搜索
《环境污染与防治专业基础与实务》复习资料第一部分基础理论知识一、水污染防治基础理论知识（一）水与水体污染1、水与水循环（1）熟悉水环境保护采取限制或消除排入水体和水域的污染物的措施，使河流、湖泊、海洋、水库等水体和水域维持其应有的正常功能。（2）熟悉水循环基本原理地球表面的水在太阳辐射能和地心引力的相互作用下,水分不断的蒸发和蒸腾,并汽化为水蒸气,上升到空中形成云，又在大气环流的作用下传播到各处，遇到适当的条件时即成为雨或雪而降落到海洋和陆地。这些降落下来的水分，一部分渗入地下，成为土壤或地下水；一部分经植物吸收后再经枝叶蒸腾进入大气层；一部分可直接从地面蒸发而发散；一部分可能顺地表径流汇入江、河、湖泊流入海洋，再经水面蒸发进入大气圈。这种过程循环往复、永无止境，称作自然界水循环。2、废水的来源与污染物（1）掌握废水的来源与特性根据来源不同，废水可分为生活污水、工业废水、农业退水三大类。生活污水：人们在日常生活中所产生的废水，主要包括厨房洗涤污水。工业废水：在工业生产过程中所排出的废水。工业废水分为生产污水和生产废水。生产废水是指较清洁，不经处理即可排放或回用的工业废水。而那些污染较严重，须经过处理后方可排放的工业废水就称为生产污水。农业退水：农作物栽培、牲畜饲养、食品加工等过程排出的污水称为农业废水。（2）掌握污染物种类及水质指标污染物种类：物理：颜色、浊度、温度、悬浮固体、放射性化学：pH、COD、BOD5、TOC、氨氮、石油类、苯类生物：总大肠菌群、粪大肠菌群、埃希氏大肠菌、细菌总数等水质指标：物理：水温、悬浮物(总不可滤残渣，0.45μm滤膜截留物质的质量，105℃烘干)、浑浊度（水中含有胶体状态和悬浮状态的杂质引起水的浑浊程度）、色度、臭和味、电导率等化学指标：杂质或污染物质的单项指标：如锰、铁、氯化物等；无机特性的综合指标：pH、酸度、碱度、硬度、总含盐量、氧化还原电位等；有机污染物的综合指标：COD（使水样中能被氧化的物质氧化所需耗用氧化剂的量），BOD5(有氧条件下，微生物分解水体中有机物质的生物化学过程中所需溶解氧的量)，TOC微生物指标：总大肠菌群、粪大肠菌群、埃希氏大肠菌、细菌总数等放射性指标：总α放射性、总β放射性，单位Bq/L（二）废水处理方法1、熟悉水污染对人类的危害水污染后，通过饮水或食物链，污染物进入人体，使人急性或慢性中毒。砷、铬、铵类、苯并(a)芘等，还可诱发癌症。被寄生虫、病毒或其它致病菌污染的水，会引起多种传染病和寄生虫病。重金属污染的水，对人的健康均有危害。被镉污染的水、食物，人饮食后，会造成肾、骨骼病变，摄入硫酸镉20毫克，就会造成死亡。铅造成的中毒，引起贫血，神经错乱。六价铬有很大毒性，引起皮肤溃疡，还有致癌作用。饮用含砷的水，会发生急性或慢性中毒。砷使许多酶受到抑制或失去活性，造成机体代谢障碍，皮肤角质化，引发皮肤癌。有机磷农药会造成神经中毒，有机氯农药会在脂肪中蓄积，对人和动物的内分泌、免疫功能、生殖机能均造成危害。稠环芳烃多数具有致癌作用。氰化物也是剧毒物质，进入血液后，与细胞的色素氧化酶结合，使呼吸中断，造成呼吸衰竭窒息死亡。我们知道，世界上80%的疾病与水有关。伤寒、霍乱、胃肠炎、痢疾、传染性肝类是人类五大疾病，均由水的不洁引起。2、废水处理的基本途径与方法（1）掌握按处理方法分类：物理处理法、化学处理法、物理化学法、生物化学处理法物理方法：通过物理作用来清除废水中的污染物称为物理处理法。常用的方法是利用过滤、沉淀、浮选等技术分离废水中的悬浮污染物。化学处理法：通过一些化学反应清除废水中污染物质或使其转化为其它物质从而化有害为无害、有毒为无毒等，称为化学处理法。常用的方法有中和法、氧化法、凝聚法、石灰解析法等。①中和法主要用来除废水的酸、碱性。②氧化法主要是通过氧化作用加速污染物的降解和转化。一般有三种方式：一是空气氧化法，即将废水暴露在空气中，利用空气氧化；二是化学氧化法，即在废水中加高锰酸钾、液氯、臭氧等强氧化剂使其发生氧化反应；三是电解氧化法，即利用电解的基本原理，使废水中有害物质通过电解过程，在阴阳两级分别发生氧化和还原反应，以消除污染物质。③化学凝聚法这是处理废水常用的一种方法。当废水中含有许多胶体物质，用物理方法不易除去时，常加凝聚剂，如硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、明矾、铝酸钠、氧化铁等，以清除胶体带的电荷，使之变成絮状，迅速下沉。④电解凝聚法电解凝聚法与化学凝聚法基本相同，即清除胶体上的电荷，使其发生凝聚作用。不过，后者是促使胶体下沉，前者是促使肢体聚集于液体表面。电解凝聚法常用于去除废水中的乳化油。通过电解作用使阳极电板上产生矾花，即氢氧化铁，阴极产生氢气。矾花和气体气泡不断上升，将乳化油带至液面产生凝聚、吸附和浮托等作用，因此又称电浮选法。物理化学法：离子交换法、吸附法、萃取法、分离技术等。①离子交换法这个方法是使硬水软化的传统方法，现在是深度处理废水和回收其中有用物质的重要方法之一。常用于除去或回收废水中的重金属。即利用离子交换作用，把废水中希望除去的或回收的阳离子或交换，然后用水或其它液体淋洗树脂，将其中重金属洗出，树脂复原。离子交换树脂有天然和人工合成产物两种。此外，天然的蒙脱石、沸石、多水高岭土和伊利石等均有离子交换吸附能力，也可用于处理废水，并具有来源容易、成本低等优点。②吸附法吸附法是采用固体多孔吸附剂，吸附废水中的味、臭、色、油、酚等污染物的处理方法。属于这类吸附剂的有活性炭、活性硅石、硅酸、白土、蒙脱石、氧化铝和骨粉等。③萃取法采用某种有机溶剂，从废水中除去或回收可溶于该溶剂中的污染物的处理方法，例如，用重质苯、异丙醚等革取废水中的酚。④泡沫分离这种方法是把空气吹入废水中，或者在废水中投放表面活性物质，使水中形成许多泡沫，水中表面活性或非活性污染物质吸附在泡沫上，升至水面，不断刮去泡沫，就能达到去除污染物的目的。⑤分离技术膜分离技术可分为电渗析法、扩散渗析法、反渗透法和超滤法四种形式。a．电渗析法：溶液中的离子在直流电场的作用下，有选择地通过离子交换膜进行定向迁移，此法多用于海水和苦咸水除盐、制取去离子水等。b．扩散渗析：即为浓差渗析，利用半透膜（只能透过溶剂或只透过溶质的膜）使溶液中的溶质由高浓度一侧，通过膜向低浓度一侧迁移。此法主要用于酸、碱废液的处理、回收和有机、无机电解质的分离、纯化。c．反渗透：以压力为推动力，把水溶液中的水分离出来，同时分离、浓缩溶液中的分子态或离子态物质的方法。反渗透法在化工分离技术、硬水软化、制取高纯水和分离细菌、病毒等方面得到广泛应用。d．超滤法：是以压力为推动力，使水溶液中大分子物质和水分离。其本质是机械筛滤。在这种方法中，膜表面孔隙大小是主要控制因素。生化处理法：利用自然界存在的各种微生物，将废水中有机物进行降解，达到废水净化的目的。根据废水处理过程中起作用的微生物对氧气要求的不同，废水的生物处理分为好气和厌气生物处理两类。①好气生物处理法：在废水中通过大量空气，促使好气微生物大量繁殖，并注意调节pH值（6～9）、温度（20～30℃）和增加必要的养料（BOD∶N∶P=100∶5∶1）等，使之有利于微生物的生长和发育。它们能将废水中的有机物大量分解，分解为CO2、H2O、NH3和硫酸盐、磷酸盐等，达到去除有机污染物质的目的。②嫌气生物处理：是在缺氧条件下，利用嫌气微生物来进行废水处理，这种办法常用于处理有机质含量高的废水，即生化需氧量在5000～10000mg/L以上的废水。物理法：利用物理作用处理、分离和回收废水中的污染物。如，用沉淀法去除水中相对密度大于1的悬浮颗粒的同时回收这些颗粒物；浮选法（或气浮法）可去除乳状油滴或相对密度接近1的悬浮物；过滤法可去除水中的悬浮颗粒；蒸发法用于浓缩废水中不挥发性的可溶性物质等。化学法：利用化学反应或物理化学作用处理回收可溶性废物或胶状物质。如，中和法用于中和酸性或碱性废水；萃取法利用可溶性废物在两相中溶解度不同的分配，回收酚类、重金属等；氧化还原法用来去除废水中还原性或氧化性污染物，杀灭天然水体中的病源菌等。生物法：利用微生物的生化作用处理废水中的有机物。如,生物过滤法和活性污泥法用来处理生活污水或有机生产废水。（2）掌握按处理程度分类：一级处理、二级处理、三级处理城市污水成分的99.9%是水，固体物质仅占0.03%~0.06%左右。城市污水的BOD一般在75~300mg/L。根据对污水的不同净化需求，废水处理的各种步骤可划分为一级、二级和三级处理。一级处理：主要去除废水中悬浮固体和漂浮物质，同时还通过中和或均衡等预处理对废水进行调节以便排入受纳水体或二级处理装置。主要包括筛滤、沉淀、浮选等物理处理法。经过一级处理后，废水的BOD一般只去除30％左右，达不到排放标准，仍需进行二级处理。二级处理：主要去除废水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质。主要采用生物处理和絮凝等方法，BOD去除率可达90％以上，处理水可以达标排放。生物法主要是除去一级处理后废水中的有机物，絮凝法是去除废水中的无机悬浮物和胶体颗粒物或低浓度有机物。三级处理：是在一级、二级处理的基础上，对难降解的有机物、磷、氮等营养性物质进一步处理。控制富营养化或达到使废水能够重新回用。采用的方法可能有混凝、过滤、离子交换、反渗透、超滤、消毒等。二、大气污染防治基础理论知识（一）大气污染物的形成1、大气污染（1）了解地球大气层：大气组成和大气结构大气组成分为恒定、可变和不定三种组分。氮78.09%、氧20.95、氩0.93%，加上微量的氖、氦、氪、氙、氡等稀有气体为恒定；水蒸气（4%以下）和二氧化碳（0.02~0.04%）为可变；不定组分来源有二：（1）自然界的火山爆发、森林火灾、地震等自然灾害，形成的尘埃、硫化氢等（2）人类生产活动产生的，硫氧化物、氨氧化物等。在均质层中，根据气体的温度沿地球表面垂直方向的变化，分为对流层（12千米,每上升100米,气温降低0.6）、平流层（38km，臭氧在该层）、中间层（35km）、热层（630km，电离层）、逸散层。（2）掌握大气污染的概念自然界中局部的质能变化和人类的生产和生活活动，改变大气圈中某些原有组分和向大气中排放有毒有害物质，以致使大气质量恶化，影响原来有利的生态平衡体系，严重威胁着人体健康和正常工农业生产，以及对建筑物和设备财产等构成损坏即为大气污染。（3）了解大气污染的特点：局部、区域性、全球性局部、区域性、全球性一般认为大气污染只发生在城市和工业区,那里的大气污染物浓度往往要比农村或郊区高出许多倍,似乎大气污染仅局限于局部地区或是区域性问题。但从实际表现,大气污染是全球性的问题,因为污染物最终将散布到整个大气层。（4）熟悉大气污染的危害：对生物、材料和气候的危害生物危害：动物因吸入污染空气或吃含污染物食物而发病或死亡，大气污染物可使植物抗病力下降、影响生长发育、叶面产生伤斑或枯萎死亡。；人体受害有三条途径，即吸入污染空气、表面皮肤接触污染空气和食入含大气污染物的食物，除可引起呼吸道和肺部疾病外，还可对心血管系统、肝等产生危害，严重的可夺去人的生命。材料危害：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。S02与其他酸性气体可腐蚀金属、建筑石料及玻璃表面。S02还可使纸张变脆、褪色，使胶卷表面出现污点、皮革脆裂并使纺织品抗张力降低。03及SO2会使染料与绘画褪色，从而对宝贵的艺术产品造成威胁。气候危害：大气污染还会导致降水规律的改变。水循环对于地球上人类的生存是至关重要的。大气污染影响凝聚作用与降水形成，有可能导致降水的增加或减少。大气污染对降水化学的影响表现在酸性化合物的输入，即出现酸雨。酸雨会导致土壤变化，继而引起水体的pH值变化和化学变化。破坏高空臭氧层，形成臭氧空洞；二氧化碳等温室气体的增多会导致地球大气增暧，导致全球天气灾害增多；烟尘等气溶胶粒子增多，使大气混浊度增加，减弱太阳辐射，影响地球长波辐射，可能导致天气气候异常。（5）熟悉全球性大气污染问题：酸