环境工程

环境工程1.环境和环境问题1.1环境人类是环境的产物，又是环境的创造者。环境不仅向人类提供维持生存的物质，同时也提供了人类在智力、道德、社会和精神等方面发展的机会。人类同时也在通过自己的劳动利用环境，创造物质财富，克服不利的自然条件，不断地创造和改善人类居住生活环境。环境是指人类的生存空间。它是指主体以外的且围绕主体、占据一定空间、构成主体生存条件的各种实体或社会因素。环境是一个及其广泛的概念，它不能孤立存在，总是相对于某一个中心而言。不同的中心相应有不同的环境范畴。普通人群：环境应该是让人赏心悦目的景观。例如：蓝天白云、碧水长流的自然风景。如果针对居住环境而言，应该是符合卫生要求。此外，还应具备必要的生活配套条件，例如，学校、商场、公共休闲的绿地或公园、交通方便等。环境保护行政管理部门、政府人员：环境的概念应该是遵照《中华人民共和国环境保护法》的有关规定：“本法所称环境，是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，包括大气、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村。”环境科学家：环境是人类进行生产和生活的场所。我们要以辩证的观点来认识环境。在环境科学里，人是中心事物，环境主要是人类的生存环境。即作用在人这一中心客体上的、一切外界事物和力量的总和。不同群体对环境的认识1.2环境问题概况地说，环境问题是指全球环境或区域环境中出现的不利于人类生存和发展的各种现象。按照环境问题产生原因，主要分为原生环境问题和次生环境问题。原生环境问题是由自然环境本身变化引起的。如火山喷发、地震、洪涝、干旱、滑坡等。次生环境问题是人类活动作用于周围环境而引起的环境问题。是环境科学研究的主要对象。原生环境问题1976年7月28日，那一个黑色的可怕瞬间……一场人类史上堪为最惨烈的地震灾难降临到中国人民的头上：转眼间唐山市区变成一片废墟，242419人丧生(包括天津等受灾区)，36万多人受重伤，70万多人受轻伤，15886户家庭解体，7821个妻子失去丈夫，8047个丈夫失去了妻子，3817人成为截瘫患者，25061人肢体残废，遗留下孤寡老人3675位，孤儿4204人，数十万和平居民转眼变成失去家园的难民，全国人民被投入到巨大的悲痛之中。唐山大地震后被震弯的铁路原生环境问题印度尼西亚苏门答腊岛以北海域当地时间2004年12月２６日上午８时发生里氏８.５级强烈地震，并引发海啸，东南亚和南亚数个国家受波及，造成重大人员伤亡（最后报道遇难者超过15万人。次生环境问题2水体污染及其控制技术2.1水体自净与水体污染水体又称水域，是指海洋、河流、水库、沼泽、冰川、地下水等地表与地下贮水体的总称。环境容量自然环境包括水环境对污染物质都具有一定的承受能力，即所谓的环境容量。水体自净水体能够在其环境容量的范围以内，通过物理、化学和生物的作用，使排入的污染物质的浓度和毒性随时间的推移在向下游流动的过程中自然降低。水体污染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，从而导致水体的物理特征、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民生活中的作用。2.2污染源和主要污染物2.2.1水体污染源水体污染源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。根据污染物来源不通，水体污染源可以分为人为污染源和天然污染源两大类。其中，人为污染源是环境保护研究和水污染防治中的主要对象。2.2.2主要污染物化学性污染物物理性污染物生物性污染物无机无毒物质无机有毒物质有机有毒物质需氧物质植物营养物质油类物质悬浮物质热污染物放射性污染物2.3水质指标和水质标准2.3.1水质指标固体污染物指标需氧污染物指标pH值细菌污染指标有毒物质指标CODBOD其他需氧污染物指标细菌总数总大肠菌群数金属有毒有害物质非金属有毒有害物质有机有毒有害物质放射性物质2.3.2水质标准《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类：I类主要适用于源头水、国家自然保护区；Ⅱ类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；Ⅲ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；IV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；V类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域《污水综合排放标准》（GB8978-1996）执行标准等级的确定：(1)特殊保护水域，指国家《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的Ⅰ、Ⅱ类水域，不得新建排污口，现有的排污单位由地方环保部门从严控制，以保证受纳水体水质符合规定用途的水质标准。(2)重点保护水域，指国家《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的Ⅲ类水域和《海水水质标准》Ⅱ类水域，对排入该区水域的污水执行一级标准。《污水综合排放标准》（GB8978-1996）(3)一般保护水域，指国家《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的Ⅳ、Ⅴ类水域和《海水水质标准》Ⅲ类水域，对排入该区水域的污水执行二级标准。(4)对排入城镇下水道并进入二能污水处理厂进行生物处理的污水执行三级排放标准。2.4水体污染控制的基本途径1.减少废水及其污染物的产生量改革生产工艺改进生产设备2.减少废水及其污染物的排放量提高水的重复利用率回收有用物质加强工业废水与城市污水的综合治理2.5污水处理基本方法与系统2.5.1污水处理基本方法按照污水的净化原理，分为物理法、化学法和生物法。1、物理法利用物理作用处理废水的方法，主要用于分离去除废水中不溶性的悬浮污染物。在处理过程中不改变废水的化学性质。常采用的有沉淀法、过滤法、离心分离法、蒸发法、气浮法、反滲透法。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，或将其转化为无害物质。常用的方法有化学沉淀法、混凝法、中和法、萃取法、吸附法、氧化还原法、离心交换法、电渗析法等。3、生物法微生物具有氧化分解有机物并将其转化成稳定无机物的能力，废水生物处理法就是利用微生物的这一功能，并采取一定的人工措施，营造有利于微生物生长繁殖的环境，使微生物大量法制，以提高微生物氧化、分解有机物的能力从而使废水中的有机污染物得以净化的方法。根据采用的微生物的呼吸特性，生物处理可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。根据微生物的生长状态，废水生物处理又可分为悬浮生长型（如活性污泥法）和附着生长型（如生物膜法）。污泥曝气池曝气转盘2.5.2污水处理系统污水中的污染物质是多种多样的，因此不可能只用一种方法就可以将所有的污染物都去除干警，往往需要集中处理方法的组合以达到预期净化效果与排放标准。根据处理程度的不通，废水处理系统可以分为一级处理、二级处理和三级处理。一级处理主要解决悬浮固体、胶态固体、悬浮油类等污染物的分离，多采用物理法。一级处理通常是二级处理的预处理。二级处理主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质（即BOD、COD物质），多采用较为经济的生物处理法。它往往是废水处理的主体部分。经二级处理后，一般均可以达到排放标准。三级处理是在一级、二级处理后，进一步处理难降解有机物、氮和磷等可溶性无机物等。处理后的水质可以达到工业用水和生活用水的标准。3大气污染及其控制技术3.1大气污染物与污染源大气污染指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害环境的现象。大气污染源分为自然源和人工源两类。自然源是火山喷发、森林火灾等自然原因产生的沙尘、SO2、CO等。人工源是指任何向大气排放一次污染物的工厂、设备、车辆或行为等。人工源按污染源形成的原因按污染物排放的方式按污染物排放的时间按污染源的运动形式按污染源的排放空间工业污染源农业污染源交通污染源生活污染源点源线源面源连续源间断源瞬时源固定源移动源地面源高架源大气污染物指以各种形式进入大气中，并可能引起的大气污染的物质。按照和污染源的关系，分为一次污染物和二次污染物。按照污染物的形态，分为颗粒污染物和气态污染物。沙尘暴汽车尾气两种重要的二次污染物硫酸烟雾又称伦敦烟雾，是由烧煤所产生的烟尘、SO2与自然雾混合在一起，积聚在低层大气中形成的烟雾。伦敦曾多次发生煤烟事件，其中最严重的一次是于1962年12月5日发生的，历时5天，死亡4000多人。伦敦型烟雾是由居民、工厂取暖排放的煤烟和冬季早晨的雾相伴而生。构成这次事件的一次污染物是SO2和煤尘，其二次污染物主要是硫酸雾和硫酸盐气溶胶。硫酸雾是大气中的SO2在相对湿度比较高、气温比较低，而且又有煤烟颗粒物存在时所发生的催化反应而形成的。光化学烟雾又称为洛杉矶烟雾。是由碳氢化合物和氮氧化合物等一次污染物，在阳光的照射下发生化学反应和光化学反应生成的。美国洛杉矾光化学烟雾事件发生在1940年，其表现是白色烟雾(有时带紫色或黄褐色)，大气能见度降低，具有特殊气味，刺激眼睛和喉粘膜．使呼吸困难。其中生成的03。可使橡胶制品开裂，使植物叶片变黄甚至枯萎，烟雾一般发生在相对湿度较低的夏季晴天，出现在中午或刚过中午，夜间消失。大气中光化学氧化剂（03等)浓度很高。3.2大气污染控制标准环境空气质量标准（GB3095-1996）一类区为自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区。二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。三类区为特定工业区。大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）本标准规定的最高允许排放速率，现有污染源分一、二、三级，新污染源分为二、三级。按污染源所在的环境空气质量功能区类别，执行相应级别的排放速率标准，即：位于一类区的污染源执行一级标准(一类区禁止新、扩建污染源，一类区现有污染源改建执行现有污染源的一级标准)；位于二类区的污染源执行二级标准；位于三类区的污染源执行三级标准。3.3.1大气污染控制途径1.合理规划、合理布局2.改进燃烧方式和改变燃料构成，推广清洁能源3.采用区域采暖，集中供热的方法4.减少交通废气污染5.绿化造林3.3大气污染控制与常用治理技术3.3.2大气污染治理技术1.颗粒污染物的治理从气体中除去或收集固态或液态粒子的设备称为除尘装置，有时也叫除尘器。除尘装置可分为以下几种类型：重力除尘器机械式除尘器惯性力除尘器离心力除尘器湿式除尘器过滤式除尘器电除尘器旋风除尘器重力除尘器惯性除尘器电除尘器袋式除尘器文丘里除尘器喷淋塔2.气态污染物的治理吸收法吸附法催化法燃烧法冷凝法3.汽车尾气的治理主要采用的方式有机内净化、机外净化，采用清洁能源和替代驱动等方式。机内净化是改进发动机的燃烧方式，使污染物的产生量减少。机外净化是利用在发动机外部的催化净化设备，对排出的废气进行治理。采用清洁能源是指采用，类似天然气、甲醇等燃料替代化石燃料，从根本上减少污染物的产生量。替代驱动则是通过智能化设计，在汽车内配备多个驱动方式，根据燃料的情况和实际运行方式，选择合适的驱动凡是驱动汽车，同时使得尾气中有害成分保持在最低状态。另外，还可以通过对道路交通的合理规划，合理调配城市区域内的交通量，使尾气排放总量控制在一个合理的范围内。还可以种植树木草坪来对尾气进行吸收净化。3.4全球性环境问题3.4.1温室效应和全球变暖大气中的某些微量气体，对太阳辐射不能接受或很少接受，对地面的长波辐射却强烈吸收，导致大气升温的现象称为温室效应。引起温室效应的这些微量气体称为温室气体。包括二氧化碳、氟氯烃、甲烷、低空臭氧和氮氧化物等。其中，起主要作用的是二氧化碳，温室效应的55％都是有二氧化碳贡献的。当大气中的温室气体含量增加，就会加剧温室效应，引起全球气候变暖。全球气候变暖对人类生活产生的影响，主要反映在两个方面：1.沿海地区的海岸线变化全球气候变暖一方面会使两极和高山上的冰盖而膨胀，从而使海水平面上升。海水平面上升主要