《环境保护概论(林肇信)》总结复习

环境保护概论
第一章绪论
一、环境概论
环境（广义）：是指相对于某一中心事物而言的，与某一种中心事物有关联的周围事物，就是这个中心事物的环境。

环境：是指大气、水、土壤、矿藏、森林、草原、野生动物、水生生物、名胜古迹、风景旅览、温泉、疗养区、自然保护区、生活居住区等。

这里指的是作用于人类这一客体的所有外界事物，即对人类来说，环境就是人类的生存环境。

环境分为聚落环境、地理环境、地质环境和星际环境。

其中聚落环境分为：
院落环境：不仅有明显的时代特征，也具有显著的地方特色。

村落环境：农业人口的主要居住地，其主要的污染来源于农业污染及生活污染。

城市环境：是人类利用和改造环境而创造出来的高度人工化的生存环境。

城市化对大气的影响：
1、城市化改变了下垫面的组成和性质;
2、城市化改变了大气的热量状况；
3、城市化大量排放各种气体和颗粒污染物，这些污染物会改变城市大气环境的组成。

城市对水环境的影响：
1、对水量的影响：
2、对水质的影响：
二、环境问题
环境问题：是指由于人类活动作用于人们周围的环境所引起的环境质量变化，以及这种变化反过来对人类的生产、生活和健康的影响问题。

环境问题的由来;
1、人类与环境是对立的统一，人类改造环境，环境也反作用于人类；
2、解决环境问题的根本途径是调节人类社会活动与环境的关系，但要真正实现这种易傲杰必须具备下列条件：
A、在通晓环境变化过程的基础上，预测人类社会活动引起的环境影响，掌握自然生态规律和经济规律；
B、要以环境制约生产，运用规律改造环境；
C、全面规划、合理布局、有计划地安排社会生产力，使发展生产与保护环境的关系协调起来；
D、要提高人类对环境价值的认识，使千百万人协调动作，为实现这种调节进行系统的自觉的努力
当前人类面临的环境问题：
一是全球性、广域性的环境污染；二是大面积的生态破坏；三是突发性的严重污染事件。

三、环境科学
环境科学研究对象：“人类---环境”系统，它是研究“人类---环境”系统的发生、发展和调控的科学。

环境科学的基本任务：揭露人类与环境矛盾的实质，研究人类与环境之间的辩证关系，掌握它的发展规律，调控人类与环境之间的物质和能量的交换过程，寻求解决矛盾的途径和方法，从而保护环境，促进人类社会更加繁荣昌盛地向前发展。

四、可持续发展
定义：可持续发展就是既满足当代人的需求,而又不损害后代人满足起需求的能力的发展。

内涵：第一，强调公平性原则、持续性原则和共同性原则。

两次国际环境会议《联合国环境与发展大会》：
第一次：1972年6月5日；斯德哥摩尔；口号“只有一个地球”；定下6月5日是环境保护日。

第二次：1992年6月3日；巴西的里约热内卢；形成“可持续发展”理论。

第二章生态学基础
一、概述
生态学可分个体生态学、种群生态学和生态系统学
二、生态系统的基本概念及类型
生态系统：是指自然界的一定空间内，生物与环境构成的统一整体，在这个统一整体中，生物与环境之间的相互影响，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。

生态系统的组成：
非生物成分：能源、气候、基质、物质代谢原料等。

生物成分：生产者（主要是绿色植物）；消费者（主要指动物）；分解者（主要是细菌和真菌等微生物）
生态系统的类型：
按人为干预程度分：自然生态系统、半自然生态系统和人工生态系统。

（小到自然界中的一滴水，大到地球表面圈层，都是一个生态系统）
三、生态系统的功能
生态系统中的能量流动：（单向流动，逐级递减）
1、能量守恒
2、能量的传递时按照从集中到分散，从能量高向能量低的方向进行
3、十分之一定律（百分之十到二十）
生态系统中的物质循环：
根据储库的性质不同，地球化学循环可分水循环、气态循环和沉积型循环
1、碳循环（结合全球变暖）
2、氮循环（结合土壤肥力）
生态平衡
生态平衡：生态系统各组成成分在较长时间内保持相对协调，物质和能量的输入与输出接近相等，结构与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。

生态平衡包括三方面：结构上的平衡、功能上的平衡、输入与输出物质数量上的平衡。

保持生态系统平衡的因素（生态系统本身的自我调节能力）：
结构的多样性，结构越复杂，自我调节能力越强；结构越简单，自我调节能力越弱。

功能的完整性：运转的越合理，自动调节的能力越强。

破坏生态环境平衡的因素：
1、自然因素：指自然界发生的异常变化。

如水灾、旱灾、地震等。

2、人为因素：（主要原因）使环境因素发生改变；使生物种类发生改变；信息系统的破坏。

生态系统平衡失调的标志：
结构上的标志：首先表现在一级结构的缺损和二级结构的变化，当组成一级结构的某一种或几种成分缺损时，即表明生态平衡失调。

功能上的标志：能量的流动的受阻和物质循环中断。

生态农业：
第四章环境保护与资源保护
一、概述
自然资源：广义是指在一定时空条件下，能够产生经济价值，提高人类当前和未来福利的自然环境因素的总称；狭义的自然资源是指自然界中可以直接被人类在生产和生活中利用的自
然物。

可分：可更新资源（水资源、生物资源等）；不可更新资源；恒定资源（如太阳能、潮汐能）不合理开发所引起的生态环境问题：
1、水体流失
2、生物物种多样性锐减
3、土地沙漠化
二、土地资源的利用和保护
土地资源：是指土地总量中，现在和可预见的将来，能为人们所利用，在一定的条件下能够产生经济价值的土地。

土壤与土地的区别：
造成耕地不断减少和退化的原因
1、耕地的不合理开发和利用
2、荒漠化与水图流失
3、土地污染
4、土壤次生盐渍化
5、管理不善
中国保护土地资源的措施
1、制定土地总体规划
2、对建筑用地和耕地实行总量控制
3、建立占用耕地补偿制度
4、实行基本农田保护制度
5、强化土地管理的监督检查
6、加强生态建设
7、防治耕地污染
三、生物资源利用和保护
森林对人类生存和发展的重要性：
1、在全球生态系统碳循环中起着重要的调节作用；
2、森林是木材生产基地；
3、森林是人类的绿色屏障和绿色宝库；
4、森林生态系统可净化环境
森林资源的保护：
1、强化森林管理
2、改变林业经营思想
3、加速造林、优化结构、调整林业生产布局
4、加强林业保护
生物多样性：是指植物、动物、微生物和生态系统的遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。

生物多样性保护措施：
1、加强生物多样性保护管理
2、完善自然保护区及其他保护地网络
3、保护对生物多样性有重要意义的野生物种及作物与家畜的遗传资源
4、建立全国范围的生物多样性信息和监测网
5、进一步加强生物多样性保护的国际合作
建立自然保护区的重要意义在于：
1、自然保护区能为人类提供生态系统的天然“本底”；
2、自然保护区是动植物和微生物的天然生物钟的天然贮存库；
3、自然保护区对于维持生物圈的生态平衡有着重要的作用。

自然保护区首建于美国1872年的黄石公园；中国第一个自然保护区是鼎湖山自然保护区。

加强自然保护区的建设与管理：
1、加快建设步伐、扩大面积、改善结构布局；
2、完善立法、健全机构；
3、实行自力更生、自养自助的政策；
4、实行有效的管理模式；
5、积极开展科学研究。

第五章环境污染与人体健康
污染物：人们在生产过程中，排入大气、水、土壤中，并引起环境污染或导致环境破坏的物质，叫做环境污染物。

环境污染物的及其来源有以下几个方面：
1生产性污染物2生活性污染物3放射性污染物
污染物的种类繁多，大致可分为三类：化学性因素、物理性因素及生物性因素。

环境污染的特征：
1、影响范围大
2、作用时间长
3、污染情况复杂（因为环境污染具有相加作用、独立作用、拮抗作用和协同作用）
4、污染治理难
环境化学污染物在人体内的转归：
（一）毒物的侵入和吸收（主要经呼吸道和消化道侵入人体，也可经皮肤侵入,水和土壤中的有毒物质，主要是通过饮用水和食物经呼吸道被人体吸收）
（二）毒物的分布和蓄积（毒物由血液分布到人体各组织，在人体各组织长期隐藏积累，这种现象叫做蓄积。

铅蓄积在骨内，DDT蓄积在脂肪组织内）
（三）毒物的生物转化（除很少一部分的毒物可以以原形被排出人体外，绝大部分的毒物都要经过某些酶的代谢（或转化），从而改变其毒性。

该过程称为生物转化作用）
（四）毒物的排泄
急性危害：
（一）急性烟雾事件（代表城市：伦敦）
原因：由于烧煤排出的飘尘和SO2造成的急性烟雾事件，主要污染物是飘尘，其次是SO2。

地区条件：多出现在谷地或盆地，无风或微风地区，经常出现大气逆温的地区，以及有污染物大量排放的污染源的地区。

症状：呼吸道、胸闷、咳嗽、嗓子痛
措施：大力除尘
（二）光化学污染（代表城市：美国洛杉矶和日本的东京）
原因：由于汽车排气中的氮氧化物和碳氢化物在阳光紫外线照射下，形成光化学氧化剂【O3、NO2、NO、过氧乙酰酸酯（PAN）】，与工厂排除的SO2遇水分产生硫酸雾相结合而形成的光化学烟雾。

症状：刺激眼睛；O3会引起胸部压缩、刺激粘膜，植物变黄。

条件：天气晴朗，交通高峰期，湿度较低
地区条件：多发生在汽车多的城市。

第六章大气污染及其防治
流层位于对流层之上，平流层下部的气温几乎不随高度而变化，为等温层。

平流层的上部气温随高度上升而增高。

这是因为在平流层的上部存在一厚度约为20公里的臭氧层。

该臭氧层能强烈吸收200~300 nm 的太阳紫外线，致使平流层上部的气层明显地增温。

大气污染的涵义：
自然界中局部的质能转换和人类所从事总类繁多的生活、生产活动，向大气排放出各种污染物，当污染物超过环境所能允许的极限（环境容量）时，大气质量发生变化，对人们的生活、工作、健康、精神状态、设备财产以及生态环境遭到恶劣影响和破坏，此类现象称为大气污染。

大气污染及主要污染物的发生机制
人为因素造成大气污染的污染源，可按如下几种方法分类：
（一）污染物发生的类型
1生活污染源2工业污染源3交通污染源4农业污染源5建筑污染源
（二）污染源位置的分布
1点源2线源3面源
在我国大气环境中，具有普遍影响的污染物，最主要的来源是燃料燃烧。

影响较大的污染物有总悬浮微粒、飘尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳和总氧化剂六种。

（一）颗粒污染物：
1粉尘2烟3飞灰4黑烟5雾6煤烟尘7总悬浮颗粒（TSP）
（三）光化学污染（形成的条件、危害和主要污染物）
光化学污染（代表城市：美国洛杉矶和日本的东京）
原因：由于汽车排气中的氮氧化物和碳氢化物（一次污染物）在阳光紫外线照射下，形成光化学氧化剂【O3、NO2、NO、过氧乙酰酸酯（PAN）】，与工厂排除的SO2遇水分产生硫酸雾相结合而形成的光化学烟雾。

地区条件：多发生在汽车多的城市：夏季阳光强烈；地处较低地区
洛杉矶的特点：
1.汽车多；
2.地处洛杉矶盆地；
3.夏季阳光强烈
表现：城市上空笼罩着白色烟雾(有时带有紫色或黄色），大气能见度降低，具有特殊气味，刺激眼睛和喉粘膜，造成呼吸困难。

生成的强氧化剂臭氧可使橡胶制品裂开，植物叶片受害、变黄甚至枯萎。

特征：
（1）棕黄或淡蓝色烟雾
（2）夏季晴天发生
（3）氧化型烟雾
（4）刺激性
产物：O3、NO2、NO、过氧乙酰酸酯（PAN）、醛、酮、过氧苯酰酸酯（PBN）（二次污染物）等
大气稳定度取决于气温垂直递减率(r) 与干绝热递减率(rd) 之对比。

当r ＜rd 时-- 称为稳定状态
当r ＞rd 时-- 称为不稳定的状态
当r = rd 时-- 称为中性状态
近地层大气垂直稳定度可简单用下述方法来判断
当r > 0 时，即大气的垂直温度随高度增高而降低时，大气为不稳定状态
当r ＜0 时，即大气的垂直温度随高度增高而增加时，呈现出逆温，这时大气是稳定的当r = 0 时，温度不随高度而变化，可认为大气是处于中性状态
颗粒污染物：
通常把粒径在10微米以下的颗粒物称为PM10，又称可吸入颗粒物
通常把粒径在2.5微米以下的颗粒物称为PM2.5，又称可吸入颗粒物
POPs持久性污染物，不与水结合，只与脂肪结合。

粒径大于10微米的颗粒物，几乎都被鼻腔和咽喉所阻隔，而不进入肺泡。

影响大气扩散稀释能力的主要因素有：
气象动力因子（主要指风和湍流）、气象热力因子（是指大气温度层结及大气稳定度）
我国北方在秋冬季节污染更严重的原因是什么？（p95）
雾霾的形成及危害？
几种除尘装置的工作原理和性能
1、消烟除尘
1）干式机械除尘：重力沉降器、惯性除尘器、旋风除尘器
2）湿式除尘：喷淋塔、水膜式除尘器等
3）过滤式除尘：袋式除尘器等
4）静电除尘：
从排烟中去除SO2 的技术
1、湿法排烟脱硫
(1) 氨法
2NH3·H2O 十SO2 →(NH4)2SO3 + H2O
(NH4)2SO3 十SO2 十H2 O →2NH4HSO3
可回收硫酸铵等副产物
2NH4HSO3+H2SO4 →(NH4)2SO4+2H2O+2SO2
(2) 钠法
2NaOH + SO2 →Na2SO3 + H2 O
Na2CO3 十SO2 →Na2SO3 + CO2
Na2SO3 十SO2 + H2O →2NaHSO3
可以和硫酸混合制取SO2
Na2SO3+H2SO4 →Na2SO4+H2O+SO2
（3）钙法/石膏法
SO2 + H2O →H2SO3
CaCO3 + H2SO3 →CaSO3 + CO2 + H2O
CaO+ H2SO3 →CaSO3 +H2O
SO2+Ca(OH)2 →CaSO3
CaSO3 + 1/2 O2 →CaSO4
副产品CaSO4（石膏）可以作为建筑材料
2、干法排烟脱硫
（l）活性炭法
吸附：SO2 + 1/2O2 + H2O →H2SO4
脱吸：水洗(15-20%)、高温气体
H2SO4 + CO→SO2 + H2O + CO2
高温、还原性气体
(2) 接触氧化法
此法与工业接触法制酸一样，是以硅石为载体，以五氧化二钒或硫酸钾等为催化氧化剂，使SO2 氧化制成浓硫酸或78%左右的稀硫酸。

从排烟中去除NOX 的技术
1、非选择性催化还原法
O2 + 2NO +4H2 →N2+4H2O
所谓非选择性是指反应时的温度条件不仅仅控制在只是烟气中的NOx还原成N2, 而且在反应过程中,还能有一定量的还原剂与烟气中过剩氧作用
2、选择性催化还原法（选择最适宜的温度条件）
①氨选择性催化还原法
6NO +4NH3 →5N2+6H2O
6NO2 +8NH3 →7N2+12H2O
②硫化氢选择性催化还原法
NO + H2S →S + 1/2N2+ H2O
③一氧化碳选择性催化还原法
NO + CO →1/2N2 + CO2
NO2 + CO →NO + CO2
SO2 + 2CO →S + 2CO2
第七章水污染及其防治
水质：即水的品质，是指水与其中所含杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合特性。

水中所含的杂质，按其在水中的存在状态可分为三类：悬浮物质、溶解物质和胶体物质。

水质指标可分为三大类：
第一类，物理性水质指标，包括：
1感官物理性状指标。

如，温度、色度、嗅和味，浑浊度、透明度等
2其它物理性状指标。

如，总固体、悬浮固体、溶解固体、可沉固体电导率等。

第二类，化学性水质指标，包括：
1一般的化学性水质指标。

如pH、碱度、硬度、各种阳离子、总含盐量、一般有机物质等。

2有毒的化学性水质指标。

如重金属、氯化物、多环芳烃、各种农药等
3有关氧平衡的水质指标。

如溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、总需氧量（TOC）等
第三类，生物学水质指标。

包括细菌总数、总大肠菌群数、各种病原细菌、病毒等。

在水污染防治中，一般采用化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）这两个综合性的间接的指标来衡量水中的有机污染物的量。

（1）生化需氧量（BOD）：表示在有氧条件下，当温度为22度时，由于微生物（主要是细菌）的活动，使可降解的有机物氧化达到稳定状态时所需的氧量。

（2）化学需氧量（COD)是指在一定条件下。

水中各种有机物与外加的强氧化剂作用时所消耗的氧化计量，以氧量（mg/L）计
（3）溶解氧(DO)是指溶解于水中分子状态的氧，即水中的O2
（4）总需氧量(TOD) 包括全部稳定的和不稳定的需氧污染物需氧量，其数值较BOD5(五日生化需氧量)为高。

水质标准
地面水环境质量标准
一类：主要适用于源头水、国家自然保护区。

二类：主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等。

三类：主要适用于集中式生活饮用水二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区。

四类：主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的远了用水区。

五类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。

同一水域兼有多类功能的，依最高功能划分类别。

有季节性功能的，可分季节划分类别。

污水综合排放标准：
Ⅰ类--能在人和动物体内蓄积，对人体健康产生长远不良影响（实行严格的标准值排放）
Ⅱ类--长远影响小于Ⅰ类的污染物（实行三级排放标准）
水体污染及污染源
水体因接受过多的杂质而导致其物理、化学及生物学特性的改变和水质的恶化，从而影响水的有效利用，危害人体健康的现象，就是人们常说的水污染。

根据污染物质及其形成污染的物质，可以将水污染分成化学性污染（酸碱污染、重金属污染、需氧性有机物污染、营养物质污染和有机毒物污染）、物理性污染（悬浮物污染、热污染和放射性污染）和生物性污染（主要指致病菌及病毒的污染）三类。

水体的自净作用和水环境容量
水体自净：水体具有消纳一定量的污染物质，使自身的质量保持洁净的能力，称之为水体的自净。

水体的生化自净：有机污染物进入水体后在微生物作用下氧化分解为无机物的过程，可以使有机污染物的浓度大大减少。

促使水中细菌数量减少的主要作用有：
①水体的生物净化作用使水中有机物量日渐减少，细菌将因缺少食物及能源而逐渐衰亡；
②水体中生长的纤毛类原生动物、浮游动物等不断吞食细菌，使细菌数量减少；
③其他作用，如日光的杀菌作用，对细菌生长不利的温度、pH 值等，均可使细菌数量减少。

水体中细菌的衰亡也是一种重要的自净作用。

水环境容量：一定水体所能容纳污染物的最大负荷。

正确认识和利用水环境容量对水污染控制有重要的意义。

影响因素：水环境容量与水体的用途和功能、水体特性、水污染物的特性等有关）
水污染防治的原则是将“防”、“治”、“管”三者结合起来。

废水处理技术可归纳为物理法、化学法和生物法三大类。

一、物理法：基本原理是利用物理作用使悬浮状态的污染物质与废水分离，在处理过程中无
人物质的性质不发生变化。

1、截留：通常以格栅或筛网作为污水处理厂的第一个处理工序，其主要作用是去除废水中
粗大的悬浮物质，以保护处理设备，并防止管道堵塞。

2、沉淀：工作原理是重力沉降，在污水处理厂中通常根据需要设置两个不同的沉淀设备。

一种为沉沙池（有三种形式：平流式、竖流式和曝气式），另一种为沉淀池（根据池内水流方向，可分为平流式、竖流式和辐流式）。

（1）沉沙池：功能是去除水中沙粒、煤渣等比重较大的无机颗粒物，一般设在沉淀池之前，可以使沉淀池的污泥具有较好的流动性，且不致磨损污泥处置设备。

（2）沉淀池：沉淀池的作用是依靠重力使悬浮杂质与水分离。

3过滤：利用粒状介质层截留水中细小悬浮物的方法。

4气浮：利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附水中的悬浮物，使其随气泡浮升到水面，而从水中除去。

其主要处理对象是乳化油及疏水性细小悬浮固体。

5、离心分离：使水高速旋转，利用离心力分离水中悬浮颗粒的方法
6膜分离：利用过滤性膜的选择透过性对水中杂质进行浓缩、分离的方法。

二、化学法：利用某种化学反应使废水中污染物质的性质或形态发生改变。

而从水中除去的方法，其主要处理对象是水中溶解性污染物质或交替物质。

属于化学法的有混凝、中和、氧化还原、电解、萃取、吸附、离子交换等。

1混凝：投加化学药剂以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。

2中和：主要是针对酸性污染物和碱性污染物。

3、氧化还原：通过化学药剂与污染物质之间的氧化还原反应，将水中有毒有害污染物转化
为无毒或微毒物质的方法。

4、化学沉淀：向水中投加某种化学药剂，使其与水中的溶解性污染物发生互相反应，生成
难溶于水的盐类，即可从水中沉淀而除去。

5、磁力分离：利用磁场力截留和分离废水中污染物质的方法。

6、溶剂萃取：是指将与水不相互溶且密度小于水的特定有机溶剂（称为萃取剂或有机相）
与被处理水接触，在物理（溶解）或化學（络合、螯合或粒子缔合）作用下，使原溶解在水中的某种组分由水相转移至有机相的过程。

7、吸附：是一种物质附着在另一种物质表面上的过程。

8、离子交换：水中离子态污染物与不溶于水的离子化合物（被称为离子交换剂）发生粒子
的交换反应。

离子交换是一种特殊的吸附过程，通常是可逆性化学吸附。

9、电解：电解质溶液在直流电作用下发生的电化学反应，是电能转变为化学能的过程。

一、生物法: 利用微生物的作用，使水中溶解状及胶体状有机物质得到氧化分解的方法。

可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。

1、活性污泥法(活性污泥是由大量繁殖的悬浮状的微生物絮凝体组成的)。

2、生物膜法（微生物附着生长于某种载体的表面，形成一定厚度的生物膜并利用生物膜处理废水的方法）。

3、厌氧生物处理技术（（在无氧的条件下，利用兼性菌和厌氧菌分解稳定有机物的生物处理方法）
4、天然的生物净化系统（存在于天然条件下的大量微生物活动，对废水具有极好的净化作用，利用天然条件下微生物活动处理废水的系统，统称为天然的生物净化系统）
第八章土壤环境污染防治与土壤生态保护
土壤环境背景值：是指未受或尽少受人类活动，特别是人为污染影响的土壤化学元素的自然含量。

土壤环境容量：是在人类生存和自然生态不致受害的前提下，土壤环境所能容纳的污染物的最大负荷量。

土壤污染的特点：
1、隐蔽性和潜伏性
2、不可逆性和长期性
举例说明土壤的缓冲性能（用离子方程式表达）
重金属污染（主要有汞、铬、铅、镉、砷毒性都较大）
土壤中重金属形态：
1、水溶态
2、交换态或吸附交换态
3、碳酸结核态
4、铁锰氧化物结合态
5、有机结合态
6、残留态
污染土壤的修复：
1、排土、客土改良（物理改良措施）
2、生物改良措施
3、施加抑制剂（化学改良剂）。