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1、环境学概论复习资料（红色为老师重点，黑色是上一级复习内容，加蓝色为本人认为的考点）第一章 绪论环境科学定义：是一门研究人类社会发展活动与环境演化规律之间相互作用关系，寻求人类社会与环境协同演化、持续发展途径与方法的科学。环境：是以人类为主体的外部世界，即人类赖以生存和发展的物质条件的整体，包括自然环境和社会环境。也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：大气、水、海洋、土地、矿产、森林、草原、野生动物、自然遗迹和人文遗迹、自然保护区和风景名胜区、城市和乡村等。环境科学研究对象：是以“人类-环境”系统为其特定的研究对象，它是研究“人类-环境”系统的发生和发展、调节和控制以
2、及改造和利用的科学。环境科学基本任务：揭示人类-环境系统的实质，研究人类-环境系统之间的协调关系，掌握它的发展规律，调控人类与环境之间的物质和能量交换过程，以改善环境质量，造福人民，促进人类与环境之间的协调发展。 环境科学的主要任务： 探索全球范围内环境演化的规律； 揭示人类活动同自然生态之间的关系； 探索环境变化对人类生存的影响； 区域环境污染综合防治的技术措施和管理 措施。环境问题：由于人类活动作用于我们周围环境所引起的环境质量变化以及这种变化反过来对人类的生产生活和健康产生影响。包括原生换金问题和次生环境问第一次浪潮的表示是：生产工具的进步 环境问题:土地侵蚀问题第二次浪潮的标志：蒸汽机
3、的广泛使用 环境问题:严重的环境污染现象，如：大气污染、水体污染、土壤污染、噪声污染、农药污染、核污染等，其规模之大，影响之深是前所未有的。 第三次浪潮的标志：电子工程、遗传工程 环境问题:环境污染严重的传统产业的转移：发达国家发展中国家；城市农村、乡镇。新技术、新材料的应用环境效应。环境科学的特点：整体性 交叉性 综合性 实践性人类与环境的关系主要是通过人类的生产和消费活动而表现出来的。环境问题：由于人类活动作用于我们周围环境所引起的环境质量变化以及这种变化反过来对人类的生产生活和健康产生影响。包括原生换金问题和次生环境问题。环境的组成：自然环境、工程化境和社会环境第二章大气组成：水汽、杂质
4、、干结空气（氮、氧、惰性气体）大气污染：向大气排放的各种污染物超过环境所能允许的极限（环境容量）时，大气质量就发生恶化，使人们的生活、工作、身体健康和精神状态，这种现象称之为大气污染 。大气污染的发生 ：人为源和天然源 人为污染源 1）燃料燃烧：燃料（煤、石油、天然气等）的燃烧2）工业生产过程排放：污染物种类多，数量大，是城市或工业区大气的主要污染源。 3）交通运输过程中排放：如汽车、飞机、船舶等排放的尾气4）农业活动排放：农药及化肥的使用天然污染源1）火山喷发：排放出SO2、H2S、CO2、CO、HF及火山灰等颗粒物。2）森林火灾：排放出CO、CO2、SO2、NO2HC等。3）自然尘：风砂、
5、土壤尘等。4）森林植物释放：主要为萜烯类碳氢化合物。5）海浪飞沫：颗粒物主要为硫酸盐与亚硫酸盐。一次污染物：指直接从污染源排放的污染物质，如二氧化硫、一氧化氮、一氧化碳、颗粒物等。二次污染物：指由一次污染物在大气中互相作用经化学反应或光化学反应形成的与一次污染物的物理、化学性质完全不同的新的大气污染物，其毒性比一次污染物还强。如硫酸及硫酸盐气溶胶、硝酸及硝酸盐气溶胶、臭氧、光化学氧化剂Ox，以及许多不同寿命的活性中间物（又称自由基），如HO2、HO、等。碳氢化合物（HC）：大气中的碳氢化合物通常是指C1-C8可挥发的所有碳氢化合物，又称烃类。主要大气污染物 1）气溶胶状态污染物：总悬浮颗粒物、
6、飘尘、降尘、可吸入粒子2）硫氧化合物：SO2、SO33）氮的氧化物：NO、NO2、N2O、NO3、NO4、N2O54）碳的氧化物：CO、CO2大气污染类型1）根据污染物的性质划分（比较）（1）还原型（煤炭型）：SO2、CO、颗粒物 “伦敦烟雾”（2）氧化型（汽车尾气型）：洛杉矶光化学烟雾2）根据燃料性质和大气污染物的组成划分P25：煤炭型、石油型、混合型、特殊型光化学烟雾的形成条件：1）“烟雾”形成的地理条件：（1）地理条件：与NO2的光解有直接关系，NO2光解必须有290-430nm波长辐射作用才有可能。一般太阳天顶角越小，太阳辐射就越强；夏季在北半球太阳入射角比冬天小，所以夏天发生光化学烟
7、雾的可能性较冬天大当天晴朗、高温低湿和有逆温风力不大时，有利大气污染物在地面附近的聚集，易于产生光化学烟雾2）污染源条件：“烟雾”的形成是和大气中NO2、碳氢化合物等污染物的存在分不开的。所以，以石油为原料的工厂排气等污染源的存在是“烟雾”形成的前提。光化学烟雾的特征：烟雾呈蓝色，具有强氧性，刺激人们眼睛、伤害植物叶子，能使橡胶开裂，并使空气能见度降低。光化学烟雾的形成过程：P35是由一系列复杂的链式反应组成的，是以NO2光解生成O的反应为引发，导致了臭氧的生成。由于碳氢化合物的存在，促使NO向NO2的快速转化，在此转化中自由基（特别是HO基）起了重要的作用。致使不需要消耗臭氧而能使大气中的N
8、O转化成NO2，N2又继续光解产生臭氧。同时转化过程中产生的自由基又继续与碳氢化合物反应生成更多的自由基，如此继续不断地进行链式反应，直到NO或碳氢化合物消失为止。所产生的醛类、O3、PAN等二次污染物是最终产物。 大气稳定度：污染物在大气中的扩散与大气稳定无有密切的关系，大气稳定度是指在垂直方向上大气稳定的程度。大气稳定度：污染物在大气中的扩散与大气稳定度有密切的关系，大气稳定度是指在垂直方向上大气稳定的程度。逆温：辐射逆温、下沉逆温、平流逆温、锋面逆温、湍流逆温。不同温度层结下的烟型（结合P40）A翻卷性（波浪形）：出现在中午前后，气温层结处于不稳定状态，扩散条件较好，污染物落地最浓度点距
9、离烟囱较近，多发生在晴朗的白天。B锥形：气温随高度的变化不大，故烟气向前推动良好但比翻卷性差。C平展型：种种烟柳垂直扩散很小，想一条带子飘向远方，烟囱高时，近地面不会造成污染，在远方会造成污染。D上升性：下部是稳定的大气，上不是不稳定的大气。发生在日落前后持续时间短。E熏蒸型（漫烟型）：日落后，地面污染严重。影响大气污染的地理因素（44）：地形和地物的影响、山谷风、海陆风、城市热岛效应城市热岛环流：1) 城市人口密集、工业集中，使得能耗水平高2) 城市覆盖物热容量大，白天吸收太阳辐射热，夜间放热缓慢，使低层空气变暖3) 城市上空笼罩着一层烟雾和CO2，使地面有效辐射减弱。影响大气污染的几何分类
10、：电源、线源、面源有效源高：是指从烟囱排放的烟云距地面的实际高度，它等于烟囱（或排放筒）本身的高度（He）与烟气抬升高度（H）之和。即：He=Hs+H 影响烟气抬升高度的因素：烟气本身的热力性质；动力性质以及气象条件；近地层下垫面的状况等。 要增加烟气上升的高度，以减轻地面烟气浓度应注意：1) 提高排烟温度2) 增加烟气喷出速度3) 增加排除的烟气量P54扩散参数取用原则城市工业区：大气稳定度为A或B时，不提级直接按表2-16计算，如为C级稳定度时，先提到B级然后按B级稳定度先算扩散参数；如为D、E、F稳定度级时，应向不稳定方向提高一级半稳定度，然后再按表2-16查扩散参数。丘陵山区的农村和城
11、市大气扩散参数选取的方法：丘陵山区的农村和城市大气扩散参数取用方法与城市工业区相同。主要大气污染物控制技术 （1）烟尘控制技术措施：1）改变燃料的构成，以减少颗粒物的生成，比如用天然气代替煤，用核能发电取代燃煤发电等；2）是在烟尘排放到大气环境之前，采用控制设备将尘除掉，以减轻大气环境污染程度。 除尘装置可分为：机械式除尘装置、袋式除尘装置、湿式除尘装置、电除尘装置。（2）二氧化硫净化技术采用方法：燃料脱硫；燃烧过程中脱硫或烟气脱硫 。（3）汽车尾气的催化净化：汽车尾气中主要含烃类、CO和NOx等有害物质，前两种是燃料不完全燃烧所产生，NOx则是由汽缸中的高温条件所造成的，在汽车发动过程中排放
12、的这些成分造成环境污染。 汽车尾气的完全催化转化一般是分两步完成的：一步是催化还原NOx另一步是催化氧化CH和CO。 大气污染综合防治 ：P60（重点）（1）全面规划、合理布局（2）选择有利污染物扩散的排放方式（3）区域集中供暖、供热（4）改变燃料构成（5）绿化造林（6）大气污染控制技术大气环境标准P61看书按其用途可分为：大气环境质量标准、大气污染物排放标准、大气污染控制技术标准、警报标准第三章水体：以相对稳定的陆地为边界的天然水域，包括有一定流速的沟渠、江河和相对静止的塘堰、水库、湖泊、沼泽，以及受潮汐影响的三角洲与海洋。 溶解气体中主要气体：N2（61%） O（34%） CO2 H2S
13、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武力、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。水体污染的主要污染物：A物理方面：颜色、浊度、温度、悬浮固体和放射性B化学方面：无机物无毒物质、无机有毒物质（重金属、氰化物、氟化物）、耗氧有机物、有机有毒物质（有机农药、酚类化合物、多环芳烃、多氯联苯、洗涤剂）、生物污染物、放射性物质常用有机物污染指标：A化学耗氧量CODB生物需氧量BODC总有机碳量D总需氧量污染物的衰减和转化进入水中的污染物可以分为两类：保守物质和非保守物质非保守物质的衰减有两种方式
14、：A由自审的运动规律决定的 B在水环境因素的作用下，由于化学的或生物的反应而不断衰减，如何一生化降解的有机物在说体重的微生物作用下水化分解过程。有机物生物化学分解A水解反应：只复杂的有机物分子在水解酶参与下加以水分子分解为较简单化合物的反应。（1） 反应发生在细菌体外时，如蔗糖本身包含葡萄糖和果糖两部分。（2） 反应发生在微生物细胞体内进行，例如化合物的碳链双键在加水后转化为单键，又如氨基酸中肽键可以在水解酶作用那个下水解。B氧化反应：生物氧化作用主要有两类 脱羧作用。（1） 脱氢作用：一种是从-CHOH-基团脱氢，例如乳酸形成丙酮酸的反应。另一种是从-CH2CH2-基团脱氢，例如由琥珀酸脱氢
15、形成延胡索酸的反应。（2） 脱羧反应:这是生物氧化中产生CO2的主要过程。水体出现富营养化现象时主要表现为浮游生物量大量繁殖，因占优势的浮游生物的颜色不同水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等，在江河湖泊中称为水华，在海洋中称为赤潮。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。现代湖沼学也把这一现象当作湖泊演化过程中逐渐衰亡的一种标志。水体营养话类型：天然富营养化、人为富营养化水体富营养化状态判断标准A湖水营养物质浓度 B藻类所含叶绿素的量 C湖水透明度及溶解氧水环境污染控制及管理1) 制定水环境质量标准A水质标准 B工业废水排放标准 2)水环境污染的对策A减少耗水量 B建立城市午睡处理系统 C调整工业布局 D加强水资源规划管理水体污染物质的来源：工业废水、生活污水、农业退水水体常用的有机物污染指标：P73化学耗氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、总有机碳量（TOC）、总需氧量（TOD）稳态：在河
