环境问题 是指由于人类活动或自然原因使环境条件发生了变化,并对人类及其他生物的生存和发展造成影响和破坏的问题。
环境科学主要任务
第一,探索全球范围内环境演化的规律。 第二,揭示人类活动同自然生态之间的关系。 第三,探索环境变化对人类生存的影响。
第四,研究区域环境污染综合防治的技术措施和管理措施。 大气的垂直分层:
a. 对流层:大气圈的最低一层,厚度随纬度和季节而变体,平均为12km。 ① 一般情况下,温度随高度增加而递减,平均上升100m降温0.65℃(即气温直减率);② 大气对流运动强烈,云、雾、雨、雪等主要天气现象都发生;③ 受地面状况和人为活动影响最为显著,大气的温度、湿度等气象要素水平分布差异大, 从而形成不同的大气环境和产生各种大气污染现象。
b. 平流层:从对流层顶到55km左右这一层称为平流层。主要特征有: ① 温度先随高度升高缓慢升高,从30-35km起,温度随高度增加升温迅速; ② 大气多为平流运动, 整个大气层比较平稳;③ 水汽和尘埃的含量很少,云也很少。在对流层顶以上臭氧量开始增加,至22-25km附近臭氧浓度达极大值,然后减少,到50km处臭氧量就极微了,因此主要的臭氧带包含在平流层内。 c. 中间层:自 50Km 到 85km 左右这一层称为中间层。中间层的温度随高度迅速降低,顶界温度下降至约-100℃附近时 , 再次出现空气的对流运动。 d.电离层:从中间层顶至 800km 高度这一层称为电离层。此层的温度随高度迅速升高,大气处于高度电离状态,具有反射无线电波的能力 ,故有电离层之称。 e. 逸散层:高度 800km 以上的大气层,统称为逸散层。它是大气向星际空间的过渡带。此层空气极其稀薄,气温很高,并随高度增加而继续升高。地球引力作用小,空气质点经常散逸至星际空间。
大气的组成:自然状态下的大气由于干燥清洁的空气、水蒸汽和悬浮微粒三部分组成。
大气污染 是指由于人类活动和自然过程引起某种进入大气层的污染物的含量超过环境所能允许的极限, 使大气 质量恶化, 从而危害生物的生活环境, 影响
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人类健康 , 给正常的工农业生产带来不良后果的现象。 大气污染源:
1)自然源:火山喷发、森林火灾、土壤风华等自然原因产生的沙尘、二氧化硫、一氧化碳等;
2)人工源:指任何向大气排放一次污染物的工厂、设备、车辆或行为等。
空间:点源、线源、面源; 时间:连续源、间断源、瞬间源;.........
大气污染物:以各种形式进入大气层, 并有可能对人类、生物、材料以及整个大气环境构成危害或带来不利影响的物质称为大气污染物。
大气污染物的物理状态:(1)气体形式污染物:气体形式污染物是指在常温常压下以气体形式分散在大气中的污染物质。(一氧化碳、氮氧化物、氯气、氯化氢、氟化氢、臭氧等。)它们的运动速度较快 , 扩散快、易受气流影响。 (2)气溶胶形式污染物:任何固态或液态物质当以小的颗粒物形式分散在气流或大气中时都叫做气溶胶。雾、烟、粉尘和烟雾,便是不同形式的气溶胶。 大气污染物的类别:
(1)大气一次污染物:大气一次污染物是指直接从各类污染源排出进入大气的各种物质, 如气体、蒸汽及尘埃。
(2)大气二次污染物:大气二次污染物由进入大气的一次污染物互相作用或与大气正常组分经过一系列的化学反应生成的, 以及在太阳辐射线的参与下引起光化学反应而产生的新的污染物。 干绝热直减率
干气团绝热上升或下降单位高度( 通常100m) 的温度变化量称为干绝热直减率,用γd 表示,单位K/100m 。
逆 温 逆温是大气温度随高度增加而升高的现象,逆温层结是强稳定的大气层结,不利于污染物的扩散。
辐射逆温:在晴朗无云或少云、风力不大的夜晚,地面辐射冷却很快,贴近地面的大气温度下降最多,而高层大气冷却慢,造成温度自下而上的增加, 辐射逆温层的产生是有规律的,一般只在夜间形成,早晨随着太阳不断加热地表,地面温度上升,逆温自下而上逐渐消失,一般在上午完全消失。 城市热岛环流 烟流型与大气稳定度的关系
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波浪型(不稳)锥型(中性or弱稳)扇型(逆温)爬升型(下稳,上不稳) 漫烟型(上逆、下不稳) 水质指标
第一类 物理性水质指标 (1)感观指标 (2)其他物理性状指标
第二类 化学性水质指标 (1)一般化学性水质指标(2)有毒的化学性水质指标 (3)有关氧平衡的水质指标 BOD、COD、 DO、TOD 第三类 生物学水质指标 大肠菌群数
水污染防治工作中常用的水质指标(1)PH(2)悬浮固体(3)COD和BOD 生化需氧量(BOD)—Biochemical Oxygen Demand
表示水中有机物经微生物分解时所消耗的溶解氧的数量,以mg/L作单位。 化学需氧量(COD)——Chemical Oxygen Demand
指用化学氧化剂氧化水中有机物时,所需氧化剂的数量,用O2mg/L表示。 需氧污染物 生活污水和工业废水中所含的碳氢化合物、脂肪、蛋白质、木质素等有机化合物,可在微生物作用下分解生成简单的无机物CO2、H2O等。这些有机物在分解的过程中需消耗大量的溶解氧,因而称为需氧污染物。 水体污染 水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和自净能力即水体的环境容量,破坏了水中固有的生态系统,破坏了水体的功能及其在人类生活和生产中的作用,降低了水体的使用价值和功能的现象。水体污染的最主要的原因是工业废水的大量排放。
水体污染源 水体污染源水体污染源分为自然污染源和人为污染源两大类型。 自然污染源指自然界本身的地球化学异常释放有害物质或造成有害影响的场所。 人为污染源指由于人类活动产生的污染物对水体造成的污染。人为污染源包括工业污染源、生活污染源和农业污染源。
水体污染物 造成水体水质、水中生物群落以及水体底泥质量恶化的各种有害物质(或能量)都可叫做水体污染物。水体污染物从化学角度四大类: 1 、无机无毒物:酸、碱、一般无机盐、氮、磷等植物营养物质; 2 、无机有毒物:重金属、砷、氰化物、氟化物等; 3 、有机无毒物:碳水化合物、脂肪、蛋白质等;
4 、有机有毒物:苯酚、多环芳烃、PCB 、有机氯农药等。
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水体自净 指污染物随污水排入水体后,经物理、化学与生物化学作用,使污染
物浓度降低或总量减少,受污染的水体部分或完全地恢复原状的现象。 分类(按其作用机制不同)物理自净 化学自净 生物自净 水环境容量 一定水体所能容纳污染物的最大负荷量 水环境容量大小的影响因素
(1)水体所处的自净条件(流量、流速等)(2)水体中的生物组成 (3)污染物本身的性质 (4)水体的用途与功能
污染物在水体的运动形式① 推流迁移;② 扩散运动;③ 污染物的衰减和转化。
三种运动的作用使污染物浓度降低,称水体“自净作用”。
水体富营养化 水体中N、P等营养元素大量增加,远远超过正常的含量,导致原有的生态系统破坏,使藻类和某些细菌的数量激增,其它生物种类减少的现象。 指标: N>0.2~0.3mg/L, P>0.01~0.02mg/L,生化需氧量>10mg/L,细菌总数>105 个,叶绿素a>10?g/L。 富营养化的危害
(1)水体外观呈色、变浊、影响景观:
内陆湖:水华(水花 Water bloom); 海洋:赤潮(红潮 Red tide) (2)水体散发不良气味:土腥素,硫醇、吲哚、 胺类、酮类等;
(3)溶解氧下降:分解有机物及藻类残体造成细菌的大量繁殖\\消耗掉水中的氧气(4)水生生物大量死亡(5)有些产生毒素:甲藻产生石房毒素、进入食物链。 重金属元素在水环境中的污染特征
(1)在自然界中的分布: 分布广,含量低,危害明显
(2)属于过渡性元素: 化学性质由电子层结构决定,价态,变化较多,配位络合能力强
(3)在水环境中的迁移转化: 机械迁移,物理化学迁移,生物迁移
(4)毒性效应: 易与蛋白质和酶高分子化物质结合,产生不可逆变性,使生理或代谢过程障碍,或与脱氧核糖核酸等相互作用而致突变 重金属污染的特点:
(1) 天然水中的微量重金属就可产生毒性效应。
(2) 微生物不仅不能降解重金属,而且有增强毒性作用。
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