环境科学导论期末复习资料.docx

1、环境科学导论期末复习资料环境科学导论重点整理第一章 绪论1、环境的基本概念环境科学中，环境（Environment，Surroundings）是指以人类为主体的外部世界，主要是地球表面与人类发生相互作用的自然要素及其总体，包括自然环境和社会环境。2、环境问题及其与社会经济发展的关系3、八大公害事件及其主要污染物马斯河谷烟雾事件： 硫氧化物SO2和SO3烟雾的混合物，空气中的金属氧化颗粒SO2、SO3金属元素即硫酸盐类气溶胶伦敦烟雾事件：SO2在金属颗粒物催化作用下生成SO3及硫酸和硫酸盐气溶胶洛杉矶光化学烟雾事件： NOx及碳氢化合物在紫外线作用下的二次污染水俣事件：甲基汞 富山事件（骨痛病）

2、：镉四日哮喘事件：SO2、煤尘重金属粉尘米糠油事件：多氯联苯4、全球性三大污染问题：全球变暖、酸雨沉降、臭氧层空洞第三章 大气环境1、大气的结构：对流层、平流层、中间层、热成层(暖层、电离层)、逸散层2、大气的组成：大气是一个由多种气体组成的混合物，由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。根据组成的稳定性可以分为恒定的、可变的和不定的三种组分。恒定组分：氮78.09、氧20.95、氩0.93；可变的组分：二氧化碳含量为0.020.04，水蒸气含量为0-4以下不定组分：尘埃、硫、硫化氢、硫氧化物、氮氧化物、盐类及恶臭气体3、大气各成分的作用大气组成主 要 作 用干洁空气主要成分N2生物体的基本成分O2

3、维持生物活动的必要物质次要成分CO2植物光合作用的原料;对地面保温O3吸收紫外线，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害水 汽成云致雨的必要条件;对地面保温固体杂质成云致雨的必要条件4、环境本底值环境要素在未受污染情况下化学元素的正常含量，以及环境中能量分布的正常值。大气环境本底值未受人类影响下的大气中各组成成分的含量。5、大气污染指由于人类活动或自然过程使大气中一些物质的含量达到有害的程度(一般指有害物质，如SO2、NOx、HC、O3、飘尘等超过国家质量标准)，以至破坏人和生态系统的正常生存和发展，对人体、生态和材料造成危害的现象。6、大气污染源：向大气环境排放有害物质或对大气环境产生有害影响的

4、场所、设备和装置。包括天然污染源和人为污染源。污染源特 点主要来源排放的污染物 天 然 源它和人为源相比产生的污染物较少，浓度较低，具有局部地区某段时间内可能形成严重影响的特点。火山喷发SO2、CH、CO2、CO、火山灰 森林火灾CO 、 CO2 、 SO2 、 CH等自然尘风砂、土壤尘等森林植物释放萜稀类碳氢化合物。海浪飞沫硫酸盐和亚硫酸盐 人为源移动源汽车和火车、飞机等，分布广泛分散，难于监测和治理。交通运输过程CO 、NOx、 CH 、SO2、H2S和Pb等。静止源静止源则包括工厂 、焚化炉等不移动的污染源。静止源污染面积广，易于集中监测治理。 燃料燃烧SO2、NOx、CO2、CO工业生

5、产过程SO2、H2S等农业活动排放农药、化肥、H2S、CH4、颗粒物、粉尘7、大气污染物：是指由于人类活动或自然过程排入大气的并对环境或人产生有害影响的那些物质。按形成过程分类则可分为一次污染物和二次污染物8、一次污染物是指直接从污染源排放的污染物质，如二氧化硫、一氧化氮、一氧化碳、颗粒物等。二次污染物是指由一次污染物在大气中互相作用经化学反应或光化学反应形成的与一次污染物的物理、化学性质完全不同的新的大气污染物,其毒性一般比一次污染物还强。如硫酸及硫酸盐气溶胶、硝酸及硝酸盐气溶胶、臭氧、光化学氧化剂Ox，以及许多不同寿命的活性中间物（又称自由基），如HO2、HO等。7、主要大气污染物分类及粒

6、径（1）气溶胶状态污染物：空气中分散的液态或固态物质, 其直径约为0.002100m。（尘粒、烟尘、雾尘、煤尘、气溶胶）总悬浮颗粒物（TSP）：用标准大容量颗粒采样器（流量在1.11.7 m3/min）在滤膜上所收集到的颗粒物的总质量，通常称为总悬浮颗粒物。其粒径大小，绝大多数在100 m以下，其中多数在10 m以下。飘尘（可吸入粒子）（IP）：能在大气中长期飘浮的悬浮物质称为飘尘。粒径主要是小于10 m的微粒。降尘：是指用降尘罐采集到的大气颗粒物。在总悬浮颗粒物中一般直径大于10 m的粒子，由于其自身的重力作用会很快沉降下来，所以将这部分的微粒称为降尘。（2）碳氧化合物：CO和CO2（3）氮

7、的氧化物（NOx）：主要是指NO和NO2（4）碳氢化物：有机烃类化合物，由碳和氢两种元素组成，如烷烃、烯烃和芳烃等（5）硫氧化合物（SOx）：氧化硫 (SO2) 和三氧化硫(SO3)和硫化氢（H2S）。（6）光化学烟雾：含有氮氧化物和烃类的大气，在阳光中紫外线照射下发生反应所产生的产物及反应物的混合物最早发生的城市是：美国洛杉矶最早研究并提出相关理论的是：美国加州大学生物有机化学教授哈根-施密特形成条件：地理条件：地区：天顶角小于60 的地区季节：夏、秋天气条件：晴朗、高温、低湿、有逆温、风力小污染源条件：以石油为燃料的工厂、汽车的尾气排放主要污染物：NOx、碳氢化合物主要特征：光化学烟雾的特

8、征是烟雾呈蓝色，具有强氧化性，能使橡胶开裂，剌激人的眼睛，伤害植物叶子，并使大气能见度降低；其刺激物浓度的高峰在中午或午后；污染区域往往在污染的下风向几十至几百公里处。是一种循环过程，白天生成，傍晚消失。是区域性的污染问题，一些乡村地区也有光化学烟雾污染的现象。 日变化：（详见课本P33） 说明 NO2和O3并非一次污染物，而是日 光 照射下光化学作用产生的二次污染物。 光化学烟雾是一种循环过程，白天生成， 傍晚消失。 图 光化学烟雾的日变化曲线NO被氧化为NO2，CmHn的氧化消耗，NO2的分解，O3、醛类、PAN等的生成。 图 C3H6NO空气混合物在紫外线照射下的浓度变化最终产物：醛类、

9、O3、PAN等二次污染物形成过程（详见课本P35）: 光化学烟雾形 成的示意图NO向NO2转化是产生“烟雾”的关键,HC转化是产生“烟雾”的主要成分.在大气中一旦NO2出现，在光化学作用下，NO2会直接分解出O3.NO和O2作用结果产生NO2，而低层大气中O3主要由NO2的光解产生。因此，大气中NO2、O3和NO之间的反应形成了循环。但是大气中仅仅发生氮氧化物的光化学反应，尚不致产生光化学烟雾。当被污染的大气中出现了碳氢化合物时，氮氧化物光分解的均衡就被破坏了。因生产的氧原子O、O3、和NO2均可与碳氢化合物反应，使得污染大气中的NO能快速地向NO2转化，随即O3的浓度大大增加，进而形成一系列

10、的带有氧化性、刺激性的中间和最终产物，从而导致光化学烟雾的生产。简化机制：有一系列复杂的链式反应组成，是以NO2光解生产O的反应为引导，到质量臭氧的生产。由于碳氢化合物的存在，促使NO向NO2的快速转化，在此转化中自由基（特别是HO基）起了重要的作用。只是不需要消耗臭氧而能使大气中的NO转化为NO2，NO2又继续光解产生臭氧。同时转化过程中产生的自由基又继续与碳氢化合物反应生成更多的自由基，如此继续不断地进行链式反应，知道NO或碳氢化合物消失为止。所产生的醛类、O2、PAN等二次污染物是最终产物。10、大气中污染物的扩散一个区域的大气污染程度取决于该区域内排放污染物的源参数、气象条件和近地层下

11、垫面的状况。源参数包括排放污染物的数量、组成、排放方式等。11、大气稳定度：是指在垂直方向上大气稳定的程度。污染物在大气中的扩散与大气稳定度有密切的关系。大气的稳定程度直接影响湍流活动的强弱，影响空气污染物的扩散。可能发生的三种情况：(1) 气块加速上升或下降，称这种大气是不稳定的；(2) 气块逐渐减速并有返回原来高度的趋势，称这种大气是稳定的；(3)气块做等速直线运动，称这种大气是中性的。判定近地面层稳定度的条件：用气温的垂直递减率r与 干绝热递减率rd可以比较方便地判断气层的稳定度。稳定rrd12、不同稳定层结下的烟型及其对应的大气层结： 翻卷型（波浪型）：出现在温度层结不稳定情况下(阳光

12、较强的白天，中午前后), r rd 0; 锥形：发生在中中性条件下，即 r rd0，烟气扩散向前推动良好，比翻卷型好。会对下风向的地区产生污染。平展型：发生在烟囱出口处于逆温层中，即r rd 1; 烟囱很高时，近处地面不会造成污染，在远方会造成污染；烟囱很低时，会造成近地面严重污染。上升型 （屋脊型）： 下部稳定，r rd 0 ，上部不稳定，rrd0; 一般在日落前后出现，持续时间较短，对近地面污染较小。熏蒸型（漫烟形）：常出现在日出后，一般为上午8-10时，持续时间短。烟流下部r rd0，上部r rd1。13、影响大气污染物扩散的因素：（1）气象因素：风的影响：风向：影响大气中污染物输送的方

13、向风速：影响大气中污染物和空气混合速度，决定污染物浓度的高低温度层结：大气稳定度不稳定型：有利于污染物质的稀释、扩散，不易发生大气污染事件中性型：不利于污染物的稀释和扩散稳定型：容易出现大气污染事件（2）地理因素：动力效应：地形地物热力效应：山谷风、海陆风城市热岛效应（3）、其他因素：污染物的性质和成分污染源的几何形状和排放方式、解决措施14、大气中污染物的扩散模式及其来源：点源：工厂线源：交通变改汽车燃料的空燃比（空气和燃料的比值）面源：15、烟气除尘技术除尘设备的效果机械除尘器包括沉降室和旋风除尘器，作用直径大于40微米。其中的干式旋风除尘器对5微米以下的尘粒去除效果达50%湿式除尘器有喷

14、水塔式、填料塔式、离心洗涤器、文丘里洗涤器等多种。作用直径大于10微米，去除率可达90%，缺点是耗能高，污水需处理。过滤式除尘器对直径在1微米颗粒去除率接近100%，适用于含尘浓度低的气体，其缺点是维修费高，不耐高温静电除尘器对粒径很小的尘粒具有较高的去除效率，不受含尘浓度和气流影响，但设备投资高，技术要求高第四章 水体环境1、水体与水质的区别：水质:水相的质量或性质。 通过水体的物理、化学和生物的特征及组成状况，反映水体环境自然演化过程和人类活动影响的程度。水体:包括水质、水生生物、河床底泥和水中悬浮物。2、水体污染：当污染物进入河流、湖泊、海洋或地下水等水体后，其含量超过了水体的自然净化能力，使水体的水质和水体底质的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值和使用功能的现象。水体污染与否，看其用途或功能是否发生变化2、水体污染与水体自净的关系：水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量，从而导致了谁踢得物理特征、化学特征和生物特征发生不良变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在经济发展和人们生活中的作用。水体能够在其环境容量的范围以内，通过物理、化学、生物的作用，使排入的污染物质的浓度和毒性随着时间的推移在向下游流动的过程中自然降低，称为水体的自净作用。排入水体的污