环境学导论复习重点

环境学导论复习重点

一、绪论

1、环境---以围绕着人类的直接或间接影响人类生存与发展的自然和社会因素总和。

2、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因素。

3、具有最小限制性、等值性、整体性、相互依存性等属性。

4、各环境要素的组成

1）自然环境的组成和结构--无机环境：气、水、土、光、热、声等；

--生物环境：动物、植物、微生物

2）工程环境的组成和结构

3）社会环境的组成和结构--政治、经济、文化

5、环境质量---环境的优劣程度，环境价值与人类生存发展的需求之间的适宜程度。

6、环境的空间类型--聚落环境、地理环境、地质环境、宇宙环境

7、环境的功能特性--整体性、有限性（稳定性、资源、纳污能力）、环境容量、环境自

净力、不可逆性、滞后性、持续反应性、灾害放大性。

8、环境问题---广义：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。狭义：只是由于人类的生产和生活活动，是自然生态系统失去平衡，反过来影响人类生存和发展的一切问题。

环境问题的分类---原生环境问题；次生环境问题：环境污染、生态平衡上世纪世界八大公害事件

1）马斯河各烟雾事件，发生于1930年比利时马斯谷工业区，由于二氧化硫的粉尘，一周内近60人死亡，千人呼吸系统疾病。

2）洛杉矶光化学烟雾事件，发生于1943年美国洛杉矶，由于大量汽车尾气在紫外线照射下产生光化学烟雾，大量居民出现眼睛红肿、流泪等症状。

3）多诺拉烟雾事件，发生于1948年美国宾夕法尼亚州多诺拉镇，由于大气严重污染，有5900多人患病，17人死亡。

4）伦敦烟雾事件，发生于1952年英国伦敦，由于烟尘和二氧化硫在浓雾中积聚不散，先后死亡1万多人。

5）四日市事件，发生于1961年日本四日市，由于废气严重污染大气，许多居民患上哮喘病，多人死亡。

6）水俣病事件，发生于1953～1956年日本熊本县水俣市，人们食用被汞污染的鱼、贝等水生生物，造成大量居民中枢神经中毒，60多人死亡。

7）富山痛痛病事件，发生于1955～1972年日本富山县，人们食用用含镉废水污染的河化和稻米而中毒，死亡一百多人。

8）爱知米糠油事件，发生于1968年九州爱知县一带，人们食用含多氯联苯的米糠油后造成中毒，患者超过1万人，16人死亡。

二、生态学基础

9、生态系统---生命系统与环境系统在特定空间的组合。（马世俊）在自然界的一定空

间内，生命系统与环境系统构成的统一整体，在这个统一整体中，二者相互影响，相互制约，不断演变，并在一定时期内处于相对稳定的动态平衡状态。

10、生态系统的组成---生物成分：生产者、消费者和分解者

11、---非生物成分：环境要素，包括温度、光照、大气、水、土壤、气候、各种矿物

和非生物成分的有机质等。

12、生态系统的结构--形态结构（时空分布）空间、时间；营养结构

13、生态结构的功能—1）食物链（网）：各种生物之间存在着取食和被取食的关系，这

就是食物链。通过食物链，实现能量在生态系统内传递。

14、许多食物链互相交叉，形成一张无形的网络，把许许多多生物包括在内，这种复杂

的捕食关系就是食物网。显然，食物网越复杂，生态系统越稳定；食物网越简单，则生态系统越不稳定。

15、

营养级（P25，生物量、生物数量、生产力金字塔）

生态金字塔：整个生态系统的各种营养级按从低级到高级依次迭放便构成了生态

金字塔。

2）生态系统中的能量流动

3）生态系统中的物

4）生态系统中的信息传递--营养信息；化学信息；物理信息；行为信息

11、生态平衡--生态平衡应包括三个方面：即结构上的平衡、功能上的平衡，以及输入和输出物质数量上的平衡。如果某生态系统各组成成分在较长的时间内保持相对协调，物质和能量的输入和输出接近相等，结构和功能长期处于稳定状态，在外来干扰下，能通过自我调节恢复到最初的稳定状态，那么这种状态可称为生态平衡。

12、保持生态平衡的因素

1）生态阈值：生态系统本身具有自动调节能力，但是任何一个生态系统的调节能力都是有限的，外部冲击或内部变化超过了这个限度，生态系统就可能遭到破坏，这个限度成为生态阈值。

2）保持生态平衡的因素--结构的多样性；功能的完整性 13、生态学在环境保护中的应用 1）对环境的生物净化（生态自净）

大气污染的生物净化：吸收污染物、滞尘、噪声消减、杀菌等 水体污染的生物净化

土壤污染的生物净化（土地处理系统P49）

阳光、空气

水面藻类

O 好氧微生物废水BOD 5

三、 大气污染及防治

14、大气污染---大气中一些物质的含量达到有害的程度，以至破坏人和生态系统的正常生存和发展，对人体、生态造成危害的现象。 15、大气污染源

1）概念：向大气环境排放有害物质或对大气环境产生有害影响的场所、设备和装置。 2）分类：天然源：火山喷发、森林火灾、自然尘、森林植物释放、海浪飞沫 人为源：燃料燃烧、工业生产、交通运输、农业生产

人为源从其它角度分为：按污染源性状分为： 固定式污染源、移动式污染源

H 2SO 4、SO 42-、NO 3-

重金属元素、多环芳烃

颗粒物

HF 、HCl 、ClFC 3含卤素化合物醛、酮、过氧乙酰硝酸酯

C 1－C 5H n

碳氢化合物（碳氢氧化合物）CO 、CO 2含碳氧化物NO 2、HNO 3、MNO 3

NO 、NH 3含氮化合物SO 3、H 2SO 4、MSO 4SO 2、H 2S 含硫化合物二次污染物

一次污染物类别 按排放污染物的空间分布方式：点、线、面源 16、大气污染物及污染类型

1）大气污染物：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物质。

2）分类---按存在状态：气态污染物、固体颗粒状污染物

---按形成过程：一次污染物：直接从污染源排放的污染物，分为：反应物和非反应物。 二次污染物：由一次污染物中的反应物与空气组分或反应物之间，或反应物作为催化剂从而产生的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型污染物。

大气中主要污染物

17、主要的大气污染物介绍

1--气溶胶状态污染物：大气中含有的大量固体或液体的悬浮粒子，与承载他们的空气介质一起组成的相对稳定的悬浮体系。

2--气溶胶中的颗粒物按粒径大小分为：总悬浮颗粒物（TSP ）、降尘、飘尘/可吸入粒子（IP ） 3--气体污染物：

1）硫氧化物；据估计，天然源（海洋、陆地、海盐、火山活动）和人为源（煤和石油燃烧、

石油炼制、有色金属冶炼等）各半；硫酸烟雾和酸性降水的元凶；世界酸雨区主要分布在欧洲、北美和中国，我国以长江以南为主，其中华中、西南部分地区较严重。

2）氮氧化物；据估计，天然源（闪电、NH3氧化、生物质燃烧、土壤排放等）和人为源各半；燃烧过程生成的氮氧化物分两类：热致型（高温、空气过剩）、燃料型；因此汽车等燃油可通过控制燃烧温度和空燃比来控制氮氧化物的生成量。；酸雨形成的元凶

3）含碳化合物--碳氧化合物（CO、CO2）

--碳氢化合物（甲烷、非甲烷烃）

--非甲烷烃：包括天然释放和人为释放

--含卤素化合物：卤代烃(六六六、DDT、多氯联苯、氯仿、溴仿、碘仿三氯甲烷、CFC等）

--其他含氯化合物（Cl2、HCl等）

--氟化物（HF、SiF4、H2SiF6、F2等）

--氯仿、溴仿、碘仿三氯甲烷、CFC等为平流层臭氧层破坏的元凶。

4--主要污染类型

1）根据污染物性质

a.还原型（煤炭型）：以煤炭为主要燃料，主要污染物为SO2、CO、颗粒物等。形成硫酸烟雾的元凶。

b.氧化型（汽车尾气型）：以石油类为主要燃料，主要污染物为NOx、CO、HC 化合物O3、醛类、PAN等。形成光化学烟雾烟雾的元凶。

2）根据燃料性质和大气污染物的组成成分:煤炭型、石油型、混合型、特殊型

硫酸烟雾和洛杉矶烟雾的比较

伦敦烟雾洛杉矶烟雾

概括发生较早（1873年），至今发

生多次

发生较晚（1946年），发生光化学烟雾

污染物SO2颗粒物硫酸雾等CH化合物、NOxO3PAN醛类燃料类型煤石油类

季节冬季夏秋

气温低，＜4℃高，＞24℃

湿度高低

日光弱强

臭氧浓度低高

出现时间白天夜晚连续白天

毒性对呼吸道有刺激作用，严重时

导致死亡

对眼睛和呼吸道等粘膜有刺激作用，O3等氧化

剂有强氧化作用，严重时可导致死亡

18、大气中污染物的扩散

影响大气中污染物扩散的气象因素--气象动力学因子：风、大气湍流、气象热力学因子、

大气稳定度

rd ―干绝热递减率

r ―气温垂直递减率

r ＜ rd时,烟气对于大气层来说是稳定的;

r ＞ rd时,烟气对于大气层来说是不稳定的;

r ＝ rd 烟气对于大气层来说处于中性.

影响污染物扩散的地理因素：地形地物的影响、山谷风、海陆风、城市热岛效应 19、一）大气污染综合防治措施（防）

加强规划管理、提高能源和原材料的利用率、提倡清洁生产、 使用清洁能源

二）大气污染物控制技术（治）

烟尘控制技术：机械式除尘装置、袋式除尘装置、湿式除尘装置、电除尘装置 SO2控制技术：燃料脱硫、燃烧脱硫、烟气脱硫。

NOx 控制技术：非选择性催化还原法、选择性催化还原法、吸收法 汽车尾气的摧化净化：催化转换法、

四、水污染及其防治

20、水质与水质指标

水质--水的品质，指水与所含杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合特征。杂质包括：悬浮物、溶解物和胶体物质等。

水质指标--物理性水质指标

感官物理性状指标：温度、色度、嗅和味、混浊度、透明度等

其他物理性状指标：总固体、悬浮固体、溶解固体、电导率等

--化学性水质指标

一般的化学性水质指标：pH、硬度、各种阴阳离子、总含盐量等

有毒的化学性水质指标：重金属、氰化物、多环芳烃、各种农药等。

有关氧平衡的水质指标：DO、BOD、COD、TOC等

生物性水质指标：细菌总数、总大肠菌群数、各种病原细菌、病毒等。

水质标准--地面水环境质量标准

根据水域的使用目的和保护目标，将地面水划分为五类，与地面水环境质量标准中五级标准相对应。

--污水综合排放标准

--生活饮用水水质标准

--其他水质标准

21、水体--地表水圈的重要组成部分。指以相对稳定的陆地为边界的天然水域，包括有一定流速的江河沟渠和相对静止的水库、湖泊、沼泽、堰塘及受潮汐影响的三角洲和海洋。在此要要注意几点：水体为一个完整的生态系统。一个完整的水体不仅包括水，还包括水中悬浮物、溶解物及水生生物。水体还包括底泥部分。

水体自净力--水体具有消纳一定量的污染物，使自身的质量保持洁净的能力，人们常常称之为水体的自净能力。

水体污染--水体具有消纳一定量的污染物，使自身的保持洁净的能力－水体的自净力。当污染物的量超过了水体的自净能力时，便产生了水体的污染。

22、水体污染源、污染物与污染类型

污染源--（1）工业废水

含无机物的废水：冶金、建材、化工无机酸碱生产

含有机物的废水：食品、石油化工、炼油、焦化、煤气、农药、塑料、染料等行业

（2）生活污水

悬浮杂质：泥沙、矿物废料、粪便、食物残渣

胶体和高分子物质：淀粉、蛋白质、油、纤维素、肥皂、洗涤剂等

溶解物质：含氮、磷、氯化物、尿素等

（3）农业退水：农作物栽培、牲畜饲养、食品加工等

污染物--无机无毒物：酸、碱、一般无机盐、氮、磷等植物营养物质；

无机有毒物：重金属、砷、氰化物、氟化物等；

有机无毒物：碳水化合物、脂肪、蛋白质等；

有机有毒物：苯酚、多环芳烃、PCB、有机氯农药等

污染类型

化学性污染：由以下污染物的排放造成的污染

酸碱性废水

含重金属废水

需氧性有机物废水

含营养物质废水

含有机毒物的废水

物理性污染：由以下污染物的排放造成的污染

悬浮性污染物

冷却水

放射性污染物

生物性污染：生活污水特别是医院污水带人病原微生物而造成的污染。

23、氮磷污染与水体富营养化

水体富营养化：是指在人类活动的影响下,生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类

及其他生物大量死亡的现象。

水中藻类：蓝绿藻、绿藻、硅藻、有色鞭毛虫

水体自净作用与水环境容量

（一）水体自净

废水在水体中的稀释（物理自净）影响废水与河水混合的因素：河水流量与废水流量的比

值、废水排放口的形式、河流水文条件

水体的生化自净：有机物降解、动植物呼吸等耗氧；大气氧向水体溶解、植物光合作用等复

氧

24、水体污染的防治和管理

废水处理技术：（一）物理法：主要分离漂浮、悬浮状态的污染物，前后污染物性质不发生

变化

（二）化学法：加入化学药剂，主要处理溶解污染物或胶体状污染物，前后污染物性质或形

态改变

（三）生物法：运用微生物的生命活动（生化作用），主要去除水中有机污染物

一、物理法

大的悬浮物，保护后续设备

常用的为格栅和筛网

2--沉淀：工作原理为重力沉降

水处理流程中一般有两个不同的沉淀装置

沉砂池：去除砂粒、煤渣等粗大的（粒径＞、比重较大(密度＞2560kg/m3）的无机颗粒，在沉淀池前，目的是使之后的污泥具有更好的流动性，且不致磨损后续设备

沉淀池：经常结合生物方法，处理20－100微米以上的悬浮杂质

3—过滤：利用粒状介质层截留水中细小的悬浮物，常用于废水的深度处理和饮用水的处理。工作原理：阻力截留：首先大的颗粒被截留，随着虑料间的空隙逐渐变小，较小的颗粒被截留。重力沉降：滤料提供了巨大的沉降面积，形成无数的小“沉淀池”。接触絮凝：滤料巨大的沉降面积同时对悬浮物进行吸附

4—气浮：工作原理：利用高度分散的微小气泡为载体，粘附悬浮物，使其随气泡浮升到水面，采用刮油设备将其刮除

处理对象：乳化油及疏水性细小悬浮固体

浮选剂：当污染物为亲水性时采用，将其改变为疏水性污染物

5—离心分离：工作原理：使水高度旋转，利用离心力分离悬浮颗粒

设备多为离心机或水力旋流器，离心机多分离乳化油

6—膜分离：工作原理：利用过滤性膜的选择透过性对水中杂质进行浓缩、分离

据膜孔径大小和过滤动力，可分为：微过滤、超过滤、纳米过滤、电渗析、反渗透等。

常用的有：超过滤、电渗析、反渗透三种

二、化学法

1、混凝：原理：投加混凝剂，破坏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。

常用混凝剂：硫酸铝、聚合氯化铝等铝盐、硫酸亚铁、三氯化铁等铁盐。

2、中和：原理：酸碱中和

水中酸碱浓度较高（＞3％）时，应先进行酸碱回收

低浓度酸碱废水可互混中和

投加药剂中和

投加石灰、苛性钠、碳酸钠中和酸性废水

投加硫酸、盐酸或通入CO2中和碱性废水

3、氧化还原：常用氧化剂：O2、O3、漂白粉、次氯酸钠、三氯化铁等

常用还原剂：FeSO4、XSO3、FeCl2、铁屑、锌粉、SO2等

4、化学沉淀法：原理：沉淀反应

常用于水处理中去除钙、镁硬度及重金属离子的去除。

5、磁力分离：原理：当废水通过磁场时，磁性物质能被磁场捕获，从水中分离。同时磁场力还能促进絮凝。

主要分离废水中磁性及非磁性悬浮物和重金属离子，对有机物和营养物的去除也有帮助。

6、溶剂萃取：原理：利用有机溶剂与废水充分接触，在物理（溶解）或化学（络合、螯合或离子缔合）作用下使污染物由废水转移到有机相。

有机溶剂密度小于水，且与水互不相溶

污染物在有机相中溶解度大于在水相的溶解度或污染物能与有机溶剂发生络合、螯合或离子缔合反应。此法常用于分离废水中重金属离子和酚。

7、吸附：常用吸附剂：活性炭、活化煤、焦炭、煤渣、吸附树脂、木屑等疏松多孔介质。吸附前废水先进行预处理，去除悬浮物和油类，以免堵塞吸附剂

吸附饱和后的吸附剂常利用热再生法、蒸汽吸脱法、溶剂再生法、臭氧氧化法、生物氧化法等进行再生，重复利用

8、离子交换法：此法常用于水质软化、淡化及废水中重金属和放射性元素的去除。

9、电解法：原理：电解原理，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，将废水中污染物去除

三、生物法

活性污泥法－好氧悬浮生长系统

利用此方法进行生物处理的设备有：推流式曝气池、曝气沉淀池、氧化沟等

生物膜法－好氧附着生长系统。原理：生化降解

利用此方法进行生物处理的设备有：生物虑池、生物接触氧化池、生物转盘等。

厌氧生物处理技术－厌氧悬浮生长系统。原理：利用厌氧菌将有机物降解。

与好氧生物处理法相比：严格厌氧、最终产物为可燃气体，可被用作能源

利用此原理操作的设备有：污泥消化池和升流式厌氧污泥床等

天然的生物净化系统

利用天然条件下微生物活动处理废水，降解有机物。

利用此原理运行的系统有：生物稳定塘、土地处理系统等。例：生物稳定塘中的氧化塘：