1、Chapter1环境:与中心事物有关的周围事物,就是这个事物的环境环境的基本特征1 整体性与区域性环境的整体性:环境的各个组成部分或要素构成了一个完整的系统,故又称系统性环境的区域性:环境(整体)特性的区域差异2 变动性和稳定性环境的变动性:在自然和人类社会行为的共同作 用下,环境的内部结构和外在状态始终处于不断变化之中环境的稳定性:环境具有一定的自我调节能力的特性3 资源性与价值性环境具有不可估量的价值环境价值源于环境的资源性物质性部分(空气、水、动植物、森林、草原、矿产资源)资源性非物质性部分(环境容量、环境状态)环境的功能特性1 整体性:环境的各组成部分之间以特定的方式联系在一起2 有限
2、性: 地球空间有限 稳定性有限(调节能力) 资源有限(空气、水、动植物、森林、草原、矿产资源) 环境自净能力有限(环境容量) 3 不可逆性: 物质循环可逆 能量流动不可逆4 隐显性: 后果的显现需要一个过程和时间 5 持续反应性 持续的时间长 人类健康影响大 6 灾害放大性 某方面不引人注目的环境污染和破坏,经过环境的作用后,其危害性无论从深度和广度上都会明显放大 人类面临的四大危机 人口增长失控 资源枯竭 环境污染 生态破坏思考题:1、 什么叫环境?如何理解的含义?环境总是相对于某一中心事物而言,作为某一中心事物的对立面而存在,它因中心事物的不同而不同,随中心事物的变化而变化。与中心事物有关
3、的周围事物,就是这个事物的环境2、 环境科学的研究对象和主要研究内容是什么? 研究对象:人类和环境构成的系统,以及通过生产消费产生的联系。主要研究内容: 1 人类和环境的关系2 污染物在自然环境中的迁移、转化、循环和积累的过程和规律3 环境污染的危害4 环境状况调查、评价和环境预测5 环境污染的控制和防治6 自然资源的保护和合理利用7 环境监测、分析技术和预报8 环境区域规划和环境规划9 环境管理 3、环境的基本特征和功能特性?(略)Chapter2:什么是环境问题狭义 环境问题是指由于人类活动作用于人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、生活和健康的影响问题。广义环
4、境问题是指由自然力或人力引起生态平衡破坏,最后直接或间接影响人类的生存和发展的一切客观存在的问题。环境问题分类环境问题的分类:原生环境问题(第一环境问题)自然环境中原来就存在的,有害于生物(人类)生存的因素所造成的环境破坏 次生环境问题(第二环境问题)由于人类活动作用于人们周围环境所引起的环境破坏八大公害事件马斯河谷事件 多诺拉事件 洛杉矶光化学污染事件 伦敦烟雾事件 四日市哮喘事件 水俣病事件 痛痛病事件 日本米糠油事件 城市环境问题:城市化对大气环境的影响城市化对水环境的影响对水质的影响 污染加剧 (泰晤士河污染 )对水量的影响: 渗流减少,径流加大,洪涝加剧 地下水开采过度,地面沉降其他
5、环境影响固废 噪声光污染 振动 微波污染 交通混乱 住房拥挤 供应紧张全球性环境问题(当代环境问题)特点:1 全球性和广域性环境污染:全球变暖、臭氧层空洞、酸雨沉降、淡水资源的枯竭及污染、海洋酸化2 大面积生态破坏:生物多样性锐减、土壤退化及荒漠化、森林面积锐减3 突发性的严重污染事件、化学品的污染及危险废物越境转移全球性环境问题(当代环境问题)温室效应与气候变化大气中的某些组分,如 CO2 、CH 4、O 3、N 20(笑气) 、CFCs 、H 2O 等气体能让太阳短波辐射通过,但却可以强烈地吸收长波辐射,就像温室中的玻璃一样,使地表大气温度提高,所以称为温室效应. 温室效应的危害:1 气候
6、变暖,海水热膨胀和极地冰川融化,促使海平面上升2 气温上升导致气候带(温度带、降水带)的移动,自然灾害频发臭氧层破坏和损耗破坏臭氧层物质(ODS)氯氟烃(CFCs):致冷剂、喷雾剂、发泡剂 和清洁剂 高效灭火剂:哈龙氮氧化物臭氧层破坏造成的危害对人类健康的危害:致癌作用、对人眼影响、对皮肤影响 对化工材料的影响: 材料老化加速对农作物、水生生物的危害: 生长速度变慢、叶绿素减少、有害频变增加、幼苗受损 水中上层的浮游植物受损害、水中微生物减少,自净能力降低对环境的污染:光化学烟雾催化作用;杀灭有益菌酸雨沉降酸雨(狭义) :雨(水)比正常情况下偏酸性(PH 值小于 5.6) 酸雨(广义):泛指酸
7、性物质以湿沉降(雨、雪、雾、露、雹、霰(xin)等各种形式的降水)或干沉降(酸性颗粒物)的形式从大气转移到地面。 形成酸雨的主要大气污染物硫氧化物硫酸型酸雨氮氧化物硝酸型酸雨酸雨的危害对水生生态系统危害对陆生生态系统危害对材料的侵蚀作用对人体健康存在危害危险废物越境转移大面积生态破坏生物多样性锐减生物多样性:是地球上生物圈中所有的生物,即动物、植物、微生物,以及它们所拥有的基因和生存环境。生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个组成部分。森林面积大量减少土地荒漠化由于人类不合理的经济活动或气候变异破坏了脆弱的生态系统,造成干旱、半干旱以至半湿润、湿润地区的土地质量下降,生态环境
8、恶化甚至土地生产力完全丧失的土地退化过程。 水土流失在自然状态下地表的侵蚀非常的缓慢,与土壤的形成处于一种动态平衡中。在人为因素的干扰下,会加速和扩大地表的侵蚀,出现水土流失。水土流失是土地荒漠化的过程。水土流失自然因素:风、水沙尘天气强风从地面卷起大量尘沙,使得空气混浊,水平能见度明显下降的一种天气现象。浮尘:10km 扬沙:110km 沙尘暴: 10 000 立方米 不缺水 500010 000 立方米 缺水 10005000 立方米 严重缺水 BOD,因为水中的绝大多数的有机物质(除苯、甲苯等芳香烃化合物)均能被氧化,同时水中的无机性还原物质也会消耗强氧化剂。BOD /COD 值越大,表
9、示污水的可生化性越好。需氧污染物对水体的危害:消耗水中的溶解氧防治方法: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 植物营养物质水体富营养化概念:它是由氮、磷等无机污染物引起的藻类过度生长污染水体的现象。 (水华、赤潮)水体富营养化的危害使水味变得腥臭难闻 向水体释放有毒物质 ,对人体健康产生危害影响供水水质并增加制水成本 对水生生态的影响水体富营养化的防止根本措施是将各种污水和废水中氮和磷的排放量控制在低水平具体方法:源消减(使用无磷洗衣粉、适度使用化肥)末端治理(污废水脱氮脱磷)毒物污染重金属 氰化物 酚类重金属污染: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
10、排放的污水中所含的重金属及其存在形态不一样。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。 其它热污染 石油污染主要废水的成分和性质生活污水1 来源: 日常生活产生的污水,主要含有人的排泄物和生活废料2 水质特征:水质稳定、浑浊、深色、呈微碱性、一般不含有毒 物、但含有植物营养物质、含有大量的细菌、病毒和寄生虫卵。工业废水1 来源:工业生产过程2 特征:水质成分和性质随着行业、生产 工艺、管理水平不同变化大,性质复杂农业退水农药污染和水体富营养化水体自净作用与水环境容量水体自净作用天然水体接纳了一定量的污染物后,在物理、化学
11、和水生生物等因素的综合作用后得到净化,水质恢复到污染前状态的现象,叫做水体的自净。主要水体自净作用1 废水在水体中的稀释污染物在水体中因扩散而降低了浓度,稀释不能改变,也不能去除污染物质。表观为污染物由排放口至水体下游逐渐降低。2 水体生物自净进入水体污染物量在一定范围内时,可以被食物链生物净化掉,这一过程就是水体生物自净3 水体的生化自净有机污染物进入水体后在微生物的作用下氧化分解为无机物,可以使水体中的有机物浓度大大减小。不同河段到底处于水体自净的哪个阶段(清洁区、分解区、腐败区、恢复区、清洁区) ,如何进行判别? (衡量指标)氧垂曲线:反应水体溶解氧浓度变化的曲线呈现的形状 水体外观:
12、水中指示生物:可作为指示生物的生物种类很多,包括细菌、真菌、藻类、原生动物、轮虫、浮游甲壳动物、底栖动物有寡毛类的颤体虫、软体动物和植物和水生昆虫等 水环境容量一定水体所能容纳污染物的最大负荷被称为水环境容量水环境容量计算W=V(cS-cB)+CV: 地面水体体积cS:地面水体某污染物的环境标准cB:地面水体中某污染物的环境背景值C:地面水体对该污染物的自净能力影响水环境容量的相关因素(1) 水体的用途和功能(2) 水体本身特性(3) 污染物的特性水污染防治污染物在废水中存在状态悬浮物:粒径为 1100mm;胶 体:粒径为 1nm1mm;溶解物:粒径为1nm。废水处理方法概述物理法 截留沉淀过
13、滤离心分离化学法中和化学沉淀:原理:向水中投加化学药剂,使其与水中的溶解性的污染物质发生互换反应,生成难溶于水的盐类从水中沉淀出来氧化还原。物理化学法混凝原理:投加化学药剂破坏水中胶体和悬浮颗粒在水中形成的稳定分散系,使其聚集为具有沉降性能的絮体药剂:聚合硫酸铝、聚合氯化铝、硫酸亚铁、三氯化铁、有机高分子絮凝剂气浮:主要处理对象:乳化油、疏水性细小 SS吸附:原理:一种物质附着在另一种物质表面(气固、液固、气液相间转移)吸附剂:活性炭、活化煤、焦炭、煤渣、吸附树脂、木屑离子交换膜分离生物法好氧生物法活性污泥法生物膜法:微生物附着生长于某种载体表面,形成一定厚度的生物膜并利用生物膜处理废水厌氧生
14、物法城市污水处理工艺一级处理 :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。主要是悬浮物的去除二级处理 :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. 不能作为饮用水、工业用水和地下水的补给用水三级处理: 其任务是进一步去除二级处理未能去除的污染物。Chapter7土壤是指位于地球陆地表面,浅水层地区具有一定肥力且能生长植物的疏松层土壤组成矿物质、动植物残体腐解产生的有机质、水分和空气等固、液、气三相组成土壤矿物质的化学组成很复杂,几乎包括地壳中所有的元素。其中氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾、钛、碳等 10 种元素占
15、土壤矿物质总量的 99%以上。 原生矿物质它是各种岩石经受不同的物理风化,仍遗留在土壤中的一类矿物,其原来的化学组成没有改变。E.G:橄榄石、辉石、角闪石、云母、 长石 石英,赤铁矿(a-Fe 2O3)磷灰石次生矿物质它大多是由原生矿物质经过化学变化,或由分解产物重新结合形成的新矿物。E.G:高岭石、蒙脱石、伊利石(水云母) 、蛭石、绿泥石 氧化铁、氧化铝、氧化硅、氧化锰 方解石(CaCO 3)土壤水和空气水:土壤中各种形态水分,对土壤中物质的转化过程和土壤的形成过程起着决定性作用。土壤水是含有复杂溶质的稀溶液,因此常将土壤水及其所含溶质称为土壤溶液。土壤溶液是植物生长所需要的水分和养分的主要
16、供给源。空气:土壤空气是存在于土壤中的气体的总称。是土壤的重要组成之一。土壤环境元素背景值和土壤环境容量土壤环境元素背景值指未受或尽少受人类活动,特别是人为污染影响的土壤化学元素的自然含量(平均含量) 。土壤环境容量在人类生存和自然生态不致受害的前提下,土壤环境所能容纳的污染物的最大负荷量。土壤污染概念人类活动产生的污染物,通过不同的途径输入土壤环境中,其数量和速度超过了土壤的净化能力,从而使土壤污染物的累积过程逐渐占居优势,土壤的生态平衡受到破坏,导致土壤环境质量下降,影响作物的正常生长发育,作物产品的产量和质量随之下降,并产生一定的环境效应,最终将危及人体健康,以至人类生存和发展的现象土壤
17、污染特点隐蔽性和潜伏性不可逆性和长期性土壤污染的类型水质污染型(污灌)大气污染型(大气沉降、交通)固体废物污染型(垃圾堆放)农业污染型(施肥)综合污染型主要污染物有机污染物 :重金属生物毒性显著的重金属元素:汞、镉、铅、铬以及类金属砷一定毒性的一般重金属:锌、铜、镍、钴、锡等土壤中重金属来源:1 原生岩石(土壤母质)2 陨石、火山气体、土壤潜水 3 人类活动无机污染物 病原菌污染放射性污染土壤中重金属的迁移转化作用胶体吸附土壤中含有丰富的有机和无机胶体,对进入土壤中的重金属有明显的固定作用。胶体的吸附和解吸作用使得重金属在土壤中迁移转化胶体吸附作用是重金属在土壤中积累而被污染的重要方式重金属的
18、络合与螯合络合与螯合影响A 土壤中存在各种有机或无机的配位体,重金属可以通过络合、螯合作用而溶解迁移(较低浓度) b 络合作用:氯络阴离子对重金属络合,可大大提高重金属的溶解度羟基与重金属的络合作用可提高金属氢氧化物的溶解度C 螯合作用:胡敏酸:难溶螯合物富里酸:可溶性螯合物影响重金属迁移转化的因素pH 值Eh 值:影响重金属价态影响迁移能力有机质腐殖酸一种特殊的有机物,其约占有机质总量的 50一 65组成:胡敏酸(难溶)富里酸、胡敏素(易溶) 土壤污染的危害1 土壤污染导致土壤酸碱度变化2 土壤中的有毒物质直接影响植物的生长3 土壤污染危害人体健康 污染土壤的修复1 排土、客土改良(物理改良
19、)2 施加抑制剂(化学改良) 3 生物改良思考题1 、掌握土壤的剖面构型和物质组成。2 、土壤的环境元素背景值如何定义?什么是土壤污染?3、土壤重金属污染有何特点?重金属的赋存状态如何影响其毒性?4 、影响土壤重金属迁移转化的主要因素有哪些?Chapter8噪声的定义在人类生存环境中出现的过响的、妨碍休息与思考,令人感到不愉快的声音,包括杂乱无章不协调的声音。噪声的公害特性噪声是一种感觉公害局部性和多发性,传播距离有限没有污染物(毒害性物质)积累噪声的声学特性声波是指在固体、液体、气体等媒质中传播的压缩和稀疏的波声压:大气压受到(声波)扰动后产生的变化,即为大气压强的余压,它相当于在大气压强上
20、叠加一个扰动引起的压强变化。噪声级:声压级只能反应人们对声音强度的感觉,不能反应人们对频率的感觉。频率声源在单位时间(1S )内的振动次数称为声的频率等效连续 A 声级 Leq定义:在声场内某一点上,将某一段时间内连续暴露的不同 A 声级变化,用能量平均的方法以 A 声级表示该段时间内的噪声大小昼夜等效声级 Ldn定义:考虑噪声在夜间对人影响更严重,将夜间噪声增加 10dB 加权处理后,用能量平均方法求得 24h 的平均 A 声级统计噪声:定义:某点噪声级有较大波动时,用于描述该点噪声随着时间变化状况的统计量。噪声的控制噪声控制原理噪声产生及传播条件 :噪声源、传播途径、接受者从声源上控制在传
21、播途径上控制1 吸声(室内声源):当声波进入材料的空隙时,由于摩擦力和粘滞阻力,使声音振动动能转化为热能被吸收掉,而使声能衰减2 消声(空气动力性噪声) 消声主要用消声器控制和降低空气动力设备进、排气口的辐射噪音或沿管道传递的噪声3 隔声:隔声就是用屏蔽物将声音挡住,隔离开思考题1 噪声的公害特性是什么?2 比较声压、声压级与噪声级概念间的差异。3 为什么通常采用 A 声级衡量噪声的大小?4 有哪些噪声控制技术?什么是吸声?吸声原理是什么? Chapter9固体废物基本概念生产和生活中丢弃的固体、半固体物质。固体废物的特点资源性 污染的“特殊性” 严重危害性固体废物处理、处置和利用的原则减量化
22、(最小化)无害化资源化能源化城镇垃圾的处理处理:经过采取一定的防治污染措施后,排放于环境,或暂时储存于特定设施中焚烧法优点:减量效果好:减容 90,减重 70 处理较彻底:缺点:有焚化炉仍须掩埋场 -焚化炉会产生原垃圾量剧毒灰烬,需要长期固化掩埋,仍然无法解決垃圾填埋场问题。 焚化炉会产生戴奧辛、重金属等严重致癌物质。 焚化炉造价昂贵,运行费用高。堆肥化处理卫生填埋法(土地填埋法)卫生填埋:在适当的场所内应用工程技术,使固体废弃物达到减容化,并降低其对环境危害的一种土地处置方法。气体控制可渗透性排气 不可渗透阻挡层排气卫生填埋法的优缺点优点:操作相对简单,投资费用较小 缺点:侵占土地严重;防渗
23、技术不够,导致潜在的土壤和地下水污染 。思考题1、 固体废弃物有哪些特点?2、固体废物有何危害?3、处理、处置固废有哪些基本的原则?4、焚烧法处理城镇垃圾有什么优缺点? 5、什么叫卫生填埋法?有何优缺点?城镇垃圾卫生填埋后不同时期产物有何区别?Chapter10环境管理定义:环境管理是对损害环境质量的人的活动施加影响,以协调发展与环境的关系。 三层含义:对损害环境质量的人的活动施加影响协调经济与发展的关系环境管理的主要对象是人环境管理的主要手段行政干预法律手段经济手段环境教育技术手段环境管理八项基本制度环境影响评价制度“三同时” 制度排污收费制度排放污染物许可证制度污染物集中控制制度限期治理制
24、度环境目标责任制城市环境综合整治定量考核制度中国环境管理的发展趋势由末端环境管理转向全过程环境管理由污染物排放总量控制转向对人类经济活动实行总量控制建立与社会主义市场经济体制相适应的环境管理运行机制建立与可持续发展相适应的法规体系环境质量评价按照一定的评价标准和评价方法评估环境质量的优劣,预测环境质量的发展趋势和评价人类活动的环境影响。按时间分类 回顾评价、现状评价、影响评价 环境质量回顾评价对区域过去一定时期的环境质量,根据历史资料进行回顾性评价作用揭示区域环境污染的发展变化过程(原因、演变机理)预测环境质量的变化发展趋势环境质量现状评价一般根据近期的环境监测资料进行的环境质量评价,反应区域
25、环境质量现状。明了和掌握环境污染现状及其造成的影响,为开展区域环境综合整治和制定区域环境保护规划提供依据规划的基础明了过去已经采取的环境工程措施的技术经济效果和环保效益 环境质量影响评价又称环境影响评价,它是指对区域的开发活动(由于土地利用方式的改变)给环境质量带来的影响进行的评价。作用:协调开发活动与环境保护间的关系防止新污染的产生、提出对新污染物控制措施,避免或消除经济发展对环境产生重大不利影响按环境要素分类 单要素评价、联合评价、综合评价常用评价因子大气:SO 2、NO X、PM 10、其它水体: pH、悬浮物、DO、COD、BOD 、酚、氰、汞、铬、砷、大肠菌群等土壤:重金属及无机毒物
26、、有机毒物、酸碱度、 总氮、总磷环境标准环境标准是为了保护人体健康、社会物质财富和维持生态平衡,对大气,水、土壤等环境质量、污染源、监测方法等,按照法定程序制定和批准发布的各种标准的总称环境标准制定原则保障人体健康 环境基准:污染物剂量与环境效应间的相关性的系统资料环境基准与环境标准的区别考虑技术经济条件健康、经济、环境制定污染物排放标准的原则尽量满足环境质量标准的要求考虑技术、经济的可行性和合理性应考虑区域性差异性环境监测定期、定点对环境组成、因子和环境中污染物质的种类、浓度、分布的变化及影响进行监测和分析。环境监测分类按监测目的分类1监视性监测,又称为例行监测或常规监测2特定目的监测,又称
27、为特例监测或应急监测3 研究性监测,又称科研监测按监测对象分类水文、气象监测水文(流量、流速、水文等)气象(气温、风向、风速、蒸发量等)污染源监测水污染物废气噪音环境质量常规监测水环境大气噪音项目监测(规划、影响评价等)环境质量(水、气、渣、噪音、土壤、辐射等)环境模拟参数测定环境监测的质量控制采样的质量控制样品运送和贮存中的质量保证实验室的分析质量控制报告数据的质量控制思考题1、什么是环境质量评价?按照时间划分可以将环境质量评价分为哪些类型?其作用分别是什么?2、我国八项环境管理制度分别是什么?八项环境管理制度之间有何关系?3、 中国环境管理有何发展趋势? 4、什么是绿色 GDP?什么是污染物总量控制?绿色 GDP 就是在 GDP 的基础上,扣除经济发展所引起的资源耗减成本和环境损失的代价。 5、什么是环境标准,五类环境标准分别有什么作用?制定环境质量标准和污染物排放标准的主要原则是什么? 6、什么是环境监测?环境监测的主要分类(按监测目的) 。