破坏　　例如某些动物在生殖时期，雌性个体会排出一种性信息素，靠这种性信息素引诱雄性个体来繁殖后代。

如果人们排放到环境中的某些污染物与某一种动物排放的性信息素作用相同，就会破坏这种动物的繁殖，改变生物种群的组成结构，使生态平衡受到影响。

第四章大气环境污染与控制

1、你对空气污染和大气污染有何认识。

2、详细叙述大气污染源、污染物分类。

（3）按污染物排放的方式划分

①点源（高架源）

②线源

③面源

（4）按污染物产生的类型划分

①工业污染源

②农业污染源

③交通运输污染源

④生活污染源

按污染物质的来源可分为天然污染源和人为污染源两类。

（1）按污染源存在的形式划分

①固定污染源

②移动污染源

（2）按污染物排放的时间划分

①连续源

②间断源

③瞬时源

大气污染物分类

（1）、按污染物存在的形式划分

①气态污染物②颗粒污染物

（2）按污染物形成过程划分

可以分为一次污染物和二次污染物。

一次污染物又可分为反应性污染物和非反应性污染物。

3、试分析空气急性效应与慢性中毒的区别。

4、试指出大气是由哪些组分组成的？

大气是多种气体的混合物，它的组成可以分为恒定组份、可变组份和不定组份三种。

　5、试述大气圈的结构特点？

　　　根据大气在垂直方向上温度、化学成分、电荷等物理性质的差异，同时考虑大气的垂直运动状态，可将大气圈分为五层：

对流层、平流层、中间层、热成层、逸散层。

②整层气流比较稳定，没有强烈的对流运动，以水平运动为主，平流层由此得名。

　　③一般没有像对流层中那样复杂的天气现象。

　　　飞机一般在平流层中飞行比较安全。

（3）中间层

　它是自平流层顶到高度约85km的大气层。

特点：

　　①气温随高度迅速下降，这与臭氧层强烈吸收太阳辐射有关。

　　②有强烈的对流运动，称为高空对流层。

（4）热成层（暖层）

　它自中间层顶到800km的大气层。

特点：

　　①温度随高度增高而迅速上升（原因下部为氮原子不吸收紫外线、上部为氧原子吸收紫外线）。

②空气稀薄，难以传声。

③层内空气处于高度电离状态，故称为电离层。

电离层能反射电磁波，对地球上的无线电通讯具有重要意义。

（4）热成层（暖层）

　它自中间层顶到800km的大气层。

特点：

　　①温度随高度增高而迅速上升（原因下部为氮原子不吸收紫外线、上部为氧原子吸收紫外线）。

②空气稀薄，难以传声。

③层内空气处于高度电离状态，故称为电离层。

电离层能反射电磁波，对地球上的无线电通讯具有重要意义。

（5）逸散层

　它是热成层顶以上的大气层，也称外大气层。

特点：

　　①层内空气处于高度电离状态。

②温度很高，可达数千度。

③空气极其稀薄，由于地球引力减弱，一些高速运动的空气质点不断向星际空间逃逸，因此称为“逸散层”

重点掌握对流层与平流层的特点。

6、人们是如何判别大气的稳定性及其与排烟类型的关系。

大气稳定性与烟型的关系

风和大气稳定度对烟囱的排烟型式影响很大，因而可以借助烟形的变化来判断大气污染的趋势，归纳起来有以下几种类型：

①波浪型（翻卷型）

γ-γd>0，表示大气处于不稳定状态，所以烟形摆动大、扩散快，一般不易发生污染事件。

②锥型

γ=γd，表示大气处于中性状态，且高空的风速较大时，就会出现水平扩散大于垂直扩散，因而烟形呈圆锥型。

③扇型（平展型）

γ-γd<0，大气处于稳定状态。

—般风速微弱，烟气在逆温层内只能在水平方向呈扇型（平展型）逐渐散开，扩散极慢。

这种烟形可传递到很远的地方，如遇山丘或高建筑物则发生下沉作用，以致对该地区造成严重污染。

以上三种情况表示的是烟囱周围大气稳定性只有一种情况。

④熏烟型（漫烟型）

大气层在烟囱顶部以上处于稳定状态（γ-γd<0），在烟囱高度以下处于不稳定状（γ-γd>0），好像烟囱上面有一个“锅盖”，使烟气不能向上扩散，而只能大量下沉，在下风处地面造成严重污染，许多污染事件是在此条件下形成的。

⑤屋脊型（上升型）

其成因与熏烟型的大气状况正好相反，大气层在烟囱顶部以上处于不稳定状（γ-γd>0），在烟囱高度以下处于稳定状态（γ-γd<0），烟气不向下扩散，只向上部扩散，呈屋脊型。

这种烟型，如不与山丘或建筑物相遇，不会造成严重污染。

这五种烟型可以作为判断大气稳定度的一种依据。

7、试分别说明臭氧层耗损、光化学烟雾和酸雨的形成机制

光化学烟雾形成机理

①空气中的NO2吸收紫外线后，发生光化学反应，产生活泼的氧原子：

NO2+hγNO+O

hγ－表示每个分子正好吸收一个光子

γ－表示光子的频率

②活泼的氧原子与碳氢化合物（HR）、NO、O2反应，生成一系列中间产物或最终产物：

O+NO+MNO2+M

O+O2+MO3+M

O+HRR*+RCO*R为CH3代号

式中：

M是其他可能参与反应的物质；

R*和RCO*均是含有未配对电子的游离基，具有高的反应活性。

③臭氧分子与碳氢化合物（HR）反应，生成酰类游离基和醛、酮：

O3+HRRCO2*+RCHO（醛类）或R2CO（酮类）

④酰类游离基被NO还原，再被氧分子氧化成过氧化酰类游离基：

RCO2*+NONO2+RCO*

RCO*+O2RCO3*

⑤过氧化酰类游离基与NO2反应，生成过氧化酰硝酸酯，例如PAN（过氧化乙酰硝酸酯）：

RCO3*+NO2RCO3NO2

（PAN）

酸雨形成机理

①SO2氧化途径

1）催化氧化作用：

SO2在催化剂的作用下通过气相反应或液相反应而生成硫酸：

气相反应:

2SO2+O2（尘埃中的Mn、Fe）2SO3

SO3+H2OH2SO4

液相反应:

SO2+H2OH2SO3

2H2SO3+O2（尘埃中的Mn、Fe）2H2SO4

总反应式：

2SO2+2H2O+O2（尘埃中的Mn、Fe）2H2SO4

催化氧化是SO2转化为硫酸的主要途径。

2）光化学氧化作用

直接光氧化：

SO2在大气中直接通过光化学氧化而转变为SO3，继而生成H2SO4。

SO2+hγSO2*

2SO2*＋O22SO3

SO3＋H2OH2SO4

间接光氧化：

如果大气中含有NOx和碳氢化合物，在阳光照射下，这些污染物相互作用产生强氧化的自由基，SO2被自由基氧化，而生成H2SO4。

SO2+•OH→HOSO2•

HOSO2+•OH→H2SO4

②NOx氧化途径

在大气中，NOx（NO和NO2）转化为硝酸包含以下几个过程类型：

1）慢过程：

2NO+O2→2NO2

3NO2+H2O→2NO3-+NO十2H+

2）快过程：

O3或其它自由基参与反应

NO+O3→NO2+O2

3NO2+H2O→2NO3-+NO十2H+

3）NO直接氧化成亚硝酸和硝酸

NO+•OH→HONO

NO+HO2•→HNO3

上述三个反应式表示NO氧化形成硝酸与亚硝酸，是NOx氧化的主要途径。

4）NO2直接氧化成硝酸：

NO2+•OH→HNO3

5）NO2和O3达到较高浓度时，出现N2O5条件下：

2NO2+O3→N2O5+O2

N2O5+H2O→2NO3-十2H+

6）NO2在雾和水滴中，在铁、锰金属或SO2作催化剂条件下：

4NO2+2H2O+O2催化剂4NO3-十4H+

臭氧层耗损

②机理

　　1）导致大气中臭氧减少和耗竭的物质主要是平流层内超音速飞机排放的大量NOx，以及人类大量生产与使用的氯氟烃化合物（氟利昂，代号CFCs）。

氟利昂主要用于制冷剂、发泡剂和溶剂等。

　　2）氟利昂在对流层内性质稳定，基本不会发生分解（如CFC-11在大气中的寿命为75年，CFC-12的寿命为110年），所以它们能够在大气中到达臭氧层。

3）NOx和氟利昂进入臭氧层后，易与臭氧发生反应而消耗臭氧，以致降低臭氧层中O3浓度。

4）有关反应式

　　　NOx的催化作用：

NO+O3→NO2+O2净效应O+O3→O2+O2

NO2+O→NO+O2

氟利昂的光解作用：

氯氟烃（氟利昂）光解产生的活性氯自由基（Cl），氯氧自由基（ClO）与O3发生反应：

C1+O3→ClO+O2净效应O+O3→O2+O2

ClO+O→C1+O2

8、试指出

（1）“温室气体”是哪些？

（2）引起臭氧层耗损的物质有哪些？

（3）酸雨的其本成分是什么？

（1）主要包括CO2、CH4、O3、N2O和氯氟烃（氟利昂）等，其中以CO2的温室作用最明显。

（2）主要是平流层内超音速飞机排放的大量NOx，以及人类大量生产与使用的氯氟烃化合物（氟利昂，代号CFCs）

（3）酸雨中的酸，除了由二氧化碳所产生碳酸之外，主要是硫酸（占60~70%）和硝酸（30%）。

它们分别由大气中污染物SO2和NOx转化而来。

9、分别说明“全球变暖”、“臭氧层耗损”、光化烟雾和酸雨对环境有哪些危害？

10、何谓拉波特效应、冷却效应、温室效应和热岛效应？

（1）人们把工业城市下风方向区域降水量偏高的这一现象，称做“拉波特效应”

（2）由于大气浑浊度增加，使其对阳光的反射率增加，从而导致全世界气温下降的现象，称做“冷却效应”。

（3）温室效应：

大气中温室气体含量增加，而引起地球表面平均气温上升的现象。

（4）所谓热岛效应：

即把城市区域看成是温热的岛屿，其大气温度比周围高0.5—2.℃

11、何谓方向频率、污染系数？

污染系数：

表示风向，风速联合作用对大气污染物的扩散影响，其值可以由下式计算：

污染系数=风向频率/该风向的平均风速

风向频率：

指某方向的风占全年各风向总和的百分率。

12、气温垂直递减率与干绝热递减率有何区别？

（1）大气温度垂直（降温）递减率（γ）

指大气温度沿垂直方向，每升高100米气温的变化值，用γ表示：

在整个对流层中，γ=0.65℃/100米（下层0.3-0.4℃/100米，中层0.5-0.6℃/100米，上层0.65-0.75℃/100米）。

（2）气温的干绝热（降温）递减率（γd）

空气团块在绝热条件下上升时，因周围压力下降而膨胀，消耗了内能，从而使气块的温度下降.

我们把干空气块或饱和的湿空气块在绝热条件下每升高100米所造成的温度下降值称为干绝热递减率，以γd表示，理论计算和实际测定值γd=0.98℃/100米，一般取γd≈1℃/100米.

这里必须注意，γd与γ是两个完全不同的概念。

γ可以有不同的数值，而γd则是一个常数。

13、试述山谷风和海陆风的形成机制？

1）.山谷风

山谷风是山风与谷风的总称，它发生在山区，是以24小时为周期的局地环流。

山谷风在山区最为常见，主要是由于山坡和谷地受热不均产生的。

2.）海陆风（水陆风）

海陆风是海风与陆风的总称，它发生在海陆交界地带，是以24小时为周期的一种大气局地环流

14、叙述主要的大气污染防治技术方法与原理

1）、颗粒污染物治理技术

（1）机械式除尘器除尘

①重力沉降室除尘：

使含尘气体中的粉尘粒子借助重力作用而达到除尘的一种装置

②旋风除尘器：

利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置。

③惯性除尘装置：

使含尘气流与挡板相撞，或使气流急剧地改变方向，借助其中粉尘粒子的惯性力使粒子分离并捕集的一种装置。

（2）湿式除尘器除尘

湿式除尘器是使含尘气体与液体（一般为水）密切接触，利用水滴和尘粒的惯性碰撞及其他作用捕集尘粒或使粒径增大的装置，它也能脱除气态污染物。

目前国内常用的有喷淋塔、文丘里洗涤器、冲击式除尘器和水膜除尘器等。

（3）过滤式除尘器除尘

过滤式除尘器是利用多孔过滤材料分离捕集气体中固体或液体粒子的净化装置。

过滤材料：

砂、砾、焦炭、纤维织物等。

（4）电除尘器除尘

电除尘器是含尘气体通过高压电场，使浮游在气体中的粉尘颗粒带电，在电场的驱动下作定向运动，从气体中被分离出来。

2、气态污染物治理技术

（1）吸收法

吸收法是利用气体混合物中不同组分在吸收剂中溶解度的不同，或者与吸收剂发生选择性化学反应，从而将有害组分从气流中分离出来的过程。

吸收法用于治理气态污染物，技术上比较成熟，操作经验比较丰富，适用性强，各种气态污染物如S02、H2S、HF、NOx等一般都可选择适宜的吸收剂和设备进行处理，并可回收有用产品。

因此，该法在气态污染物治理方面得到广泛应用。