环境学导论知识点

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1、环境学导论大气污染及其防治大气概述一、大气的成分1、N2、02等气体2、水滴（如 云滴、雾滴）3、冰晶和固体微 粒（如尘埃、花粉）（没有水汽和悬浮物的空气称 为干洁空气）二、大气的分层1对流层，（大气边界层的主要特 征：湍流运动、风、温度的垂 直分布）2平流层，（主要成分;臭氧范围； 对流层顶50-55km主要特点；随高度增加而升 高。气流以平流运动为主，天 气晴朗，能见度好。有利于飞机 飞行。人类生存环境的天然 屏障。3中间层 4暖层（电离层，）5外层（散逸层，）在对流层下部靠近下垫面的 1.2-1.5公里范围内的薄层大气 由于贴近地面，空气运动受到地 面摩擦作用影响又称摩擦层。三、大气的组

2、成：（一）大气的恒定组分：02、N2 和稀有气体。（二）大气的可变组分：主要指C02和H20 （g）,这些气体组分 受不同地区气候、季节等多种因 素的影响而发生变化。正常状况 下，H20（g）约占 04%, C02 约 占 0.033%。由恒定组分和可变组分所组成的大气称为洁净大气。（三）大气的不定组分：大气中 的尘埃、硫化物、氮氧化物、硫 氧化物等是大气中的不定组分， 当它们进入大气后，可能造成大 气污染。大气污染一、大气污染的定义起源于对 有害影响的观察，即若大气污染 物达到一定浓度，并持续足够的 时间，达到对公众健康、动植物、 材料、大气特性或环境美学产 生可以测量的影响，就是大气污 染

3、。大气污染类型：大气污染按影响 范围可分为：1）局部地区大气污染2）区域 性大气污染3）广域性大气污 染4）全球性大气污染：指温 室效应与全球气候变暖、酸雨、臭氧层空洞二、大气污染源及污染物 A按发生类型分：（一）工业污染源：共同的特点 是：排放源集中、浓度高、局地 污染强度高，是城市大气污染的 罪魁祸首。（二）农业污染源：主要是不 当施用农药、化肥、有机粪肥等 过程产生的有害物质挥发扩散， 以及施用后期N0X、CH4、挥发 性农药成分从土壤中逸散进入 大气等形成的污染源。（三）生活污染源： 是指居民 日常烧饭、取暖、沐浴等活动， 燃烧化石燃料而向大气排放烟 尘、S02、N0X等污染物。这类

4、污染源属固定源，具有分布广、 排放量大、污染浓度低等特点， 是一些城市大气污染不可忽视 的污染源。但是，随着城市电气 化的推进，城市生活污染源将从 根本上得到遏制。（四）交通运输污染源：由汽 车、飞机、火车和轮船等交通运 输工具运行时向大气中排放的 尾气。这类污染源属流动污染 源，主要污染物是烟尘、碳氢化 合物、N0X、金属尘埃等，是城 市大气环境恶化的主要原因之一。B按污染源存在的形式分为：固 定源和流动源两类。（1）固定源就是位置和地点固定 不变的污染源。主要指工矿企业 在生产中排放的大量污染物。冶 金、钢铁、建材等工业企业都是 对大气环境污染严重的固定源。（2）流动污染源是指交通工具在

5、行驶时向大气中排放的有害气 体而形成的污染源。C大气污染源： 按排放空间高度分：1、高架源：在距地面一定高度 排放污染物，如电厂烟囱等。2 低架源：在地面上或离地面高度 很低的排放源按排放形式分：1、线源：沿着一条线排放污染 物，如汽车、火车等2、面源： 在一个大范围内排放污染物，如 煤田自燃的煤堆、密集而低矮的 居民住宅烟囱群等3、点源： 集中在一点或在可当作一点的 小范围内排放污染物，如烟囱等三、污染源a天然源：自然界自行向大气环 境排放污染物的污染源b人为 源：人类的生产活动和生活活动 所形成的污染源。四、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。按

6、来源，分为一次污染物（直接 由污染源排放的污染物）和二次 污染物（进入大气的一次污染物 之间或与正常大气组分发生反 应，以及在太阳辐射下引起光 化学反应而产生的新的污染物 它常比一次污染物对环境和人 体的危害更为严重。）降尘是指用降尘罐采集到的大 气颗粒物,一般直径大于30p m， 由于其自身的重力作用会很快 沉降下来。单位面积的降尘量可 作为评价大气污染物程度的指 标之一。常表示为总悬浮微粒物（TSP）、 飘尘和降尘。按存在状态，分为 颗粒物和气态污染物飘尘指可在大气中长期飘浮的 悬浮物，分为PM10 （粒径10p m）和 PM2.5 （粒径2.5p m）。 PM10可以通过呼吸道进入人体，

7、 从而对人体健康产生危害， PM2.5的危害则更为严重。大气中主要污染物（一）颗粒物：颗粒物是指大气 中弥漫着的固态和液态物质，成 份较复杂。（1）总悬浮颗粒物：用标推大 容量颗粒采样器在滤膜上所收 集到的颗粒物的总质量，通常称 为总悬浮颗粒物。用TSP表示。 其粒径多在100um以下，尤以 10um以下的为最多。（2）飘尘:颗粒物粒径小于10um 的颗粒物称为飘尘。它们能长时 间地悬浮于大气中而不沉降下 来。（3）降尘:颗粒物粒径大于10um 的颗粒物叫降尘。它们在重力的 作用下能很快降落到地面。（4）可吸入粒子：易于通过呼 吸过程而进入呼吸道的粒子。目 前目际标准化组织建议将其定 为粒径W

8、10um。大气飘尘的危害：（1）影响大气的物理性质（2） 使建筑物、金属制品等受到腐 蚀；（3）对人、动植物产生危害;（4）与其它大气污染物协同作 用形成大气污染。近年来，人们认识到大气悬浮颗 粒中的可吸入颗粒物对人体健 康的危害远比粗颗粒大，而且是 引起城市大气酸雨、光化学烟 雾、能见度降低的重要因素，许 多研究已经揭示出PM10对人体 健康的严重危害和对气候的重 要影响。（二）含硫化合物：污染大气的 含硫化合物有H2S、SO2、SO3、 硫酸酸雾及硫酸盐气溶胶等，但 在大气中主要是SO2。大气中 的SO2主要来源于矿物燃料的 燃烧。SO2是无色、有刺激性和 窒息性的气体，对呼吸道有刺激 作

9、用，能引起呼吸道和心血管疾 病。值得注意的是SO2与飘尘的 协同作用将使其毒性大大增强， 使得大气污染加剧。大气中的 SO2可以通过均相或非均相氧化 生成SO3。SO3 一经形成，便迅 速与大气中的水蒸气作用生成 硫酸，因此大气中SO3的含量十 分低微，生成的硫酸是严重危害 健康的物质，其毒性远大于SO2。（三）氮氧化物：对流层中危 害较大的氮氧化物是NO和NO2, 统称为总氮氧化物（NOx）。当 矿物燃料高温燃烧时，空气中的 N2与O2结合而生成NO,温度越 高，生成NO的速度和量越大， 由这种方式生成的NOx称为热 NOx；另一类是因燃料中含有毗 啶、氨基化合物等含氮化合物， 在燃烧的过程

10、中生成了 NOx，这 种方式数生成的NOX称为燃料 NOx；另外一些工厂（如生产硝酸 或使用硝酸、氮肥厂等）的生产 过程中排放到大气中的NOx。NO是无色，有刺激性气味不活 泼的气体，它能与血红蛋白结合 生成亚硝基血红蛋白而引起中 毒，并可产生缺氧症状和中枢神 经受损。O氧化后生成红棕色、 有刺激性的NO2,它的毒性较强， 能迅速破坏肺细胞，可能是引起 肺气肿和肺癌的病因。NO2又是一吸光物质，易发生光 化学反应，是形成光化学反应的 元凶，由此产生的二次污染物的 危害更大。（四）碳氧化物：1、一氧化碳大气中CO来源于燃料的燃烧。 而由汽车尾气中的CO造成的大 气污染已引起世界各国的重视。 值得

11、注意的是一氧化碳的另一 人工源是吸烟排出的烟气。吸烟 者吸入的CO远高于不吸烟者， 尤其是吸过滤嘴香烟的人。CO 的主要危害是妨碍体内氧气的 传输。它与血红蛋白的亲和力比 氧大二百多倍，而生成的羰基血 红蛋白的解离速度比氧合血红 蛋白小三千六百多倍，因此一旦 生成羰基血红蛋白就很难解离， 导致输氧能力降低，造成机体缺 氧，危害人体健康。体内缺氧时 对所有的器官都有影响，而最敏 感的是中枢神经系统和心肌。2、CO2CO2是无色、无毒的气体，目前 由于人类活动排放到大气中的 CO2的量不断增加，而吸收CO2 的森林反遭到严重破坏，使得大 气中CO2的浓度不断增加。据测 定，一个世纪前，大气中CO2

12、的 含量约为284ppm,目前已达到 379ppm。CO2浓度的增加，可 能对全球的气候产生影响，因而 是目前环境科学上颇为注意的 问题之一。（五）光化学氧化剂：1、光化学反应和光化学烟雾。 在太阳紫外线作用下，大气中的 某些污染物发生反应，生成新的 污染物，这种反应叫光化学反 应。由此产生的烟雾称为光化学 烟雾。2、光化学烟雾形成的条件1） 充足的阳光，无风；2）出现逆 温；3）大气含有一定浓度的NO2 和碳氢化合物。3、光化学烟雾的危害：（1）对人体健康的影响 光化学烟雾最明显的危害是对 人眼的刺激作用。出现眼流泪、 发红（俗称红眼病）。除眼外，对 鼻、咽、气管和肺均有明显的刺 激作用。对

13、老人、儿童和病弱者 尤为严重。2）对植物的伤害光化学烟雾能使植物叶片受害 变黄以致枯死。（六）碳氢化合物大气污染的类型：（一）根据污染物的化学性质及 其存在的大气状况，可将大气污 染分为还原型大气污染和氧化 型大气污染。（二）根据燃料性质和污染物的 组成，可将大气污染分为煤炭 型、石油型、混合型和特殊型四 类。五、几种典型的大气污染（一）煤烟型污染（伦敦烟雾 事件）主要污染源是燃煤。主要污染物 是SO2、CO和微粒物质，它们 遇上低温、高湿的阴天，且风 速很小并伴有逆温存在的情况 时，一次污染物扩散受阻，易 在低空聚积，生成还原型烟雾。（二）交通污染（洛杉矶光化学 烟雾）污染源主要是机动车（汽

14、油车和 柴油车）和机动船。主要污染物 是CO、NOX和HC。在相对湿度 较低的夏季睛天，交通污染严重 的地区可能会出现典型的二次 污染光化学烟雾。它对人体、动植物、材料均会产生破坏 作用，并且严重影响大气能见 度。（三）酸沉降污染（酸雨）它是指大气中的酸通过降水（如 雨、雾、雪）迁移到地表，或 在含酸气团气流的作用下直接 迁移到地表。引起酸沉降的主要 物质是人为和天然排放的SOX（SO2 和 SO3）和 NOX （NO 和 NO2），其天然源一般是全球分布的，而 人为排放的SOX和NOX则具有 地区性分布的特点。气象条件和下垫面对大气污染 的影响一、气象条件对大气污染的影响1. 风和湍流对大气

15、污染的影响（1）整体输送（2）冲淡稀释 风速愈大，湍流愈强，污染物的 稀释扩散速率愈快，大气污染物 浓度就愈低。因此风和湍流是决 定污染物大大气中稀释扩散的 最直接因子，也是最本质的因 子。2. 大气稳定度对大气污染的影 响3. 辐射和云对大气污染的影响4. 降水对大气污染的影响5. 天气形势对大气污染的影响（天气形势指大范围的气压分 布状况）二、下垫面对大气污染的影响1. 城市下垫面对大气污染的影 响2.山区下垫面对大气污染 的影响3.水陆交界区对对大 气污染的影响六、大气污染的危害1. 大气污染对人体健康的危害2. 大气污染对植物的危害3.大 气污染对材料的危害4.大气污 染对大气环境的危

16、害具体：（一）大气污染对人体健 康的危害（二）大气污染对植物 的危害：损害植物酶的功能组 织；影响植物新陈代谢的功能； 破坏原生质的完整性和细胞膜。 此外，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。（三）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。（四）大气污染 对大气环境的危害:大气污染会 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。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

17、烃化合物等导致的臭氧 层耗竭等。室内空气污染:污染原因：建筑 材料及装潢材料、涂料中有害物 质的挥发、人们不健康的生活 习惯.污染物：苯、甲醛、氡 如何解决：多开窗换气，戒烟， 正确使用家庭化学剂， 增加户外活动，摆放室内花卉植 物大气污染控制一、大气污染的控制：无论是大 气污染源、污染物、污染类型 还 是大气污染的危害，都具有多样 性。大气污染的综合治理：一、减少污染物的排放量1. 改革能源结构，逐步用二 次能源代替一次能源，开发无污 染能源，对燃料进行脱硫处理。2 .改革燃烧装置和燃烧方 式，提高热效率。3. 采用无污染或低污染生产 工艺。4. 利用余热、余气，提高能 源利用率。二、治理主

18、要污染物；（一）颗粒物的治理：大气中的颗粒物主要来自于矿 石燃料的燃烧。因此减少颗粒物 的方法主要有两种，一种是改变 能源结构或对燃煤进行加工利 用；另一种是在废气排放前先将 颗粒物处理掉，处理方法通常有 以下几种：1、重力除尘装置2、惯性力除 尘装置3、离心力除尘装置4、 洗涤塔除尘5、过滤式除尘装置6、静电除尘装置（二）SO2的处理从排烟中除去SO2的技术称为 “排烟脱硫”，这类技术已相 当多，但总起来可分为湿法和干 法两大类。前者是利用SO2为酸 性氧化物这一特点，后者是利用 SO2的还原性。1、湿法排烟脱硫（2、干性排烟脱硫法：排烟脱硫的方法很多，在选择时 应从下面几个方面考虑：（1）

19、净化效率高，经济效果好;（2）装置能长期稳定运行；（3）易于操作、维修和检查；（4）不应造成二次污染。（三）氮氧化物的治理：氮氧化物的工业来源主要是硝 酸制造厂、使用硝酸的工厂以及 工厂燃料燃烧排放的废气等。从 燃烧装置中排放的氮氧化物主 要是NO, NO比较稳定，不易溶 于水，也不与水反应，目前对它 的处理主要有催化还原、吸收等1. 催化还原法2.吸收法3.吸 附法（四）光化学烟雾的防治对策 汽车尾气是NOx和碳氢化合物最主要的排放源，改进技术控制 汽车尾气是避免光化学烟雾的 形成，保证空气环境质量的有效 措施。（1）安装尾气净化装置 （2）改 良燃料三、种植树木草坪；四、掌握气象变化规律，

20、充分利 用环境自净能力五、加强城镇规划，搞好环境功 能分区。三、多种手段五律协同：a清洁能源（包括常规能源的清 洁利用；可再生能源的利用；新 能源的开发；各种节能技术等. 清洁能源的典型案例1、洁净煤 技术2、西气东输3、西电东送） b绿色交通（绿色交通我国一些 主要城市的大气污染类型正在 由煤烟型向交通型转化，汽车尾 气排放已成为城市重要污染源。 合理的交通规划、发展清洁汽车1、上海的新世纪交通蓝图2、 电动汽车）c末端治理（末端治理推行清洁 能源与绿色交通从源头上减少 了大气污染的产生。对于已经产 生的污染，则需进行末端治理。 除尘、脱硫氮氧化物的治理技 术、氟化物的治理技术）d环境自净（

21、环境自净污染物经 过末端治理达到排放标准后被 排入大气，但此时它们的浓度一 般要高于环境空气质量标准，要 使其进一步达标将要依靠环境 的自净作用。利用气象规律稀释 污染物、加强绿化典型案例： 城市绿化城市绿化的实施需要五律协同 自然：植物配植的适地适树原则 技术：园艺人员要有相当的专业 知识与技术环境：城市绿化应兼顾和谐与无 污染经济：建立一套完善的市场机制 保证其正常运行社会：城市广场是社会规律在特 定时期的一种表现形式）全球大气环境变化一、A全球变暖原因：温室效 应的加剧温 室效应 （Greenhouse effect）:太阳发出的短波辐 射透过大气层到达地面，使地表 温度上升，发出长波辐

22、射，大 气中的温室气体对短波吸收很 弱，而对长波辐射吸收很强。 因此地表从太阳辐射获得的热 量相 对多，而散失到大气层以 外的热量相对少，地球表面的温 度 得以维持，这就是大气的温 室效应。臭氧层破坏温室气体（Greenhouse gas）: 二氧化碳、甲烷、一氧化碳、二 氯乙烷、臭氧、CFC11、CFC12、 四氯化碳、一氧化碳全球变暖可能产生的影响：海平面上升：低地被淹，海岸 被冲蚀，排洪不畅，土地盐渍 化，海水倒灌等。&沿海地区的海岸线变化：色气候带移动：减缓全球变暖的对策：1、排放控制对策：控制化石燃 料消耗以抑制CO2的排放；1、固定化对策:使已生成的CO2 变为其他物质以防止其向大

23、气 中排放；2、适应对策：在已发生全球变 暖的情况下，采取相适应的B、臭氧层破坏太阳光中的紫外线辐射，特别是 UV-B辐射对生物有较大的伤 害。而阻挡UV-B辐射的就是臭 氧。（紫外线辐射按照其波长的不同，可划分为 UV-A （ 315-400nm ）、 UV-B （280-315nm）和 UV-C （280nm） 以下三个波段）1. 臭氧层变化与臭氧洞臭氧层的作用：a平流层中的臭 氧：吸收紫外线b对流层中的 臭氧：为温室气体臭氧洞：- 出现时间一每年9月一11 月表现：臭氧层出现浓度减少区 域，对紫外线的抵挡功能削弱； 发生地区：1984南极上空首次1989北极上空首次其它地区也有类似情况出

24、现如： 我国青藏高原上空也存在一个 相对周围地区浓度较低的区域。臭氧空洞的危害：(1) 对人体健康的影响：破坏DNA，皮肤病，白内障等(2) 对陆生植物的影响：产量和 质量下降，间接影响(3) 对材料的影响：加速老化(4) 对水生生态系统的影响：降低生产力，影响幼体4. 控制对策： 提高利用效率，降低操作损失 回收和再循环 改进CFCS产品&非CFCS产品的替代品(&)“蒙特利尔条约”：限制CFCS 的生产和使用全球性臭氧层变化：北半球中纬度地区冬/春季减少了 6%； 北半球中纬度地区夏/秋季减少 了 3%；南半球中纬度地区全年平均减少了 5%；南极地区春季减少了 50%；北极地区春季减少了

25、15%。臭氧层破坏的原因：大多数科学 家认为，人类过多地使用氟氯烃 类化学物质(CFCS )是破坏臭 氧层的主要原因。臭氧层破坏的危害：1、对人体健康的影响:破坏DNA， 皮肤病，白内障等2、对陆生植 物的影响：产量和质量下降，间 接影响3、对材料的影响：加速老化4、 对水生生态系统的影响：降低生 产力，影响幼体臭氧层的保护：主要是控制 CFCS的使用。二、全球性大气环境问题全球问题概述全球问题的的特征全球问题具有全球规模的普遍 性全球问题涉及人类当前和未来 的根本利益具有相互缠结的复杂性，其建设 性解决要求世界各国人民的相 互协作、共同努力全球问题的类型人类社会与自然界之间的相互 作用的最优

26、化问题人与社会社会与自然国际关系的改造问题三、全球变暖控制的综合对策1) 调整能源战略：提高能源利 用率，向清洁生产转化。2) 绿化对策3) 控制人口，提高粮食产量， 限制毁林4) 加强环境意识教育，促进全 球合作能源战略的调整：采用高效能转化设备 采用低耗能工艺 改进运输，降低油耗 推出新型高效家电 改进建筑保温利用废热、余热集中供暖，可节 能30%加强废旧物质回收利用 采用新能源：太阳能、核能、风 能、地热能等酸沉降与防治对策1. 酸雨(acid rain )的界定：指PH值5.6的降水、包括雨、 雪、霜、雹、雾和露等各种降水 形式。2. 酸雨的起因由于燃料燃烧和 天然排放的SO2和NOx

27、所造成 的。3酸雨的形成4. 酸雨的化学组成 酸雨中含 有多种无机酸和有机酸及其盐。 其中绝大部分是硫酸和硝酸，多 数情况下以硫酸为主。从污染源 排放出来的SO2和NOX是形成酸 雨的主要起始物。除此以外，不 少地方的降水中发现有机酸(甲 酸、乙酸)。5. 世界酸雨发展状况和我国酸 雨现状最早欧洲的酸雨多发生在挪威、 瑞典等北欧国家，后来扩展到东 欧和中欧，直至几乎覆盖整个欧 洲。在酸雨最严重的时期，挪威 南部约5000个湖泊中有1750个 由于pH过低而使鱼虾绝迹；瑞 典的9万个湖泊中有1/5已受 到酸雨的侵害。中国酸雨现状：从20世纪80年 代以来，中国的酸雨污染呈加速 发展趋势。在80年

28、代，中国的 酸雨主要发生在以重庆、贵阳和 柳州为代表的高硫煤使用地区 及部分长江以南地区。到90年 代中期，酸雨已发展到青藏高原 以东及四川盆地的广大地区。以 长沙、赣州、南昌、怀化为代表 的华中酸雨区，现在已成为全国 酸雨污染最严重的地区，其中心 区年均降水PH低于4.0，酸雨 频率高于90%，已到了几乎“逢 雨必酸”的程度。北起青岛、南 至厦门.以南京、上海、杭州、 福州和厦门为代表的华东沿海 地区也成为我国主要的酸雨地 区，年均降水pH低于5. 6的区 域面积已占全国面积的30%左 右。我国酸雨的化学特征是pH低、 离子浓度高，硫酸根、铵和钙离 子浓度远远高于欧美，而硝酸根 浓度则低于欧

29、美，属硫酸型酸 雨。6. 酸雨的危害：1) 长距离输送的影响2) 对水生生态的影响3) 对森林的影响4) 对金属材料、建筑结构、桥梁 水坝、工业装备、供水管网、电 缆等的腐蚀5) 对人体的影响6) 土壤的酸化对水生生态的影响：使湖泊变成 酸性，水生生物的死亡； 酸雨浸渍了土壤、浸蚀了矿物， 使AL元素沿着基岩裂缝流入水 体，影响水生生物的生长或使其 死亡；磷酸盐附着在铝上，难以被生物 吸收，其营养价值就会降低，并 使赖以生存的水生生物的初级 生产力降低。7. 酸雨的控制对策：1) 使用低硫燃料和改进燃烧装 置2) 脱硫脱氮技术的研究和使 用：烟道气脱硫脱氮3) 控制汽车尾气排放4) 能源的转化

30、及燃料的代换： 清洁能源的使用，能源结构的改 变，降低含硫燃料的使用比例第 三章水污染及其防治 第一节水与环境一、自然界的水1、地球上的总水量为13.6亿立 方千米，其中海水约占97%， 淡水占3%，而淡水中的大部分 储存在极地的冰雪中，仅有不到 1 %的淡水为人类所利用，估算 约为300万立方千米。我国淡水资源的总量为2.8亿 立方米，居世界第六位。但人均 占有量较低，以13亿人口计， 人均占有量仅有2154立方米， 只相当于世界人均水资源占有 量10000立方米的1/4左右.2、自然界的水按其存在部位可 分为大气水、地表水和地下水。3、天然水的化学组成 由于水是一种很好的溶剂，因此 在循环

31、过程中与其它物质接触 时，或多或少地溶解它们，所以 天然水中几乎包含了周期表中 的所有元素。各地天然水的组成 也不尽相同。4、水的循环（1）水的自然循环指地球上各种形态的水在太阳 辐射和重力作用下，通过蒸发、 水汽输送、凝结降水、下渗、径 流等环节，不断发生相态转换的 周而复始的运动过程。（2）水的社会循环5、水的作用：（1）可调节地球气候（2）可改变地球表面形态（3）具有物质运输功能（4）是一切生物必不可少的物 质 （5）是人类赖以生存的物 质基础6、水的特殊物理性质（1）沸点高（2）蒸发热大（3）热容高（4）反常膨胀（5）良好的溶 剂二、水资源危机（1）全球的水资源短缺（2）中国的水资源短

32、缺中国缺水现状：中国水资源总量 为2.8亿m3，居世界第6位。 我国人均占有水资源量，按1995 年的人口计算为2238.6 m3， 相当于世界人均数的1/4，也是 美国的1/5,前苏联的1/7,为 世界第109位。人均水量少于 2000 m3的，国际社会称之为严 重缺水边缘。中国有9个省（市、 区）的人均占有水量为500 m3。 中国600个城市中缺水的近400 个，严重缺水的为108个。（3）水资源消耗原因：水资源消 耗增长过快，主要是因为三方面 用水量的增加：&公共用水（包括饮用水和 卫生用水）工业用水农业用水（4）水危机产生的原因：.自然条件影响城市与工业区集中发展水体的污染用水浪费和

33、盲目开采（5）我国水资源的主要问题：1. 我国水资源人均和亩均水量 少2.水资源在地区分布上很不均匀3. 水量年内及年际变化大，水旱 灾害频繁 4.水土流失严重， 许多河流含沙量大5. 我国水资源开发利用各地很 不平衡（6）水资源的利用和保护1. 提高水的利用效率， 开辟第二水源A. 降低工业用水 量，提高水的重复利用率 B. 减少农业用水，实行科学灌溉C. 回收利用城市污 水，开辟第二水源2. 调节水源流量，增加 可靠供水A. 建造水库B.跨流域调水 C.地下蓄水D. 海水淡化E. 拖移冰山 F. 恢复河、湖水质G.合理利用地下水3. 加强水资源管理4. 增加下水道建设，发展 城市污水处理厂

34、三、天然水的组成与水体自净（1）天然水的物质组成：1、溶解气体溶质粒径小子10-9m， 以分子状态存在于水中。根据气 体在水中含量的多少，进一步划分为主要气体和 微量气体。2、溶解性物质溶质粒径小于10-9m， 主要以离子形态存在于水中，根 据含量和生成原因，又再细分为主要离子、生物生 成物、微量元素。3、胶体物质溶质粒径为10-9m 10-7m时，属于胶体溶液，根据 胶体的性质又分为无机胶体和 有机胶体。4、悬浮物质溶质点粒径10-7m， 为悬浊液或悬浮液，根据物质性 质分为细菌、藻类及原生动物、泥沙、粘土和其他 不溶物质。（2）水体的自净：水体是指 河流、湖泊、池塘、水库、沼泽、 海洋以及

35、地下水等水的聚集体， 是由水本身，水中的悬浮物、溶 解物、胶体物质、底泥和水生生 物等。水体的自净作用：是指水体中的 污染物的浓度因物理、化学或生 物作用而降低的现象。第二节水体污染有关概念一、水体污染当进入水体的污染物质的量超 过了水体的自净能力，使水质受 到损害，以至于对水的用途产生 不利和不合理影响的现象，叫水 体污染。我国地面水水质标准：I类水体：为源头水及自然保护 区；II类水体：为集中生活饮用水水 源地一级保护区，珍贵鱼类保护 区，鱼虾产卵场等；III类水体：为集中饮用水水源地 二级保护区W类水体：为工业用水区，人体 不直接接触的娱乐用水区。V类水体：为农业用水区，一般 景观要求水

36、域。二、水体污染物引起水体污染的物质叫水 体污染物，从化学的角度来分， 水体污染物有以下几类：1、无机无毒物2、无机有毒物3、有机无毒物4、有机有毒物5、病原微生物三、水体污染源：（一）自然污染源（二）人为污染源1、工业污染2、农业退水3、生活污水四、水污染的危害：（一）水污染的危害（1）水体污染对人体键康 的危害（2）对工业生产的影响（3）对农业、渔业生产的 影响五、我国水污染的特征：（一）污染不断加剧，水质 恶化日趋严重（二）各流域水体自南向北 水质逐渐变差（三）湖泊水库水体富营养 化不容轻视中国水污染严重第三节典型水体污染及其防治一、病原微生物污染及其防治 病原微生物包括病菌、病毒和寄

37、生虫等。主要来源于生活污水、 医院污水、家禽饲养场和屠宰、 制革工业废水。水体受病原微生物污染后会传 播各种各样的疾病如痢疾、肝 炎、伤寒、霍乱、血吸虫等。治理这类污染物主要采用沉淀、 过滤、消毒、妥善处理污泥，尽 量不使这类这类污水与人体直 接接触。二、需氧污染物（一）需氧污染物的概念 生活污水和工业废水中所含的 碳氢化合物、脂肪、蛋白质、木 质素等有机化合物，可在微生物 作用下分解生成简单的无机物 CO2、H2O等。这些有机物在分 解的过程中需消耗大量的溶解 氧，因而称为需氧污染物。1、生化需氧量（BOD）Biochemical Oxygen Demand（1）生化需氧量表示水中有机 物经

38、微生物分解时所消耗的溶 解氧的数量，以mg/L作单位。（2）有机物经微生物分解的过 程通常为两个阶段：第一阶段有机物 CO2、 H2O、 NH3 等第二阶段 NH3NO2 、NO3第二阶段对环境卫生的影响较 小，废水的BOD通常只指第一阶 段有机物生物氧化所需溶解氧 的数量。由于微生物的活动与温度有关， 所以测定BOD时一般以200C作 为测定的标准温度，在200C时， 一般生活污水中预计无需20天 左右才能基本完成第一阶段的 分解过程，这给实际测定工作带 来困难，而试验表明一般有机物 五日生化需氧量约占第一阶段 生化需氧量的75%，所以目前 都以五日生化需氧量作为测定 生化需氧量的标准时间，

39、称为五 日生化需氧量，用BOD5表示。2、化学需氧量（COD） Chemical Oxygen Demand化学需氧量是指用化学氧化剂 氧化水中有机物时，所需氧化剂 的数量，用O2mg/L表示。常用的化学氧化剂有高锰酸钾 和重铬酸钾，前者测定值通常低 于后者COD不受水质条件的影 响，测定费时少，但因不能完全 氧化有机物以及不能正确反应 生物氧化时的耗氧量，因此不如 BOD确切。3、总有机碳（TOC） Total Organic Carbon总有机碳表示水体中所有有机 污染物的含碳量也是评价水体 中有机污染物的一个综合指标。4、总需氧量（TOD） Total Oxygen DemandTOD表

40、示水体有机物中C、H、N、 S全部被氧化时即生成CO2、 H2O、SO2和NO时所需氧气的量。 二）水体中需氧污染物的来源 天然水体中在12mg/L之间 焦化厂14002000mg/L皮革厂2202300mg/L未经处理的生活污水：300 500mg/L农场牲畜污水中一般比生活污 水高五倍（三）需氧污染物对水体的危害（四）防治方法减少排污量。对污水进行处理。在水体内进行人工 曝气。合理组织污水排 放。三、植物营养物质（一）水体富营养化1、水体富营养化的概念 水体富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多 所引起的水质污染现象。2、水体富营养化与氮、 磷的关系总磷超过20mg/m3，或 无机氮超

41、过300mg/m3，即可认 为水体外于富营养化状态。二）水体中植物营养物质的来源1、农业退水2、城市生活污水3、工业废水（三）水体富营养化的危害1、导致水质恶化，水体老 化；2、对鱼类的生存产生影 响。四）防治水体受植物营养物质污 染的途径合理使用肥料，防止流失。 降低工业废水中氮磷的排放量。 粪便等有机物可先经沼气池处 理后再作有机肥使用。生活污水可进行污灌或污水养 殖水生生物后再排放。城镇污水经处理达标后再排放。四、毒物污染（一）重金属污染环境污染研究中所说的重金属 主要是指Hg、Cd、Pb、Cr和As。1、来源水体中重金属主要来自于工矿 企业排出的废水。不同生产企业 排放的污水中所含的重

42、金属及 其存在形态不一样。2、水体中重金属污染的特点（1）微生物不能降解重金属， 相反，某些重金属在微生物的 作用下会转化成毒性更大的金 属化合物。（2）天然水中只要含有微量的 重金属即可产生毒性效应。（3）某些重金属离子易被生物 富集，通过食物链逐渐积累，再 通过食物进入人体，再人体的某 些器官中积蓄起来，造成慢性中 毒。3、重金属在水体中的迁移转化（1 ）沉淀作用（2）吸附作用（3）络合与螯合作用（4）氧化还原作用4、重金属污染的防治改革生产工艺，不用或少用毒性 较大的重金属。严格排放标准，控制排放量。废水应在处理达标的情况下才 能排放到环境中。二）氰化物污染氰化物是一种剧毒物质，水体中

43、氰化物主要来源于电镀废水，焦 炉和高炉的煤气洗涤冷却水；某 些化工厂的含氰废水及有色金 属选矿废水等。对一般人来说，只需0.1g左右 NaCN或KCN就可致死。对敏感 的人仅需0.06g。氰化物对水体中鱼类等危害很 大，致死浓度为0.30.5mg/L。我国饮用水标准规定，氰化物含 量不得超过0.05mg/L。氰化物的治理：&改进生产工艺，减少含 氰废水的排放。 对含氰量高的废水可 用酸化曝气一碱液吸收法等回 收，对含氰量低的废水可通过生 化处理。（三）酚：酚类化合物广泛存在于自然界， 它主要来源于焦化厂、炼油厂、 煤气厂、石油化工等工矿企业排 放的废水。另外，粪便和含氮有 机物在分解过程中也产

44、生少量 酚类化合物。2、酚类化合物的危害酚类化合物是一种原生质毒物， 可使蛋白质凝固。饮用水中即使含有微量的酚，也 会产生一种特殊的难闻气味。水体受酚类化合物污染后，会严 重影响水产品的产量和质量。导致鱼肉有异味，不能食用（当 水体受污染，浓度在 0.10.2mg/L 时）；影响鱼类产卵（浓度在1mg/L）；导致鱼类大量死亡（510mg/L）；3、防治方法改革生产工艺，回收酚；生化处 理。五、其它水体污染物：（一）酸、碱和无机盐污染（二）热污染（三）海上石油污染我国地面水水质标准：I类水体：为源头水及自然保护 区；II类水体：为集中生活饮用水水 源地一级保护区，珍贵鱼类保护 区，鱼虾产卵场等；

45、III类水体：为集中饮用水水源地 二级保护区W类水体：为工业用水区，人体 不直接接触的娱乐用水区。V类水体：为农业用水区，一般 景观要求水域。第四节 水体污染控制一、控制水体污染的基本途径1、减少污染物的排放量 改革生产工艺，减少甚至不排废 水，或者降低有毒废水的毒性。 重复利用废水，尽量采用重复用 水或循环用水系统，使废水排放 量减少或生产废水经适当处理 后再循环使用。回收有用物质。2、处理好城市垃圾和工业废 渣3、建立城市污水处理系统4、调整工业布局二、废水处理技术简介（一）废水处理基本方法1、物理法利用物理作用处理、分离和回收 废水中的污染物。在处理过程中 不改变其化学性质。常采用的有

46、沉淀法、过滤法、离心法、蒸发2、化学法利用化学反应或物理化学作用 处理、回收废水中的污染物，常 用的方法有化学沉淀法、混凝 法、中和法、萃取法、吸附法、 离心交换法、电渗析法等3、生物法利用微生物的生化作用处理废 水中的有机污染物。常用的方法 有活性污泥法、生物膜法、厌氧 生物处理法等。需氧生物处理法：利用需氧微 生物在有氧条件下将废水中复 杂的有机物分解的方法厌氧生物处理法：在厌氧细菌 或兼性细菌的作用下将污泥中 的有机物分解，最后产生甲烷和 二氧化碳等气体。（二）城市污水处理城市污水中BOD较高，固体物质 仅占0.030.06%根据对污水的 不同净化要求，废水处理可分为 一级处理、二级处理

47、和三级处 理。1、一级处理（初级处理）一级 处理的任务是去除废水中的达 颗粒物质（粒径100um以上）， 可由筛滤、重力沉淀、浮选等物 理方法串联而成。废水经一级处理后通常达不到 排放标准，主要是悬浮物的去除（去除率达7080% ）而对废 水中的胶体和溶解性污染物的 去除作用不大。2、二级处理二级处理的主要任务是大幅度 地去除废水中呈胶体和溶解状 态的有机物。常用的方法是生物 法和絮凝法。（1）生物法利用微生物将污水中的有机物 分解为无机物，从而达到净化的 目的。而微生物又以有机物合成 自身并不断繁殖，使净化得以进 行。（2）絮凝法通过加入絮凝剂，破坏胶体的稳 定性，使胶体发生凝聚，产生絮 凝

48、物，并发生吸附作用，将废水 中的污染物吸附在一起，然后沉 降而与水分离。常用的凝聚剂有硫酸铝、明矶、 铁盐（硫酸铁、硫酸亚铁、氯化 铁等）以及高分子凝聚剂。经过二级处理的水8090%的 有机物被除去，BOD较低，一般 可达到农灌标准和废水排放标 准。数量不多时可排入自净能力 较强的河流中，但水中还存留一 定的悬浮物、生物不能降解的有 机物、溶解性无机盐和N、P等， 并含有病毒和细菌。因此不能作 为饮用水、工业用水和地下水的 补给用水。3、三级处理三级处理又称为高级处理或深 度处理，其任务是进一步去除二 级处理未能去除的污染物。它根 据废水中的不同成份分别采取 物理、化学等方法进行处理。经三级处

49、理的废水能达到城市 用水、工业用水和饮用水标准， 但三级处理的处理费用很高。 第五节海洋污染一、海洋与人类的关：由于人类 的活动改变了海洋的原来状态， 使人类和生物在海洋中的各种活动受到不利的影响。海洋的状态一般可由物理、化学 和生物三方面组成：&物理状态指海水的温度、含盐 量和透明度。化学状态指海水的化学组成、 pH值、溶解氧、氧化还原电位 等； 生物方面则包括海洋中生物 的种类有、数量、分布状况及生 物间的相互关系等。三、污染物质与污染途径海洋污染物质是指由于人类活 动而进入海洋并破坏海洋生态 平衡和造成有害影响的物质。 海洋污染源可分为五大类：（1）城市生活与生产排水及废 弃物 （2）农

50、药及农业废弃物（3 ）船舶、飞机及海上设施（4）原子能生产与应用（5）军事活动海洋污染途径：污染物质进入海洋有三种途径：（1）由陆地通过河川流入海中， 如工业污水和生活污水排入，随 河水流入海洋。（2）污染物质先扩散到大气中， 再被带入海水，如农药、核试验 的放射性物质。（3）工业废水或生活废弃物直 接向海中排放或投弃或由航行 中的船舶排弃或海底管道发性 事故滴漏排放等，其中以油污染 和废热污染尤其严重。四、海洋污染的种类：（1 ）石油污染（2）赤潮（3）毒物污染（4） 塑料垃圾（5）核污染五、海洋污染的特点：1. 污染源广2.持续性强3. 扩散范围大4.控制复杂六、海洋污染对环境的影响：1.

51、 海水的混浊2.油污染的影响3. 赤潮的危害4.污染物质的浓集5. 海洋热污染七、海洋污染的控制：1. 塑料垃圾的防治2.赤潮问题的管理对策3.油污染的控制1）油的包围A. 油障B. 扩散抑制剂（集油剂）（2）油的回收A.油的吸附材料B. 油回收船C. 油的吸引装置D. 撇取（3）油的化学处理第五章土壤污染及防治第一节土壤的组成及性质 土壤的组成及性质一、土壤的组成：【土壤】是指位于陆地表面具有 肥力的疏松层次，它具有独特的 组成成分、结构和功能。【土壤的组成】土壤由矿物质、 有机质、水分、空气和土壤生物 五种成分组成，是固体、液体、 气体三相共存的多相体系。其相 对含量因时因地而异，大体上固

52、 体部分占50 %，土壤空气占 20%, 土壤水分占30%。二）土壤有机质土壤有机质是土壤中含碳有机 物的总称，主要累积在土壤地表 和上层土层，包括土壤中各种 动、植物残体、微生物及其分解 和合成的有机物质，一般占固相 总重量的10%以下，但却是土 壤的重要组成部分，对土壤的性 质有很大的影响。土壤有机质主要来源于动植物 和微生物残体，包括：（1）非特殊性的土壤有机质， 包括动植物残体的组成部分以 及有机质分解的中间产物，例如 蛋白质、树脂、糖类、有机酸等， 占土壤有机质总量的1015%。（2）土壤腐殖质，是土壤特有 的有机物质，占土壤有机质总量 的8590%，主要是动植物残体 通过微生物作用

53、，发生复杂转化 而成。包括腐殖酸、富里酸、腐 黑物等。（三）土壤溶液土壤的水分是土壤三相（固、液、 气）中的要素。它把土壤、大气 中的植物养分溶解，组成营养溶 液，输送到植物根部。因此土壤 水是植物吸收养料的主要媒介。 当土壤受到污染时，各种污染物 也可能溶解到土壤溶液中。（四）土壤中的空气土壤孔隙中所存在的各种气体 的混合物称为土壤空气。土壤空气组成与大气基本相 似，主要以N2、02、CO2及水 汽等为主要成分；其次还有少 量土壤进行生物化学作用产生 的还原性气体，如H2S、NH3、 CH4、CO 等.如果是被污染的土壤，其空气中 还可能存在污染物。与大气组成的差异1、土壤空气存在于相互隔离

54、的 土壤空隙中，是一个不连续的体 系；2、土壤空气中，02和C02含量 上有很大差异；3、土壤空气中水蒸气的含量比 大气中高得多。（五）土壤生物土壤动物1、土壤生物可分为两大类土壤 微生物二、土壤的物理化学性质：（一）土壤的物理性质1、土壤结构：一般把土壤颗粒 的空间排列方式用其稳定程度， 孔隙的分布和结合的状况称为 土壤的结构。2、土壤孔隙：土壤孔隙包括大 孔隙（非毛管孔隙）和小孔隙（毛 管孔隙）。（二）土壤胶体及土壤吸收交换 性土壤胶体是指土壤中颗粒直径 小于2微米或小于1微米，具有 胶体性质的微粒。1、土壤胶体的类型用其构造： 土壤胶体种类按其成分用来源 分为：（1）有机胶体（2） 无机

55、胶体（3）有机- 无机复合胶体2、土壤胶体性质（1 ）巨大的表面积和表面能（2）电荷性质（3）分散性和凝聚性3、土壤的吸附与交换（1）土壤的吸附作用生物吸收 机械吸收物理吸收化学吸收物理-化学吸收（2）离子交换作用阳离子交换阴离子交换（三）土壤酸碱性1、土壤酸度（1）活性酸度（2）潜在酸度（3） 交换酸（4）水解酸2、土壤碱度（四）土壤的氧化还原性 第二节土壤污染和自净一、土壤污染的概念（重点）【土壤污染】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，这种现象叫土 壤污染。二、土壤污染的特点1、隐蔽性和潜伏性2、不可逆性

56、和持久性3、危害的严重性三、土壤污染类型和主要污染物（一）土壤污染类型（根据土壤 污染发生的途径）水体污染 型大气污染 型农业污染 型固体废弃 物污染型（二）土壤污染的主要污染物1、有机物类主要是化学农药、除草剂等，化 学农药的种类繁多，主要为有机 氯和有机磷两大类工业“三废”中的有机污染物， 较常见的有酚、油类、多氯联苯、 苯并芘等。这些污染物进入土壤后，因其较 稳定，不易分解而在土壤中积 累，造成土壤污染2、重金属污染物，如如砷、镉、 汞、铬、铜、锌、铅等3、放射性污染物，如元素艳、 锶等4、化肥5、病原微生物，如肠细菌、炭 疽杆菌、破伤风杆菌、肠寄生虫 （蠕虫）、霍乱弧菌、结核杆菌等四、

57、土壤净化【土壤净化】是指土壤本身通过 吸附、分解、氧化一还原、络合 一螯合作用及化学沉淀等作用 而使进入土壤的污染物的浓度 降低，形态改变，难以被植物所 吸收而暂时退出生物小循环，脱 离食物链或被排出土壤之外的 过程。第三节土壤中有机污染物的迁 移转化一、有机农药在土壤中的迁移转 化1、土壤胶体对农药的吸附 作用 2、化学农药在土壤中 的挥发和扩散3、农药在土壤中的降解4、农药在土壤中的残留5、植物对农药的吸收与代 谢（1）光化学降解许多农药在太阳紫外线的作用 下发生光分解、光氧化、光水解 或光异构化，使其分子结构发生 改变，毒性降低或消失。（2）化学降解化学降解以水解和氧化最为 重要。（3）

58、微生物降解土壤中的微生物对有机农药的 降解也起着十分重要的作用，也 是土壤中农药降解的主要途径。二、典型农药在土壤中的迁移转 化（一）、有机氯农药有机氯农药大部分是含有一个 或几个苯环的氯的衍生物，其特 点是化学性质稳定，残留期长， 高脂溶性并能在其中积累。主要产品有：DDT、六 六六、氯丹、毒杀芬等由于有机氯农药对环 境造成的污染较大，目前不少国 家已停止使用。有机氯农药结构较稳定，生物 体内酶难于降解，所以积存在 动、植物体内的有机氯农药分子 消失缓慢。由于这一特性，它通 过生物富集和食物链的作用，环 境中的残留农药会进一步得到 农集和扩散。通过食物链进入人 体的有机氯农药能在肝、肾、心

59、脏等组织中蓄积，特别是由于这 类农药脂溶性大，所以在体内脂 肪中的积极因素贮更突出。蓄积 的残留农药也能通过母乳排出， 或转入卵蛋等组织，影响后代。（二）有机磷农药有机磷农药大部分视磷酸 的酯类或酰胺类化合物，按结构 可分为：1、磷酸酯，如敌敌畏、二 漠磷等2、硫代磷酸酯，如乐果、 对硫磷、马拉硫磷等3、麟酸酯和硫代麟酸酯， 如敌百虫等4、磷酰胺和硫代磷酰胺 类，如甲胺磷等有机磷农药多数为液体，除少数 品种外，一般都难溶于水而易 溶于有机溶剂。有机磷农药是为取代有机氯农 药而发展起来的，它容易降解， 故对环境的污染和对生态系统 的危害都没有有机氯农药普遍 和突出但有机磷农药毒性较 大，是一种神

60、经毒剂，它能抑制 体内胆碱酯酶，造成乙酰胆碱聚 积，导致神经功能紊乱等。急性 中毒表现症状有：恶心、呕吐、 呼吸困难、瞳孔缩小、肌肉痉挛、 神志不清等。慢性中毒主要症状 有：头痛、头晕、乏力、食欲不 振、恶心、气短、胸闷等。1、有机磷农药的非生物降解（1）吸附催化水解：是土 壤中有机磷农药的主要降解途 径；（2）光降解2、有机磷农药的生物降解：这 是土壤中有机磷农药转化的又 一重要途径。三、塑料制品对土壤的影响近年来城市垃圾中塑料制品的 比例不断增加，如果这部分废塑 料未加分拣、回收，让它与其它 成分一起运往农村作为肥料，将 对土壤产生不良影响。另外，各 类农用塑料的大量使用，也使得 大量残膜

61、废片散落田间，造成了“白色污染”。由于塑料性质稳定，能耐酸碱， 不易被微生物所分解，因此废塑 料进入土壤后，会使土壤物理性 质变劣，不利于植物的生长。第四节 重金属在土壤中的迁移 转化一、重金属元素在土壤中的迁移 转化1、土壤胶体的吸附作用2、土壤中重金属的络合一 螯合作用3、重金属的化学沉淀4、土壤氧化还原条件与重 金属的迁移转化1、土壤胶体的吸附作用：金属离子被土壤胶体所吸附，是 它从液相转入固相的重要途径。胶体的吸附，特别是有机胶体的 吸附，在很大程度上决定着土壤 中重金属的分布和富集。2、土壤中重金属的络合一螯合 作用：某些重金属在土壤溶液中往往 不是以简单的离子形式存在，而 主要是以络离子的形式存在。对 几种重金属离子的研究表明（1）羟基与重金属络合作用可 大大提高重金属氢氧化物的溶 解度；（2）氯络合作用可提高难溶重 金属化合物的溶解度，同时可减 弱土壤胶体对重金属的吸附；（3）有机螯合物对金属迁移的 影响取决于所形成的螯合物是 难溶的还是易溶的。腐殖质中的胡敏酸与重金属形 成的盐是难溶的；富里酸与金属 形成的螯合物则是易溶的在土壤中，腐殖质对金属离子 的螯合作用和吸附作用是同时