城市生态与城市环境复习要点

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第一章环境概论
1. 环境：影响人类生存和发展的各种天然和经过人工改造的自然因素的总体。

包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、自然遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。

环境是由自然环境和人工环境组
成的
2. 环境的基本特性与功能
1）基本特性
①整体性与区域性——整体性（系统性）指环境各个组成部分和要素之间构成了一个完整的系统；区域性指环境特性的区域差异。

②变动性和稳定性——变动性指在自然的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
于不断变化中；稳定性指环境系统具有一定的自我调节功能的特
③资源性与价值性——人类的繁衍，社会的发展都是环境对之不断提供物质和能量的结果。

环境就是资源，
且具有不可估量的价值。

④隐显性与灾害放大性——日常环境污染与环境破坏对人类的影响，其后果的显现，需要一个过程，需要经过一段时间，表现为隐显性；灾害放大性指某方面不引人注目的环境污染与破坏，经过环境作用后，其危害性从
深度、广度上明显放大。

⑤不可逆性——环境一旦遭到破坏，利用物质循环规律，可以实现局部恢复，但不能完全回到原始状态。

⑥有限性——资源、人类环境的稳定性、容纳污染物的能力有限，人类发展及活动产生的污染因素进入环境
的量，超越环境自净能力时，出现环境污染，说明了环境有限性的特征。

2）环境的基本功能
（ 1）、空间功能——提供生物栖息、生长、繁衍的场所。

（ 2）、营养功能——提供各类营养物质及资源、能源。

（ 3）、调节功能——调节气候，净化环境。

3.全球十大环境问题及其产生根源
（1）臭氧层耗竭：人类活动是大气中氯氟烃类化合物、聚四氟乙烯和其他耗损臭氧的物质的过量排放引起
的
（2）温室效应及全球性气候变暖：大量化石燃料的燃烧释放了大量红外吸热的温室气体，大气层的组成
中二氧化碳、甲烷氮氧化合物等温室气体的含量迅速增加，形成温室效应，从而导致全球气候变暖
（3）酸沉降：化石燃烧产生的二氧化硫、氮氧化合物等酸性气体通过干湿沉降形成酸雨，导致土壤酸化
（4）生态系统简化：人类活动导致森林大量砍伐、草原开垦、湿地干涸，使生物多样性锐减导致生态系
统结构简化，稳定性降低
（5）森林锐减：人类生产活动大量砍伐森林，减少了森林提供的木材和林产品，降低了森林涵养水分、
保持水土、防风固沙、调节气候、维持生态平衡的功能
（6）土壤退化：表现为土壤沙漠化和土壤侵蚀，产生原因是森林锐减、草原破坏等过度开垦造成的
（7）淡水资源枯竭：淡水资源少且分布不均，水污染使之加剧。

（8）海洋环境污染：内陆污水排放、海上溢油、海水富营养化导致的赤潮等
（9）固体废物污染：危险固废、一般固废的不恰当处理与处置
（10）有毒化学品的污染：事故排放、车辆尾气、农药化肥等
4.酸沉降：酸雨：通常将 PH值低于
5.6 的湿性酸沉降称为酸雨。

世界三大酸雨区：西欧、北美、和中国西南
5.总悬浮固体（ TSP） : 空气动力学直径在 0.01~100 μm 的能悬浮于空气中的颗粒物降
尘：空气动力学直径大于 l0 μ m的颗粒物能较快地沉降到地面上，称为降尘。

可吸入颗粒物或飘尘（ IP ）：空气动力学直径小于 10μ m的颗粒物 (PM10)可长期飘浮在空气中，可经呼吸进入人体呼吸道的颗粒称为可吸入颗粒物或飘尘（IP ）。

光化学烟雾：大气中的NO 和 HC化合物在阳光辐射下发生光化学反应所形成的产物以及反应物的混合称为光
X
化学烟雾。

危害 : 具有强氧化性，刺激人的眼睛，伤害植物叶子，能使橡胶开裂，并使大气能见度降低。

7.水体“富营养化”污染：由于水体中氮、磷、钾、碳增多，使藻类大量繁殖，耗去水中溶解氧，从而影响鱼类
的生存，即为“富营养化”污染。

生物耗氧量BOD:在有溶解氧的条件下，好样微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧的
量。

通常给出的指标为五天培养含碳物质氧化所消耗的溶解氧量，即BOD5
化学需氧量COD:在一定条件下，氧化一升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量以氧的mg/l 表示。

水中的还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。

通常有两种氧化剂，高锰酸钾和重铬酸钾。

第一类污染物：是在车间或车间处理设施排放口采样测定的污染物，包括总汞、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、
总砷、总铅、总镍、苯并（a）芘、总铍、总银、总α 放射性、总β放射性。

第二类污染物：是在排污单位排放口采样测定的污染物，包括pH、色度、悬浮物、生化需氧量、化学需氧量、
石油类、动植物油、挥发性酚、总氰化物、硫化物、氨氮、氟化物、磷酸盐、甲醛、苯胺类、硝基苯类、阴离子
表面活性剂、总铜、总锌、总锰。

化学型污染：酸碱、有机、无机、重金属污染
物理型污染：热污染、放射性污染- 能量污染
生物型污染：细菌、病原体
8.固体废物：在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、
半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。

危险废物：指在国家危险废物名录中，和根据国务院环境保护部门规定的危险废物鉴别标准认定的具有危险性的
废物。

危险废物具有易燃性、腐蚀性、反应性、放射性、浸出毒性、急性毒性及其他毒性等特性。

9.噪声污染
噪声种类：工业噪声、交通噪声（现代城市中的主要噪声种类）、建筑工地噪声、社会生活噪声四类。

表征噪声
的物理量为分贝。

10.现代环境问题的特征。

（1）环境问题的全球化；（ 2）环境问题的综合化；（ 3）解决环境问题的社会化；（ 4）解决环境问题的高智能化；（5）环境问题的政治化。

11.环境要素属性：
环境要素：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。

（ 1）最小（差）因子限制率；（2）等值性（3）整体性大于各个体之和（环境的整体性大于环境诸要素之和）；（ 4）互相联系及互相依赖。

第二章城市环境
1.城市环境组成
城市物理环境、城市社会环境、城市经济环境、城市美学环境。

2.城市环境的特点（ 1）、城市环境的界限相对明确
（2）城市环境受自然规律的制约
城市发展对自然环境的改造力强、影响力大。

如：“城市热岛”现象；城市污染较重；地下水漏斗区等等。

（3）城市环境的构成独特、结构复杂、功能多样
（4）城市环境限制众多，矛盾集中
（5）城市环境系统相当脆弱（ 6）城市环境对人的影响，对经济发展的影响大
3.城市环境效应
是城市人类活动给自然环境带来一定程度的积极影响和消极影响的综合效果.
包括：城市环境的污染效应、生物效应、地学效应、资源效应、美学效应。

生物效应：
是指环境因素改变而引起的生物学反应，亦即各种生物，包括动物、植物、昆虫在遗传、习性、繁衍等方面
的变化，生物效应是环境质量评价的重要依据。

4. 城市环境容量：指环境对于城市规模及人的活动提出的限度，具体地说，即城市所在地域的环境，在一定的时间、空间范围内，在一定的经济水平和安全卫生要求下，在满足城市生产、生活等各种活动正常进行的前提下，
通过城市的自然条件、现状条件、经济条件、社会文化历史条件等的共同作用，对城市建设发展规模以及人们在
城市中各项活动的强度提出的容许限度。

包括城市人口容量、自然环境容量、城市用地容量、城市工业容量、交
通容量、建筑容量等
5.城市环境容量的影响因素
（1）城市自然条件：自然条件是城市环境容量中最基本的因素。

包括地质、地形、气候、矿藏、动植物等条件
的状况及特征。

（2）城市要素条件：组成城市的各项物质要素的现有构成状况对城市发展建设及人们的活动都有一定的容许限
度，这方面条件包括工业、仓库、生活居住、公共建筑、城市基础设施、郊区供应等。

（3）经济技术条件：城市拥有的经济技术实力对城市发展规模也提出了容许限度。

一个城市拥有的经济技术条
件越雄厚，则它具有的改造城市环境的能力越大，城市环境容量越有可能提高
6. 城市人口容量的确定方法：多目标动态决策法
7.城市自然环境容量
（ 1）大气环境容量：指在满足大气环境目标值（即能维持生态平衡及不超过人体健康阈值）的条件下，某区域
大气环境所能承纳污染物的最大能力，或所能允许排放的污染物的总量。

为制定区域大气环境标准控制、治理大气污染对策提供重要依据。

大气环境容量的确定方法及步骤：（ 1）修正的 A－ P 值法 :< 制定地方大气污染物排放标准的技术方法GB/T
3840-91 >
（2）模拟法
（3）线性优化法
（2）水环境容量：指在满足城市居民安全卫生使用城市水资源的前提下，城市区域水环境所能承纳的最大的污
染物质的负荷量。

水环境容量与水体的自净能力和水质标准有密切关系，同时还要考虑城市所拥有的水资源储量（应
考虑最不利条件，如枯水季节）。

水环境容量的确定方法：采用不同的数学模型法针对不同水环境（河流、水库）水体计算水环境容量
8.风与城市规划和城市建设
季风变化型 :
当风向属季节变化型时，要同时考虑最小风频方向。

将向大气排放有害物质的工业企业布置在最小风频的方位,
或最大风速风向的下风方向上；居住区在污染系数最大的方位；其它用地布局在中间。

如此布局可以减轻对
居住区和其他用地的污染。

中国东半壁多属之 , 盛行风向随季节变化而转变 , 冬季风向偏 N, 夏季偏 S
例如南昌市 , 冬季盛行北风 , 风频 27%,加上东北偏北风,风频为52%;夏季盛行西南风, 风频为 19%,加上西南偏南风 , 风频为 36%,夹角为 135 ~180 , 全年最小风频方向为西北偏西, 风频为 0.6%, 工业企业应布置在这个方向 ,
居住区应在东南偏东方向
主导风向型 : 一年中不管什么季节都有相同的盛行风向, 新疆 - 内蒙 (W), 云贵 (SW),青藏 (W)可将排放有害物质的工业企业布置在常年主导风向的下风侧, 居住区布置在主导风向上风侧
无主导风向型 : 全年风向不定 ,各方位风向频率相当(<10%),没有一个较突出的盛行风向, 宁夏 - 甘肃河西走廊- 陇东 - 内蒙阿拉善
这类区域在城市规划布局时常用污染系数( 卫生防护系数 )C p来表示:C P f v
式中 , C—某方向污染系数；f—某方向风向频率；v—该方向平均风速
P
它说明来自某方向的污染程度, 与该方向风向频率成正比, 与该方向平均风速成反比。

可以计算出各风向的污染系数 , 并绘成玫瑰图。

将向大气排放有害物质的工业企业布置在污染系数最小的方位,或最大风速风向的下风方向上。

居住区在污染系数最大的方位。

准静止风型 : 全年静风频率在 50%以上 , 年平均风速在 1.0m/s以下的地区 ,四川 , 西双版纳在规划布局上 , 必须将向大气排放有害物质的工业企业布置在居住区的卫生防护距离之外。

一般说来, 在风速不大 , 大气较稳定和地形较平坦的条件下, 污染物质最大着地浓度出现在烟囱烟体上升有效高度10~20 倍之间 ,因此居民区应布在烟囱有效高度20 倍距离之外的地区
考虑风对大气污染影响作用的城镇布局图式
9. 逆温：气温随高度增加而增加的现象称为逆温，即大气温度的垂直递减率r ＜ 0。

由于逆温层的存在，大气的垂直运动发展受到阻碍，使污染物停滞积累在近地大气层中，从而加剧了大气污染。

根据其形成原因一般可分为辐射逆温、地形逆温、平流逆温、下沉逆温和锋面逆温。

10.大气稳定度：指在大气某一高度上的气团在垂直方向上的稳定度。

大气稳定度与烟型
熏蒸型
波浪型烟型：一般在夏季晴朗的白天出现。

烟囱上下空气层都处于不稳定状态。

污染物扩散快，一般不出现污染
事件。

屋脊型烟型：一般在晴天日落后出现。

日落后，地面由于有效辐射降温，从而形成低层逆温，但高空仍保持气温
的递减状态，即不稳定状态，从而出现上升型烟型。

熏蒸型烟型：一般在日出以后。

日出后，地面由于增温，低层空气加热，使夜间形成的逆温自下而上逐渐破坏，
从而大气形成低层不稳定，但高空仍保持稳定状态，从而出现熏蒸型烟型。

常用的大气稳定度的确定方法： Pasquill法
风玫瑰图：在极坐标中按16 个风向标出其频率的大小
主导风向：风频最大的风向，其下风向即为污染几率最大的方位
11.山谷风在山谷地区由于局地性加热、冷却的差异，白天气流顺坡、顺谷上升，形成谷风；晚间气流顺坡、
顺谷而下，形成山风。

这种山风与谷风呈现昼夜交替的规律。

12.海陆风
白天下层风由海面吹向陆地，称为海风；到了夜间，下层风由陆地吹向海面，称为陆风。

当海风吹到陆上时，造成冷的海洋空气在下，暖的陆地空气在上面形成逆温，则会形成沿海排放污染物短时间的
污染；
海风和陆风转变时，原来被陆风带去的污染物会被海风带回原地形成重复污染。

沿海地区城市功能分区应与海岸平行布局
13.城市热岛效应：人口的集中，使城市热源和地面覆盖物与郊区形成显著的差异，从而导致城市比周围地区热
的现象称之为城市热岛效应。

14 环境污染综合整治：从整体出发对环境污染问题进行综合分析，在环境质量评价、制订环境质量标准、拟定
环境规划的基础上，采取防治结合、人工处理和自然净化结合等措施，以技术、经济、法制等手段实施防止污染
的最佳方案，以控制改善环境质量的措施。

城市环境综合整治定量考核制度： 1989 年正式开始实施该制度
21“城考”的定量指标体系——大气环境保护、水环境保护、噪声控制、固体废物处理、城市绿化 5 项内容共
项指标。

代表城市环境综合整治的状况和水平。

工业污染比较严重的三大部门有（冶金、化工、轻工）六大企业有（钢铁、炼油、火力发电、石油化工、有色冶
炼和造纸厂）
交通污染源：铁路、公路、航空
农业污染源：农药、化肥、农业废弃物
大气污染综合整治
城市大气污染综合整治措施：
（1）合理利用大气环境容量；（ 2）以集中控制为主，降低污染物排放量；
（3）强化污染源治理、降低污染物排放；（ 4）发展植物净化。

废
气治理技术：二氧化硫、氮氧化合物、烟尘粉尘治理技术
15.城市水污染综合整治措施
（1）合理利用水环境容量；（ 2）节约用水，计划用水，大力提倡和加强废水回用；
（3）强化水污染治理；（ 4）排水系统的体制规划；（ 5）水域污染综合防治工程；（ 6）饮用水的污染去除；
（7）综合整治，整体优化。

生活污水的三级处理：
一级处理包括经过格栅、沉沙池和调节池的预处理过程，去除90-95%的可沉降颗粒、50-60%的总悬浮固体物质、 25-30%的 BOD5，但不能去除溶解性污染物。

二级处理的目的是去除水中溶解的BOD，并进一步去除悬浮固体物质。

方法是生物处理，可去除大于85%的BOD5和悬浮固体物质。

但不能显著地去除氮、磷或重金属，也难以去除病原菌和细菌。

三级处理方法有化学处理及过滤方法，可去除99%的 BOD、磷、悬浮固体和细菌，以及95%的含氮物质。

16城市固废综合治理措施：
（ 1）处理：物理法包括收集、压实、破碎、分选、脱水等、物化法包括氧化、还原、中和、固化等、生
物法包括好氧堆肥、厌氧消化、微生物浸出等、热处理包括干燥、热分解、焚烧、热解、焙烧等、
（ 2）处置：陆地处置包括土地耕作、土地填埋、深井灌注等、海洋处置包括深海填埋、远洋焚烧等
第三章城市环境质量综合评价
1. 环境质量评价
根据环境调查与监测资料，应用各种评价方法对地区的环境质量作出的评定与估价。

是对环境的优劣所进行的一
种定量描述。

即按照一定的评价标准和评价方法对一定区域范围内的环境质量进行说明、评定和预测。

包括但要素评价和综合评价。

2.环境质量评价的内容（1）区域自然环境和社会环境背景调查分析；（ 2）污染源调查与评价；（ 3）环境质量的监测与评价（ 4）环境污染生态效应的调查；（ 5）环境质量研究；（ 6）污染原因及危害分析；（ 7）综合防治对策
研究。

3.环境污染评价：在查明污染物排放地点、形式、数量和规律的基础上，综合考虑污染物毒性、危害和环境功能
等因素，以潜在污染能力来表达区域主要环境污染问题的方法。

环境污染评价的目的——是确定规划区域内的主要污染源、主要污染物及其排放数量。

4.污染物排放量的确定三种方法：（1）实测计算法；（ 2）物料衡算法；（3）经验系数法
例题：已知某县1995年工农业生产的总产值是300万元，COD排放总量是250 吨， 2000 年工农业生产的总
产值是 400万元，COD排放总量是275吨；若到2010年工农业生产的总产值实现翻一番，用弹性系数法求那
时 COD 的年排放总量是多少吨？
解，（ 1）按题意，预测参照年、预测基准年、预测目标年分别确定为1995 年 2000 年和 2010 年。

（2）求出预测参照年与预测基准年之间的α 和β 的数值：
（3）计算弹性系数
ξ=α / β=0.325
（ 4）根据（ 4-5 ）式求出预测基准年与预测目标年之间的β值
800 400 (1) 2010 2000
解出：β= 0.072
（ 5）由弹性系数ξ和β 求出预测基准年与预测目标年之间的α 值
α=ξ β =0.023
（ 6）求出预测目标年COD 的年排放总量
M 275 (1 0.023)2010 2000345(t)
5.环境污染综合评价方法
1)等标指数法
a. 等标污染指数：是指所排放的某种污染物超过该种污染物的评价标准的倍数。

Ni —等标污染指数；ci—某污染物实测排放浓度；c0i—某污染物排放标准浓度
. N i =c i / c0i
b. 等标污染负荷: 是对环境产生影响的污染物总量的表示。

P i =(c i / c0i ) ×Q i
Pi—等标污染负荷；Qi—某污染物载体排放量。

c. 等标污染负荷比
K i =(P i / P n) × 100%Ki—等标污染负荷比；Pi —某污染物等标污染负荷；Pn—某污染源等标污染负荷。

I i —排毒系数；ci—某污染物实测排放浓度；c0i—某污染物毒性标准浓度
2) 排毒系数法I i =c i / c0i
6. 确定重点污染源及主要污染物
1）确定评价范围
——①空间范围；②污染源；③污染物的种类。

2）计算等标污染负荷
——所有污染源的所有污染物逐个计算。

3）以污染源为单位计算等标污染负荷比
——①每个污染源所有污染物等标污染负荷；②每个污染源的等标污染负荷比；③确定重点污染源。

4）以污染物为单位计算等标污染负荷比——①每种污染物等标污染负荷；②每种污染物的等标污染负荷比；③确定重点污染物。

主要污染物的确定：
将污染物等标污染负荷的大小排列，从小到大计算累计百分比，将累计百分比大于80％的污染物列为主要污染物。

污染物百分比列首位的称首要污染物。

主要污染源的确定
将污染源按等标污染物负荷排列，计算累计百分比，将累计百分比大于80％的污染源为主要污染源。

污染
源百分比列首位的称首要污染源。

常用的环境质量评价模型可以分为三大类
环境质量指数模型；
环境质量分级模型；
环境质量综合评价的半定量模型。

环境评价指数的设计原则
指数与待评价因子相关的原则
指数的可比性原则
指数的直观易懂原则
指数的可加和性原则
单因子指数（ Si 的取值：标准值、本底值）（作业题）
C i
I i
S i
I
DO
O s
C
DO
对于
C DO
S
DO
O s
S
DO
I
DO
10
9 C DO
对于
C
DO
S
DO
7.0 pH S
DO
对于
pH
7.0
I
pH
pH d
7.0
pH
7.0 对于
pH
7.0 I
pH
7.0
pH u
多因子指数：
1
n
1 n C i
I 1） . 均值型多因子指数（加和型）
I i
n i 1 S i
n i 1
2） . 计权型多因子环境质量指数
n
n
I
W i I i
W i 1
i 1
i 1
3） .N.L.Nemerow ( 内梅罗 ) 指数
(MaxI i )2 ( AveI i ) 2
I
2
各分指数计算中权重确定方法：层次分析法
A 建立递阶层次结构模型：
三类层次：目标层、子目标层（也称准则层）
、指标层（也称方案层）
B 构造两两比较判断矩阵
层次分析信息是人们对于每一层次中各因素的相对重要性作出判断，
这些判断通过引入合适的标度进行定量化，
就形成了判断矩阵。

判断矩阵表示上一层次的某一因素与本层次有关因素之间相对重要性的比较。

C 排序及其一致性检验
计算出某层次元素相对于上一层中某一元素的相对权重，
相对权重可写成向量形式。

计算出该判断矩阵的最大特
征值及特征向量，即可得该相对权重。

这些排序计算称为层次单排序。

在计算单准则下排序权向量时，需要对判
断矩阵的偏离一致性作成衡量。

判断矩阵最大特征值及其对应的特征向量可用积法、 根法、特征根法、 对数最小二乘法和最小二乘法等方法求出。

积法：
（ a ）计算判断矩阵 A 每一行元素的乘积 Mi
（ b ）计算 Mi 的 n 次方根 Wi
（ c ）对向量 W =（ W 1， W 2， ， Wn ） T 归一化，则量 W =（ W 1， W 2， ， Wn ）T 为所求的特征向量。

（ d ）计算判断矩阵的最大特征根
n
( AW ) i
max
nW i
i 1
（ a ）计算一致性指标 C.I.
（ b ）查找相应的平均随机一致性指标R.I.
（ c ）计算一致性比例 C.R.
n
max
C.I
n 1
模糊综合评价法
以松花江水质评价为例采用最常见的线性函数为隶属函数所确定模糊关系矩阵，评价松花江的水质（课件）
7.环境影响评价
环境影响评价（EIA ， Environmental Impact Assessment ）是对规划和建设项目实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评估，提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施，进行跟踪监测的方法与制度（据《中华
人民共和国环境影响评价法》）。

8.环境标准：
是根据人群健康、生态平衡和社会经济发展对环境结构、状态的要求，在综合考虑本国自然环境特征、科学
技术水平和经济条件的基础上，对环境要素间的配比、布局和各环境要素的组成所规定的技术规范。

环境标准分为国家级和地方级，国家级包括国家环境质量标准、国家污染物排放标准，国家环境监测方法标准、
国家环境标准样品标准、国家环境基础标准和国家环境保护行业标准。

地方级包括地方环境质量标准和地方污染物排放标准。

国家环境保护标准国家环境质量标准国家污染物排放标准
国家环境
标准体系
地方环境
保护标准
国家环境保护标准分为强制性和推荐性标准。

地方环境保护标准优先于国家环境保护标准执行综合性排放标准与行业性排放标准不交叉执行。

行综合排放标准。

环境质量评价制图方法
国家环境监测方法标准
国家环境标准样品标准
国家环境基础标准
国家环境保护行业标准
地方环境质量标准
地方污染物排放标准
有行业性排放标准的执行行业排放标准，没有行业排放标准的执
1）点状表示法：反映点状污染源时，用不同形状和颜色的符号区分污染源的分布、质的差别
2）线状表示法：反映线状污染源时，用不同粗细、结构和不同颜色的线条表示污染物的含量、指数、水质
等
3）面状表示法：反映面状分布要素时，采用不同线条或颜色区分要素的质和量：等值线法、统计图法、图形统计法等。