环境与环境问题环境的概念1中华人民共和国环境保护法本法所称Word文档下载推荐.docx
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环境要素：
又称环境基质，是指构成人类环境整体的各个独立的、性质不同的而又服从整体演化规律的基本物质组分，分为自然环境要素和人工环境要素。
环境要素的属性：
最小限制律；
等值性；
整体性大于各个个体之和；
出现先后，相互联系，相互依赖。
环境质量：
是指在一个具体的环境内，环境总体或环境的某些要素，对人群的生存和繁衍以及社会经济发展的适宜程度，是反映人群的具体要求而形成的对环境的评定。
环境的功能特性
整体性：
地球任一部分都是人类环境的组成部分，各部分相互联系、相互制约
有限性：
地球独一无二，空间有限
不可逆性：
环境一旦破坏，不可能彻底回到原来的状态
隐显性：
环境污染与环境破坏的后果的显现，需要时间与过程
持续反应性：
环境污染影响当代人，也会造成遗传隐患
灾害放大性：
环境污染与破坏经过环境的作用以后，其危害性或灾害性会明显放大
环境问题
环境问题：
是指由于自然或人为活动使环境发生变化，从而带来不利于人类的结果
环境问题的分类：
按原因可分为：
原生环境问题和次生环境问题；
二者越来越难以分开，互相影响、互相作用;
次生环境问题按结果可分为：
环境污染（有害物质或因子进入环境，其数量和强度超过了环境的自净能力，使环境系统的结构和功能发生变化，影响到人类及其他生物生存的现象）和生态环境破坏（生态破坏：
人类活动直接作用于自然界而使环境系统的结构和功能发生变化、影响到人类及其他生物生存的现象。
）
农业社会的环境问题：
1森林破坏2水土流失3生物物种锐减4洪水泛滥5土壤盐渍化与沙漠化6文明衰落：
玛雅文明
近代社会的环境问题“八大公害”：
1马斯河谷烟尘、二氧化硫
2多诺拉烟雾烟尘、二氧化硫
3洛杉矶光化学烟雾烃类、臭氧、NOx
4伦敦烟雾二氧化硫、烟尘
5四日市哮喘二氧化硫、含重金属烟尘
6水俣病甲基汞
7痛痛病镉
8米糠油事件多氯联苯
当代环境问题
特点：
1全球大气环境问题日渐突出2大面积生态破坏加剧3突发性环境污染事故迭起
当今全球十大环境问题1全球气候变暖2生物多样性减少3臭氧层破坏4危险废弃物越境转移5酸雨蔓延6人口问题7淡水资源枯竭8城市化问题9海洋污染10食品安全问题
中国的环境问题1生态环境问题2环境污染问题
环境问题的实质：
就是经济与社会问题
解决途径：
1控制人口数量，提高人口素质2发展经济3促进科技进步与发展
生态学基础知识与应用
生态学基本概念
种群（population）：
栖息在同一地域中同种个体组成的集合体。
群落（community）:
栖息在同一地域中不同种个体的集合体。
生态系统（ecosystem）：
生活在某处固定地域中的生物群落及其非生物环境的综合系统
生态系统的组成1非生物环境：
气候因子（阳光、空气、水分、热量）无机物质（C、H、O、N及矿质盐分）有机质（碳水化合、蛋白质、脂类及腐殖质等）2生产者：
绿色植物是生态系统的基础，动物和大部分微生物都靠它生产的养分生存
3消费者：
各类动物4还原者：
细菌、真菌
营养级：
食物链某个环节上生物种的总和，它反映了食物链各环节间生物之间的关系
能量流动：
能量从周围环境按营养级向上传递
物质循环的三个水平1生物个体通过新陈代谢，与其周围环境不断进行物质交换；
2生态系统中生产者、消费者、分解者和环境之间进行物质循环；
3生物圉中的生物地球化学循环。
生态系统中磷的循环：
磷主要存在于磷酸盐矿石中，少量被雨水溶解，被植物吸收，移入动物和微生物中。
人类大量开发磷矿，生产各种化肥和工业原料，然后排入水系，使水中的磷浓度显著升高。
富营养化水体污染实际上是磷和氮循环的障碍。
生态系统中氮的循环：
氮主要存在于大气当中，雷雨中少量合成氨，或由固氮菌固定于土壤中。
植物吸收氮而成长，动物通过取食获得氮。
人类通过合成氨技术，大量生产化肥和各种含氮物质，并滥施氮肥，使土壤和水源中的氮浓度异常提高，造成污染。
化肥污染实际上是氮循环的障碍！
有害物质和元素对生态系统中生物的影响：
一些难分解的化学物质或有害元素排放入环境当中后，通过吞食、吸收、吸附的途径进入生物体内，直接或间接地对生物体发生影响。
由于存在生物积累、生物富集和生物放大作用，即使是低浓度的有害物质也可能对环境造成巨大的影响。
生物积累：
生物在生长过程中从周围环境中蓄积某些元素或难分解的化合物的现象。
如在污染河流中，大鱼较小鱼受污染重
生物富集：
生物体内某种物质的浓度超过环境中的浓度的现象。
如某些贝类可富集重金属元素达万倍
生物放大：
指有害物质随食物链不断流动，处于较高位营养级物种体内的浓度高于低位营养级物种的现象。
如水俣病
人是污染的最终受害者
生态系统的功能-信息传递
生态平衡：
生态系统具有自我稳定能力，即使外界条件波动，也可以通过自我调整来维持系统功能的基本稳定，使能量流动和物质循环基本顺畅
生态失衡：
当外力的强度超过生态系统的调节能力时造成
•破坏生态平衡的因素1自然因素:
火山喷发、地震、海啸、泥石流、雷击火灾等2人为因素：
物种改变，环境因素改变，信息系统破坏
生态学的基本规律：
1相互依存与相互制约规律2物质循环转化与再生规律3物质输入与输出的动态平衡4相互适应与补偿的协同进化规律5环境资源的有效限制规律
生态学在环境保护中的应用：
1对环境质量的生物监测与生物评价2对污染环境的生物净化3制定生态规划方案4发展生态农业，使生态系统复杂化、稳定化，进入良性循环5利用生态工程技术解决环境问题
当代资源与环境问题
自然资源（naturalresources）：
自然环境中人类可以用于生活和生产的物质。
自然资源是指在一定条件下，能够产生经济价值以提高人类当前和未来福利的自然因素的总和。
自然资源分类：
1按地球上存在的层位不同，可分为地表资源（如土地、水体、生物和气候资源）；
地下资源（如矿产、地热等）2按更新能力可分为耗竭性资源和非耗竭性资源
自然资源的特点
可用性：
自然资源必须是可以被人类利用的物质和能量
在一定条件下，资源的数量是有限的
多宜性：
自然资源可以用于多种用途
自然资源是相互联系，相互影响和相互依赖的复杂整体
区域性：
自然资源存在空间分布的不均匀性和严格的区域性
可塑性：
自然资源在受到外界有利的影响时会逐渐得到改善，而在不利的干扰下会导致资源质量的下降或破坏。
蕴藏量＝已探明储量＋未探明储量
自然资源与人类社会发展的关系：
自然资源是社会经济发展的基础
自然资源为社会生产力发展提供劳动资料，为人类繁衍提供营养和能量来源
社会经济的发展对自然资源有巨大的反作用。
我国自然资源状况：
资源总量大，种类齐全；
人均占有资源量少；
资源质量相差悬殊，低劣资源比重偏大；
资源地区分布不平稳，组合错位；
资源开发强度大，后备资源普遍不足
水资源
水资源是指可资利用或可能被利用的水源。
应具有足够的数量和可用质量，并在某一地点为满足某种用途而能得以利用。
凡能为人类生产、生活直接利用的，在水循环过程中产生的地表、地下径流，和由它们存留在陆地上可再生的水体。
就多年平均而言，水资源大致等于水循环过程中产生的地表、地下径流的总和。
我国水资源状况：
总量大；
人均少；
水资源空间分布不均：
东南多，西北少；
与人口、耕地、矿产等资源分布不匹配：
南水北调；
水资源开发不平衡：
海水利用少；
水资源严重赤字：
城市缺水60亿立方米，农业缺水300亿立方米
水资源危机原因分析：
1自然因素淡水分布不均自然灾害2人为因素工业发展人口增加水源污染用水浪费及盲目开采
水资源的利用与保护
1.提高水的利用效率，开辟第二水源
降低工业用水量，提高水的重复利用率
减少农业用水，实行科学灌溉；
回收利用城市污水，开辟第二水源
2.调节水源流量，增加可靠供水：
建造水库；
跨流域调水；
地下蓄水；
海水淡化；
拖移冰山；
恢复河、湖水水质；
合理利用地下水
3.加强水资源管理
4.增加下水道建设，发展城市污水处理厂
土地资源
能源分类
一次性能源：
没有经过加工或转换的能源
可再生能源：
自然界中一些能够循环再生的能源
不可再生能源：
自然界中贮量有限、消耗后不可再生的能源
二次能源：
由一次能源经过加工、转换后得到的能源
中国能源发展面临的问题：
人均能源资源和人均消费量不足；
能源资源分布不均；
能源结构以煤为主；
工业部门消耗能源占很大比重；
农村能源短缺，以生物质能为主
能源利用对环境的影响：
城市大气污染；
全球变暖；
酸雨；
核废料问题
矿产资源是地壳形成后，经过几千万年、几亿年甚至几十亿年的地质作用而生成，露于地表或埋藏于地下的具有利用价值的自然资源。
特点包括：
不可再生性和可耗竭性；
区域性分布不平衡；
动态性
中国的矿产资源：
中国已发现168种矿产，其中已探明储量的有153种
资源总量大，人均占有量少；
富矿少，贫矿多；
地区分布不平衡；
规模小、生产效率低
污染
环境本底：
在未受到人类干扰的情况下，环境中化学元素及物质和能量分布的正常值
环境容量：
在人类生存和自然环境不致受害的前提下，环境可能容纳污染物质的最大负荷量
环境自净：
污染物质或污染因素进入环境后，将引起一系列的物理、化学和生物的变化，使其逐步被清除，环境自然净化的作用
人类活动产生的污染物或污染因素，进入环境的量，超过环境容量或环境自净能力时，就会导致环境质量恶化，出现环境污染
环境污染的分类
按污染范围分：
局部性、区域性和全球性污染；
按环境因素分：
大气污染、水体污染、土壤污染等；
按污染产生原因分：
生产污染和生活污染；
按污染产生的活动性质分：
工业污染、农业污染、交通污染等；
按污染物的性质分：
生物污染、化学污染和物理污染
按污染物的形态分：
废气污染、废水污染、固废污染等；
按污染形成机制分：
一次性污染和二次性污染
一次污染：
污染物由污染源直接排入环境所引起的污染
二次污染：
进入环境中的某些（一次）污染物，在介质（大气、水体、土壤等）中相互作用或与介质中的正常组分发生物理、化学、生物作用并生成新污染物（二次污染物）后，对环境产生的再次污染
环境污染的危害
急性中毒和死亡：
当某种或几种高浓度污染物质在短时间内进入人体后引起急性中毒和死亡，如印度博帕尔事件
慢性危害：
人长期生活在低浓度污染环境中所引起的中毒症状。
远期危害：
环境污染所引起的后果在短期内未表现出来，延长到隔代甚至几代人后才表现出来。
环境污染物的分类
1化学性污染物：
无机有害污染物：
包括酸、碱和一些有机盐类
无机有毒污染物：
包括汞、镉、镍、铅及氰化物、氟化物等
有机有害污染物：
蛋白质、脂肪等生物有机体
有机有毒污染物：
包括苯、酚及有机氯、有机磷农药、多环芳烃、多氯联苯等
2物理性污染物：
噪声；
电磁辐射污染；
放射性污染
3生物性污染物：
病菌：
如由水污染传播的痢疾、霍乱等病毒：
如流感病毒、肠道病毒等寄生虫：
如血吸虫、蛔虫等
污染物的来源：
1生产活动：
工业三废（废水废气废渣），农业污染（粪杂肥，化肥，农药），其它。
2日常生活：
粪便，垃圾，生活污水
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。
（机械迁移，物理-化学迁移，生物迁移）
污染物的转化：
是指污染物在环境中通过物理、化学和生物作用改变其形态或转变为另一种物质的过程。
如光化学烟雾
污染物的转化与迁移通常是相伴进行的，并且直接影响到环境质量的变化
水污染
水体：
一般是河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川和海洋等“贮水体”的总称。
在环境学领域，水体与水不同，它不仅包括水，还包括水中悬浮物、溶解物质、底泥及水生生物等完整的生态系统。
水体污染：
是指排入水体的污染物质在水体中的含量超过了水体的本底含量和水体的自净能力，从而破坏了水体的原有用途。
水体的自净作用：
水体具有在其环境容量的范围内，通过物理、化学和生物作用，使进入水体的污染物浓度得以降解，消除其污染物的毒性的能力。
水体污染指标：
悬浮物：
基本指标，主要是污水中呈固体状的不溶解物质。
水体中悬浮物多，水体污染越重。
有机物的浓度：
污水中有机物的组成较为复杂，一般采用三个指标来衡量：
生化需氧量BOD、化学需氧量COD，总需氧量TOD。
pH值：
表示污水的酸碱度。
酸碱度高低，影响水中生物生长、化学元素迁移等。
细菌指标：
如细菌总数、大肠菌群数等指标。
有毒物质指标：
包括有毒金属、氟、各种盐类、酚、氰以及石油类等。
水污染原因：
发展经济时不顾及保护环境；
废物处理观念不正确；
缺乏水污染知识；
不了解人类活动与环境的关系；
湿地堆放废物，填海填湖；
法律法规不健全；
缺少资金建污水处理厂；
管理机构无或不得力
水体污染源：
点源：
工业污染源和生活污染源
面源：
农业、农村生活、矿业、石油生产、施工等。
水体主要污染物：
需氧污染物：
水中溶解氧—大气的动态平衡。
有机物分解消耗氧。
水缺氧，鱼死。
植物营养物：
氮、磷、钾、硫及其化合物。
重金属：
汞、镉、铅、铬、类金属砷、锌、铜等。
不会被生物降解，只是形态的转化、分解和吸附。
农药：
除草剂和杀虫剂。
有机氯、铅、砷、汞污染。
石油：
一升石油完全氧化需消耗40万吨海水中氧
酚类化合物：
长期引起慢性中毒。
如苯酚
氰化物：
剧毒，人服用0.1克氰化钾，立即死亡。
放射性物质：
铀、锶、钴等。
水污染防治技术：
1物理法：
通过物理作用，分离、回收污水中不溶解的呈悬浮状的污染物质，在处理过程中不改变其化学性质。
（1沉淀法：
沉砂池、沉淀池、隔油池2过滤法石英砂3离心分离法：
离心机、水力旋流器和旋流池）
2化学法：
通过化学反应改变污水中污染物的化学形态或物理形态，消除其毒性，或使其从溶解、胶体和悬浮状态转变为沉淀物或漂浮物，或从固体形成转变为气态，而从污水中去除，使污水得到净化。
A化学沉淀法B中和法C混凝法D氧化还原法
3物理化学法:
吸附法；
离子交换法；
电渗析法；
萃取法
4生物法：
利用微生物所具有的新陈代谢功能，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，让污水得以净化。
A好氧生物处理法：
活性污泥法；
生物膜法；
土地处理系统；
稳定塘
B厌氧生物处理法：
普通消化池；
厌氧滤池；
厌氧接触氧化池；
厌氧硫化床
污水处理流程
一级处理：
去除污水中呈固体状态的污染物质，多采用物理处理法，一般可去除污水中悬浮固体的70-80%，有机污染物的30%
二级处理：
大幅度地去除污水中的呈各种状态的有机污染物，多采用生物处理的各种技术，可降低80-90%的有机污染物
三级处理：
进一步去除二级处理未能去除的残留污染物质，包括溶解性的无机物、氮、磷、微生物和未去除的有机物
防止水体污染的途径：
改革生产工艺；
综合利用废水；
回收废水中的污染物，变废为宝；
废水的重复利用、一水多用
大气污染
大气污染通常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，达到了足够的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象；
大气污染类型：
（1）煤烟型：
燃煤,主要污染物为颗粒物和二氧化硫等
（2）光化学烟雾：
机动车尾气排放,主要污染物为碳氢化合物,氮氧化物,一氧化碳等.（3）复合型
大气污染源：
按污染源存在形式：
固定源和移动源；
按污染物排放方式：
高架源、面源和线源；
按污染物排放的时间：
连续源、间断源和瞬间源；
按污染物产生的类型：
工业源、交通源、生活源及农业源
主要大气污染物及危害
（一）1.颗粒物质：
A降尘：
直径大于10umB可吸入颗粒（飘尘）：
＜10umC总悬浮颗粒：
<
100um
2.危害：
（1）对人体健康的影响：
呼吸系统、铅中毒
（2）对环境的影响：
遮挡阳光，使气温降低，或形成冷凝核心，使云雾和雨水增加；
使可见度降低；
（二）其他污染物1.一氧化碳：
主要来源于汽车尾气的排放，与血红蛋白结合速度快，造成人和动物缺氧性伤害。
2.氮氧化物：
造成大气污染的主要指NO和NO２
来源：
矿物燃料燃烧消耗空气中的氧与氮。
危害：
主要危害来源于NO２，具有刺激性；
诱发癌变；
影响大气能见度；
破坏树叶组织；
酸雨。
3.碳氢化合物：
人为排放的数量多、成分复杂，其中芳香烃有高毒甚至致癌，导致光化学烟雾。
4.光化学烟雾：
NOX，CH，CO等在阳光下发生化学反应而产生的二次污染物与反应物的特殊混合物。
主要成分：
O3，过氧乙酰硝酸酯，高活性游离基和醛酮等。
具有刺激和毒害作用
形成机制：
引发反应，自由基传递反应，终止反应
5.硫氧化物：
颗粒物存在下，可迅速被氧化成硫酸，在云中形成酸雨；
形成悬浮颗粒物，进入肺部
影响污染物扩散的气象要素：
1大气稳定度2风向：
影响污染物扩散的方向3风速：
污染物在大气中的浓度与平均风速成反比4降水情况：
有效吸收、淋洗空气中的污染物5雾：
加剧空气污染
大气污染防治措施：
控制污染源；
绿化造林；
加强大气质量管理
控制污染源：
采用低硫低氮燃料及燃料脱硫脱氮；
改善燃烧方法，改变燃烧条件；
高烟囱排放；
合理布局工业；
改变燃料结构，开发新能源；
治理尾气
除尘技术：
机械除尘器：
通过重力、惯性力和离心力的作用，使颗粒物偏离气流的运动轨道，从而实现气固分离的装置，有重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器
过滤式除尘器：
含尘气体在通过多孔滤料时，将气体中的尘粒截留下来，使气体净化。
如袋式除尘器
湿式除尘器：
使含尘气体与与液体密切接触，利用水滴与尘粒的惯性碰撞、扩散、凝聚、粘附等作用捕集尘粒或使粒径增大的装置，如喷淋塔、文丘里洗涤器等
电除尘器：
含颗粒物的气体通过高压电场，在电场力的作用下被除去
气态污染物的治理技术
吸收法：
利用气体混合物中不同组分在吸收剂中溶解度的不同，或者与吸收剂发生选择性化学反应，从而将有害组分从气流中分离出来。
吸附法：
气体混合物通过多孔性的固体吸附剂，由于固体表面分子的受力不平衡，它们对气体分子中某些成分产生吸引，使有害成分留在固体表面
催化法：
利用催化剂的催化作用，将废物中的有害物质转变为无害物质或易于去除的物质的一种方法
燃烧法：
通过热氧化作用将废气中可燃的有害成分转化为无害物质
冷凝法：
利用物质在不同温度下有不同饱和蒸汽压这一性质，采用降低系统温度或提高系统压力，使处于蒸汽状态的污染物冷凝并从废气中分离出来
脱硫技术
燃料的脱硫技术
煤的脱硫
燃烧前脱硫、洗选、液化、气化等
燃烧中的脱硫，如硫化床燃烧技术
重油脱硫：
催化法脱硫
烟气的脱硫技术
吸附法——活性炭
吸收法——普遍采用，用石灰石/石灰、烧碱、氨等
催化氧化法——将SO2转化为SO3
催化还原法——将SO2还原
气温的垂直分布和大气稳定度：
大气的气温垂直分布决定了大气的稳定性，而大气稳定性如何直接影响了空气的运动，从而影响污染物的扩散和稀释程度
大气温度沿垂直方向随高度的速率称为垂直降温率，表示为：
=dT/dh
其中：
—垂直降温度T—温度h—离地在的高度
大气中的绝热过程
影响气温变化的原因有两个：
一是由于空气与外界的热量交换；
二是由于外界压力的变化使空气膨胀或压缩
当空气团作铅直运动时，外界的气压变化很大，且气压变化的影响远远超过气团与周转热交换的影响时，可以认为空气团的温度变化主要受气压变化的影响，而不考虑热交换的影响，即过程可视为绝热的
绝大多数情况下，可以将空气团的铅直运动过程视为绝热过程。
这种与外界不发生热量交换而引起的空气温度变化，称为空气的绝热变化过程
垂直绝热降温率：
干空气（理想空气）在绝热上升或下降过程中，每上升或下降单位高差产生的温度变化率的负值，称为垂直绝热降温率，通常用d表示。
干空气在作绝热运动时，每上升（或下降）100m，温度降低（或升高）约0.98°
C，则d=0.98°
C/100m是一个常量
大气稳定度是指在垂直方向上大气稳定的程度，即是否易于发生对流
<
d，大气处于稳定状态
=d，大气处于中性状态
>
d，大气处于不稳定状态
逆温：
对流层中出现的气温随高度增加而升高的现象
下沉逆温：
上层空气下沉时，落入高压气团中，因受压而变热，是气温高于下层的空气
辐射逆温：
地面辐射出大量热量后，温度过度降低。
海岸逆温：
白天陆地被太阳晒热后，地面的热空气上升，将海上的冷空气吸入。
地形逆温：
因局部地区地理条件的特点而形成。
大气稳定度与排烟类型看书
我国空气污染指数所定项目：
SO2、NO2和PM10
分级：
API0~50，1级；
空气质量优良。
API51~100，2级：
空气质量良好。
API101~200，3级，轻度污染。
API201~300，
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