环境学概论解答题.doc

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大气环境

1、简述大气污染预报的依据。

主要是大气环境质量标准，是以保障人体健康和正常生活条件为主要目标，规定出的大气环

境中某些主要污染物的最高容许浓度，主要分为三级：

一级标准：

为保护自然生态和人群健康，在长期接触情况下，不发生任何危害影响的空气质

量要求。

二级标准：

为保护人群健康和城市、乡村的动、植物，在长期和短期的情况下，不发生伤害

的空气质量要求。

三级标准：

为保护人群不发生急、慢性中毒和城市一般动、植物（敏感者除外）能正常生长

的空气质量要求。

根据地理、气候、生态、政治、经济和大气污染程度，确定大气环境质量分为三类区：

一类区：

国家规定的自然保护区、风景游览区、名胜古迹区和疗养地等

二类区：

城市规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区、名胜古迹和广大农村地区

三类区：

大气污染程度比较重的城镇和工业区，以及城市交通枢纽、干线等。

2、从四种划分类型简介大气污染源

（1）按污染源存在的形式：

固定污染源和移动污染源，此划分法适用于进行大气质

量评价时绘制污染源分析图。

（2）按污染物排放的方式：

点源、面源、线源，此划分法适用于大气扩散计算。

（3）按污染物排放的时间：

连续源、间断源、瞬时源，此划分方法适用于分析大气

污染物排放的时间规律。

（4）按污染物产生的类型：

天然污染源和人为污染源，人为污染源分为生活污染源、工业污染源、交通污染源，此划分法适用于区域大气环境质量评价。

3、降温率与排烟类型的关系

排烟类型与不同的温度层结有密切的关系，而温度层结又影响大气稳定度。

大气稳定度用气温垂直递减率（γ）与干绝热递减率（γd）的对比进行判别。

（1）波浪型：

这种烟型发生在不稳定大气中，即γ＞0，γ＞γd。

大气湍流强烈，烟流呈上

下左右剧烈翻卷的波浪状向下风向输送，多出现在阳光较强的晴朗白天。

（2）锥型：

大气处于中性或弱稳定状态，即γ＞0，γ＜γd。

烟流扩散能力弱于波浪型，离

开排放源一定距离后，烟流沿基本保持水平的轴线呈圆锥形扩散，多出现阴天多云的白天和强风的夜间。

（3）带型：

这种烟型出现在逆温层结的稳定大气中，即γ＜0，γ＜γd。

大气几乎无湍流发

生，烟流在竖直方向上扩散速度很小，其厚度在漂移方向上基本不变，像一条长直的带子，而呈扇形在水平方向缓慢扩散，也称为扇型，多出现于弱风晴朗的夜晚和早晨。

（4）爬升型：

爬升型为大气某一高度的上部处于不稳定状态，即γ＞0，γ＞γd，而下部为

稳定状态，即γ＜0，γ＜γd时出现的烟流扩散型态。

如果排放源位于这一高度，则烟流呈下侧边界清晰平直，向上方湍流扩散形成一屋脊状，故又称为屋脊型。

（5）熏烟型：

与爬升型相反，熏烟型为大气某一高度的上部处于稳定状态，即γ＜0，γ＜γd，而下部为稳定状态，即γ＞0，γ＞γd时出现的烟流运动型态。

若排放源在这一高度附近，上部的逆温层好像一个盖子，使烟流的向上扩散受到抑制，而下部的湍流扩散比较强烈，也称为漫烟型烟云。

4、试述影响空气污染的气象因素及其影响状况（20分）

气象因素：

气象动力因子：

风、大气湍流气象热力因子：

大气稳定度和大气温度层结

影响状况：

（1）风，风在不同时刻有着相应的风向和风速，风向影响污染物的扩散方向，风速大小影响污染物的扩散和稀释状况。

（2）大气湍流，是大气的不规则运动。

表现为气流的速度和方向随着时间和空间位置的不同呈现随机的变化。

湍流有极强的扩散作用，当污染物从污染源排入大气时，高浓度的污染物由于湍流不断与周围空气混合，同时又无规则地分散到其他方向，使污染物不断地被稀释和冲淡。

风速越大，湍流越强，污染物扩散速度越快，污染物浓度就越低

（3）温度层结是指大气温度在垂直方向上的分布状况，气温的垂直分布决定着大气的稳定度，大气的稳定程度又影响着湍流的强度，是影响大气污染的一个重要因素。

（4）大气稳定度表示空气是否安于原来的层次，是否易于发生垂直运动。

当大气在垂直方向不稳定时对流作用显著，能使污染物在垂直方向上扩散稀释。

当大气处于逆温层结的稳定状态时，将抑制大气的对流运动，污染物易在局部地区大量聚集，当达到一定浓度并停留足够长时间就能造成大气污染。

另外，各种形式的降水通常能使大气中的污染物得到清除而返回到地面上来，此为降水洗脱

而雾往往会加重大气污染。

5、形成光化学烟雾的污染物主要有哪些？

从气象和污染源条件角度分析光化学烟雾的成因？

请简要说明光化学烟雾对生态环境的危害性及其控制对策。

主要污染物：

氮氧化合物（NOx）和碳氢化合物（HC）

成因和条件：

是由汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）等

一次污染物，在阳光的作用下发生化学反应，生成臭氧（O3）、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等二次污染物，参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染。

污染源条件：

以石油为燃料的工厂排气和汽车排放的尾气是烟雾形成的前提。

气象条件：

烟雾形成与紫外光照射有密切关系，因此太阳辐射强发生的可能性大。

另外当天气晴朗、高温低湿、有逆温、无风或风力不大时，有利于污染物在低层大气积聚产生烟雾

危害:

1）损害人和动物的健康：

可达到呼吸系统的深层，刺激下呼吸道黏膜，引起化学变化，其作用相当于放射线，使染色体异常，使红血球老化。

光化学烟雾能促使哮喘病患者哮喘发作，能引起慢性呼吸系统疾病恶化、呼吸障碍、损害肺部功能等症状，长期吸入氧化剂能降低人体细胞的新陈代谢，加速人的衰老。

2）影响植物生长臭氧：

影响植物细胞的渗透性，可导致高产作物的高产性能消失，甚至使植物丧失遗传能力，影响植物的生长，降低植物对病虫害的抵抗力。

3）影响材料质量，降低使用寿命。

4）降低能见度

控制对策：

（一）改进技术：

（1）安装尾气净化装置，减少尾气污染物的排放。

（2）改良燃料:

改变汽油成分或使用替代燃料,来降低汽车尾气污染

（3）使用化学抑制剂，使用消除OH自由基的化学抑制剂使反应链受到抑制,从而抑制光化

学烟雾的生成。

（二）综合防治：

（1）全面规划，综合治理

（2）选择有利于污染物扩散的方式，减少局部地区污染。

（3）区域集中供暖、供热

（4）改变燃料构成

（5）绿化造林

（三）提高全民环保意识：

如随手关灯，使用节能灯

（四）加强管理，建立监测预警系统：

加强对化工厂的废气排放管理设立监测点，这样可以了解光化学烟雾的情况，制定了光化学烟雾的警报标准，以便及时采取有效措施。

（五）建立相关法律法规

6、简述伦敦烟雾事件和洛杉矶光化学烟雾事件的异同点

相同点：

都属于大气污染，对人体有害，都对呼吸道有刺激作用，降低能见度，影响人类正常的生产与生活。

都对植物生长，对材料有危害作用。

不同点：

（1）燃料：

伦敦烟雾型常发生在以使用煤炭和石油为燃料的地区，主要来源于伦敦烟雾型工厂、家庭取暖、燃烧煤炭时的排放；洛杉矶的光化学烟雾大多发生在以使用石油为燃料的地区，以汽车排气为主。

（2）污染物：

伦敦烟雾型SO2、CO2颗粒物和硫酸雾、硫酸盐类气溶胶；洛杉矶的光化学烟

雾碳氢化合物、NOx、O3、醛、酮、PAN

（3）污染源：

伦敦烟雾型工厂、家庭取暖、燃烧煤炭时的排放；洛杉矶的光化学烟雾汽车

排气为主

（4）反应类型：

伦敦烟雾属还原型；洛杉矶的光化学烟雾属氧化型

（5）气温：

伦敦烟雾型－1～4℃；洛杉矶的光化学烟雾24～32℃

（6）逆温状况：

伦敦烟雾型辐射性逆温；洛杉矶的光化学烟雾沉降性逆温

（7）发生季节：

伦敦烟雾型12～1月（冬季）；洛杉矶的光化学烟雾8～9月（早秋）

（8）出现时间：

伦敦烟雾型白天夜间连续；洛杉矶的光化学烟雾白天

7、什么是逆温？

辐射逆温是怎样形成的？

请简要说明逆温对大气污染物扩散的影响。

逆温：

气温随高度增加而增加的现象称为逆温。

形成：

主要是由于在晴空无云的夜间，当风速较小时，地面因强烈的有效辐射而很快冷却，

近地面气层冷却最为强烈，较高的气层冷却较为缓慢，因为形成了自地面逐渐向上发展的逆温层。

影响：

当发生逆温时大气是稳定的，所以逆温层的存在大大阻碍了气流的垂直运动，若逆温

层出现在大气的某个高度，由于上升的气流不能穿过逆温层而积聚在它的下面，会严重影响污染物的扩散，造成严重的大气污染现象。

8、目前常见的大气污染化学问题主要有哪些？

大气污染有何特点？

大气污染对人体健康的

危害途径和表现方式有哪些？

问题：

煤烟型污染、酸沉降、光化学烟雾污染

特点:

传播快，污染范围大，与气象地理条件密切关联，不易控制与治理

危害途径：

直接途径：

污染物通过呼吸或皮肤毛孔进入人体，直接造成危害（为主要形式）

间接途径：

污染物溶入水体或进入土壤，通过生态系统食物链进入人体造成间接危害

表现方式：

（1）大气颗粒物：

大气颗粒物通过呼吸道进入肺泡或者留在鼻腔和鼻咽喉部，只有很少部

分进入气管和肺内，在沉积位置上对组织产生影响。

因此，人体长期暴露在飘尘浓度高的环

境中，呼吸系统发病率增高，特别是慢性阻塞性呼吸道疾病，如气管炎、支气管炎、支气管

哮喘、肺气肿等发病率显著增高，且又可促进这些患者的病情恶化，提早死亡。

（2）SO2：

SO2进入呼吸道后，因其易溶于水，故大部分被阻滞在上呼吸道。

在潮湿

的粘膜上生成具有刺激性的亚硫酸、硫酸和硫酸盐，增强了刺激作用，进入血液的SO2仍

可随血液循环抵达肺部产生刺激作用。

进入血液循环的SO2也会对全身产生不良反应，它

能破坏酶的活力，影响碳水化合物及蛋白质的代谢，对肝脏有一定损害，在人和动物体内均

使血中蛋白与球蛋白比例降低。

（3）CO：

CO是无色无嗅的有毒气体。

CO和血中血红蛋白的亲和力是氧的约210倍，

它们结合后生成碳氧血红蛋白，将严重阻碍血液输氧，引起缺氧，发生中毒。

（4）铅：

轻度铅中毒的症状有神经衰弱综合症、消化不良；中度中毒出现腹绞痛、贫血及

多发性神经病；重度中毒出现肢体麻痹和中毒性脑病例。

儿童铅中毒可推迟大脑发育或感染

急性脑症。

（5）近地层O3：

具强氧化性，危害粘膜系统，长时间接触造成中枢神经损伤。

9何为飘尘（PM10）？

简述飘尘的危害性，简要介绍工业废气除尘的主要技术方法及其应用特点（15分）

概念：

通常把悬浮在空气中当量直径在10微米以下的颗粒物称为PM10，又称为可吸入颗粒物或飘尘。

危害：

（1）被人直接吸入呼吸道，累积在呼吸系统中，引发许多疾病。

对粗颗粒物的暴露可侵害呼吸系统，诱发哮喘病。

细颗粒物可能引发心脏病、肺病、呼吸道疾病，降低肺功能等。

（2）降低能见度，并会损坏建筑物表面。

（3）能够在大气中长期漂浮，易将污染物带到较远的地方，导致污染范围增大

（4）在大气中还能为化学反应提供反应床

工业除尘的主要技术方法及特点：

干式机械除尘装置：

（沉降式除尘、旋风除尘器、惯性除尘器）不用水或其他液体作润湿剂，仅用重力、离心力、惯性力等沉降作用去除气体中粉尘粒子

特点：

结构简单，易于制造，造价低，占地面积小,投资少,操作维修方便,阻力小,动力消耗不大。

但对大粒径粉尘具较高的去除效率，对小粒径粉尘捕获率较低

过滤式除尘装置：

（袋式除尘器）使含尘气体通过过滤材料将粉尘分离捕集

特点：

除尘效率高，操作简便，处理量大，适合于含尘浓度低的气体，但是占地面积大，维修费用高，不耐高温、高湿、腐蚀性气流。

湿式除尘装置：

（喷雾塔式洗涤器、离心洗涤器、文丘里洗涤器）使含尘气体与液体密切接触，利用水滴和尘粒的惯性碰撞及其他作用捕集尘粒或使粒径增大。

特点：

结构简单、造价低，占地面积小、操作及维修方便和净化效率高等优点，能够处理高温、高湿的气流，但是要注意设备和管道腐蚀及污水和污泥的处理等问题。

电除尘装置：

含尘气体在通过高压电场进行