环境科学概论第六章学习辅导材料(1)

《环境科学概论》第六章环境污染及防治技术学习辅导材料一、内容提要1、环境污染及形成（1）环境污染是指有害的物质或因子进入环境，并在环境中发生扩散、迁移、转化，使生态系统的结构与功能发生变化，对人类以及其它生物的生存和发展产生不利影响。（2）污染源污染源是造成环境污染的污染物的发生源，通常是指向环境排放有害物质或对环境产生有害影响的场所、设备和装置的总称。按造成环境污染的原因，可把污染源分为天然污染源、人为污染源天然污染源——是指自然界自行向环境排放污染物或造成有害影响的场所，如正在喷发的火山。人为污染源——是指人类社会活动所形成的污染源，是环境保护研究和控制的主要对象。污染源按环境污染的主要对象(受体)，可分为大气污染源、水体污染源、土壤污染源以及生物污染源等。按向环境排故污染物的空间分布方式，污染源可分为点污染源、线污染源和面污染源(合称为非点污染源)。按照人类社会活动功能，污染源可分为工业污染源、农业污染源、交通运输污染源、生活污染源。（3）污染物在环境中的迁移和转化污染物的迁移——是指污染物在环境中所发生的空间位置的移动及其所引起的富集、分散和消失的过程，是污染物在环境中的运动形式之一。污染物迁移的方式：机械迁移、物理-化学迁移、生物迁移2、大气污染及防治技术（1）大气污染效应由于大气污染的作用，可以使某个或多个环境要素发生变化，使生态环境受到冲击或失去平衡，环境系统的结构和功能发生变化。这种因大气污染而引起环境变化的现象，称为大气污染效应。（2）空气主要污染物颗粒物质、硫化物、碳氧化物、氮氧化合物、碳氢化合物（3）颗粒物质颗粒物质——是指除气体之外的包含于大气中的物质，包括各种各样的固体、液体和气溶胶。按粒径的差异，可以分为降尘和飘尘两种。降尘——指粒径大于10m，在重力作用下可以降落的颗较状物质。飘尘——指粒径小于10m的煤烟、烟气和雾在内的颗粒状物质。（4）硫化物硫常以二氧化硫和硫化氢的形态进入大气，也有一部分以亚硫酸及硫酸(盐)微粒形式进入大气。SO2的存在会造成酸雨、光化学烟雾，使大气的能见度大大降低。（5）碳氧化物——主要有CO和CO2两种物质。（6）氮氧化合物氮氧化合物的种类较多，N2O、NO、NO2、N2O4、N2O3、N2O4、N2O5等，主要是NO和NO2，它们是常见的大气污染物。（7）碳氢化合物碳氢化合物是由烷烃、烯烃和芳烃等复杂多样的物质组成。燃油的机动车亦是主要的碳氢化合物污染源。碳氢化合物是形成光化学烟雾的主要成分。（8）造成大气污染因素城市空气有限的稀释作用污染物协合相互作用——协合相互作用现象：当两种和两种以上的物质相互作用并产生比一个它们单独作用之和大得多的作用。涉及到污染物的协和效应的例如：光化学烟雾、细粒、吸烟。广泛效应——大气污染己不仅仅是一种城市现象，现今己形成一个较广泛的影响，如酸雨。全球效应——一些工业废物排放到空气中，会影响到整个地球。（9）光化学烟雾氮氧化物（NOx）和碳氢化合物（HC）在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后产生一种新的二次污染物——光化学烟雾。光化学烟雾主要发生在阳光强烈的夏、秋季节。主要污染源是汽车排放的CO、NOx、HC三种污染物。（10）细粒协合效应也可能包括燃烧任何燃料和火化废物的烟的细粒（粒度小于0.002mm），这样的颗粒基本上由非活性碳组成。这些颗粒通过过滤器出来后长期悬浮在空气中，具有极强的吸附力，能吸附象铅这种的金属原子、碳氢化合物、硫和氧化氮；并且这些细粒带上了所有的污染物。许多导致形成更毒的化合物的化学反应可能发生在细粒的表面上。（11）大气污染防治技术运用法律的手段限制和控制污染物排放数量和扩散影响范围；运用技术手段减少或防止污染物的排放。从而达到保护环境的目的。合理利用环境的自净能力治理排出的污染物（12）合理利用环境自净作用的技术措施大气的自净能力合理工业布局选择有利于污染物扩散的排放方式发展绿色植物（13）控制或减少污染物排放的技术途径改革能源结构——发展城市燃气、采用无污染或少污染能源发展集中供热——热电联产供热、集中锅炉房供热、余热利用供热进行燃料的预处理、改革工艺设备改善燃烧过程等。（14）颗粒污染物治理技术——除尘技术机械式除尘器除尘湿式除尘器除尘过滤式除尘器除尘电除尘器除尘（15）气体污染物的治理技术吸收法、吸附法、催化法、燃烧法、冷凝法、生物法、膜分离法3、水体污染及防治技术（1）水体自净受到污染的水体，在一定的时间内，通过自然的物理、化学和生物等作用，污染程度逐渐降低——水体自净。（2）水体污染水体的自净能力是有限的，当污染物进入水体后，其含量超过水体的自然净化能力，使水质变坏——水体污染。（3）水中污染物及其来源点源——生活污水与工业废水一般均由管网或沟渠收集后在某一定点排放到受纳水体，这种排放源称为点源。非点源——城市和农业径流一般具有多排放点的特征，故称为非点源。耗氧物质——在受纳水体中可被氧化并消耗溶解性分子氧的物质称为耗氧物质。耗氧物质通常为生物可分解的有机物，但也包括某些无机化合物。营养物质——氮和磷是人们最为关注的两种营养物质，同时也是污染物。病原微生物——在废水中发现的微生物主要包括来自患病的人和动物的细菌、病毒与原生动物。悬浮固体——从废水带入受纳水体中的有机和无机颗粒称为悬浮固体。盐类毒性金属与毒性有机物热（5）废水中悬浮污染物指标悬浮物指水中呈悬浮状态的固体物质，悬浮物直径一般小于2毫米，它包括无机物和有机物（不溶于水的淤泥、粘土、微生物等）。悬浮物的含量是水质污染程度的基本判断指标之一。用每升水样中含有多少毫克悬浮物来表示，记为毫克/升。水中悬浮物还可根据其挥发性能分为挥发性悬浮物和固定性悬浮物。（6）耗氧物质对河流的影响耗氧物质无论是有机的还是无机的，在排入河流后均会造成水中溶解氧的降低，当溶解氧降到临界值后，鱼类及水生生物便受到威胁。（7）生化需氧量（BOD）指水中有机污染物在好氧微生物的作用下，分解成稳定状态的无机物所需要的氧量，用毫克/升来表示。一般规定在20℃的条件下，连续培养5天后，测定水中溶解氧的消耗量，所测得的生化需氧量用BOD5表示。（8）化学需氧量(COD)用化学氧化剂在酸性条件下，将水中有机污染物氧化为CO2、H2O等所消耗的相当于氧的量，单位是毫克/升。化学需氧量数值越大，水中有机物含量越高。化学需氧量测定中常用的氧化剂为重铬酸钾（K2Cr2O7）和高锰酸钾（KMnO4）。目前测定中用的最多的氧化剂还是重铬酸钾，测得的化学需氧量用CODCr表示。（9）BOD5/CODCr通常用生化需氧量与化学需氧量的比值（BOD5/CODCr）作为废水是否适合采用生物处理的衡量指标。一般认为，这一比值大于0.3时，污水就适合采用生物处理的方法进行处理。（10）氮的氧化碳氧化引起的耗氧量称为CBOD，而氮氧化引起的耗氧星称为NBOD。从有机物中释放出的氮以及工业废水和农业径流等其他来源的氮，被硝化菌氧化成硝酸盐(NO3-)，此过程称为硝化。（11）氧垂曲线溶解氧浓度是河流水质的指标。河流水质管理的主要方法之一就是评估河流容纳污染物的能力。评估方法是确定废水排入后下游溶解氧的变化，该变化曲线称为氧垂曲线。（12）影响溶解氧的其它因素在小河流中，流速对维持高DO起着相当重要的作用。疏浚与筑坝降低了流速，也对DO产生很大影响。坝下游的DO会因落水造成的混合作用而升高。水生植物也会对DO产生很大的影响。（13）营养物质对河流水质的影响营养物质是指植物生长所需的要素，按植物组织含量次序排序，包括碳、氮、磷和各种微量元素。氮的影响（对受纳水体有以下危害）：1)NH3-N浓度高时对鱼有毒；2)低浓度NH3和NO3-可导致藻类过量生长；3)NH4+转化为NO3时消耗大量溶解氧。磷的影响——磷的主要危害在于它是藻类生长的重要营养盐。若含磷量可满足藻类生长的需求，藻类即过量生长。藻类死亡后变成细菌可分解的耗氧有机物，其耗氧量往往超过水体可供给的氧量，因此会造成鱼类死亡。（4）湖泊水质管理分层作用与翻腾——这种物理现象的发生与水质无关，然而却影响水质。生物层——由于阳光和氧的作用，湖泊中有几个不同的生物活性层，最重要的是：透光层、沿岸层、湖底层。湖泊生产力——是湖泊维持食物网能力的度量。湖泊生产力可通过度量藻类生长量而确定。生产力在决定水质方面起着重要作用，可作为湖泊分类的依据——分为贫营养湖、富营养湖、中营养湖和老化湖。富营养化——是一个自然过程。由于营养物质的引入与循环，湖泊逐渐变浅且生产力提高。富营养过程的快慢与原始湖泊大小及沉积物、营养物质引入的速率有关。藻类生长需求——藻类的生长受限于最不易获得的营养物质。磷的含量控制着藻类生长和湖泊生产力。湖泊中磷的控制——降低排入湖泊中的磷量、加铝盐将磷沉淀、挖出含磷量高的沉积物（5）污水处理技术按其作用原理，可分为三类：物理法、化学法、生物法。物理法——沉淀、筛滤、气浮、反渗透化学法——混凝法、中和法、氧化还源法、电解法、吸附法、电渗析法以及汽提法、吹脱法、萃取法、化学沉淀法等。生物法——利用微生物新陈代谢功能，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害的物质，使污水得以净化。属于生物处理法的工艺有：活性污泥法、生物膜法、生物稳定塘、土地处理法、厌氧消化法（6）城市水处理系统城市废水处理技术按处理程度可分为：一级处理、二级处理、三级处理。预处理的目的是保护废水处理厂的后续处理设备。一级处理的主要目标是通过沉降或气浮去除废水中的固体污染物。二级处理的主要目的是去除一级处理出水中的溶解性BOD5，并进一步去除悬浮固体物质。当二级处理无法满足出水水质要求时，则需进行废水的三级处理。三级处理过程中可能使用化学处理及过滤方法或将二级处理出水小心地灌入土壤中，利用土壤—作物系统去除污染物。三级处理出水高品质的饮用水相近。预处理单元：格栅、沉砂池、破碎机、调节池。一级处理：沉淀池二级处理：滴滤池法、活性污泥法、氧化塘法、生物转盘法(RBC)。最后消毒处理。三级废水处理或高级废水处理：过滤、活性炭吸附、除磷、脱氮、土地处理。二、思考题1、大气污染物包括哪些物质？其有哪些来源?2、硫氧化物的来源及危害？3、颗粒污染物的来源及危害？4、氮氧化物的来源及危害？5、什么是水污染，常见的污染物有哪些?6、水体中溶解氧的来源和减少有哪几方面？7、生活污水有哪些特点？8、主要的水污染物质有哪些？9、什么是富营养化？其有哪些危害？10、可以采取哪些措施来防治大气污染？11、什么是环境污染？环境污染源有哪些？