《环境科学与工程概论》初试A卷答案

1环境科学与工程概论A卷答案及评分标准一、名词解释（每小题4分，共40分）1CODCOD，即化学需氧量，是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。但主要的是有机物。因此，化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。（+2）化学需氧量（COD）的测定，随着测定水样中还原性物质以及测定方法的不同，其测定值也有不同。目前应用最普遍的是重铬酸钾氧化法。重铬酸钾（K2Cr2O7）法，氧化率高，再现性好，适用于测定水样中有机物的总量。（+2）2逆温层与湍流逆温逆温层与湍流逆温：温度随高度的升高而增高的大气层称为逆温层；（+2）湍流逆温指因低层空气的湍流混合作用而形成的逆温。（+2）3堆肥化堆肥化就是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，以及由人工培养的工程菌等，在一定的人工条件下，（+2）有控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程，其实质就是一种生物代谢过程。（+2）4可持续性发展既满足当代人的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展称为可持续发展。它们是一个密不可分的系统，既要达到发展经济的目的，又要保护好人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境，使子孙后代能够永续发展和安居乐业。（+4）5环境保护环境保护就是保护人类生存的自然环境不受污染和破坏。具体一点讲，就是要求人类采取法律的、行政的、经济的、科学技术的措施和手段，合理利用自然资源，防止环境污染和破坏，以求保护和发展自然环境的动态平衡，扩大有用资源的再利用，保障人类社会的正常发展。（+4）6烟流有效高度是指从烟囱排放的烟云距地面的实际高度，（+2）就是烟流中心线完全水平时距地面高2度，它等于烟囱（排放筒）几何高度Hs与烟流抬升高度△H之和。（+2）7京都议定书为了人类免受气候变暖的威胁，1997年12月，在日本京都召开的《联合国气候变化框架公约》缔约方第三次会议通过了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》。（+2）《京都议定书》规定，到2010年，所有发达国家二氧化碳等6种温室气体的排放量，要比1990年减少5.2％。《京都议定书》需要在占全球温室气体排放量55％以上的至少55个国家批准，才能成为具有法律约束力的国际公约。2005年2月16日，《京都议定书》正式生效。这是人类历史上首次以法规的形式限制温室气体排放。（+2）8固体废物凡人类一切活动过程产生的，（+1）且对所有者已不再具有使用价值而被废弃的固态或半固态物质，通称为固体废物。（+2）各类生产活动中产生的固体废物俗称废渣;生活活动中产生的固体废物则称为垃圾。固体废物实际只是针对原所有者而言。（+1）9TSPTSP，totalsuspendedparticulate，总悬浮颗粒物，是指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径小于100μm的颗粒物称为TSP，是大气质量评价中的一个通用的重要污染指标。（+2）它的来源有人为源和自然源之分。总悬浮颗粒物的浓度以每立方米空气中总悬浮颗粒物的毫克数表示。（+2）10酸雨正常条件下，大气中的CO2被雨水溶解后形成碳酸，使未被污染的雨水本身呈酸性。其pH最低值能达到5.6。故被酸性物质污染的雨水pH值小于5.6，这样的雨水称为酸雨。（+4）二、简答题（每小题10分，共60分）1水处理中膜分离方法有哪些，其推动力和特点是什么？（10分）膜分离法是利用特殊的薄膜对液体中的某些成分进行选择性透过的方法的统称。溶剂透过膜的过程称为渗透，溶质透过膜的过程称为渗析。常用的膜分离方法有电渗析、反渗透、超滤，其次是自然渗析和液膜技术。（+5）膜分离的作用机理是由分离物质间的作用引起的，同膜传质过程的物理化学条件,以及膜与分离物质间的作用有关。3根据膜的种类、功能和过程推动力的不同，各种膜分离法的特征和它们之间的区别如下：方法推动力传递机理透过物及其大小截留物膜类型电渗析电位差电解质离于子选择性透过溶解性无机物0.004～0.1μm非电解质大分子物离子交换膜反渗透压力差2～10MPa溶剂的扩散木、溶剂0.00O4～0.06μm溶质、盐（ss、大分子、离子）非对称膜或复合前超滤压力差0.1～1.OMP筛滤及表面作用水、盐及低分子有机物0.005～10μm胶体大分子不溶的有机物非对称膜渗析浓度差溶质扩散低分子物质、离子0.004～0.15μm溶剂，分子量＞1000非对称膜．离子交换膜液膜化学反应和浓度差反应促进和扩散杂质（电解质离子）溶剂（非电解质）液膜（+5）2当水中有氨类存在时，氯消毒的余氯曲线如何变化，绘图说明各部分的意义。（10分）折点加氯消毒过程中余氯量与加氯量的关系曲线图如下图：（+5）图中虚线(该线与坐标轴的夹角为45度)表示水中无杂质时加氯量与余氯量相等。同一加氯量下，虚线与实线的纵坐标差(b)代表水中微生物和杂质的耗氯量，通常可把实线分成四个区：在1区内,氯先与水中所含的还原性物质(如NO2-、Fe2+、S2-等)反应，余氯量为0，在此过程中虽然也会杀死一些细茵，但消毒效果不可靠。（+1）在2区内，投氯量与氨的摩尔比小于1，投加的氯基本上都与氨化合成氯胺，以化合性余氮存在。当Cl2:NH3＝1时，氯胺量达2区最大(峰点H)，2区有一定消毒效果。（+1）3区内仍然是化合性余氯，但由于加氯量较大，Cl2:NH3＞1，部分氯胺被氧化为N2O或N2，化合性余氯量逐渐减少。当Cl2:NH3＝2时，氯胺量减至最小值(B点)。如接触时间足够长，B点的余氯量趋于0。（+2）4到4区，Cl2:NH3＞2，氯胺不再增加，余氯以游离性氯存在，实线与虚线平行。称B点为折点，表示余氯存在形式的转折点。（+1）3影响大气污染物扩散的重要因素有哪些?（10分）影响大气污染物扩散的主要因素有气象的动力因子和热力因素、气象状况、地理因素、污染物和污染源的特点。（1）动力因子：动力因子主要指风和湍流，它们使决定污染物在大气中扩散稀释的最直接最本质的因素，其他一切气象因素都是通过风和湍流的作用来影响扩散稀释的。凡有利于增大风速、增强湍流的气象条件，都有利于污染物都稀释扩散；否则，会加重污染。（+3）（2）热力因素：热力因子主要是指大气的温度层结和大气稳定度。（+3）（3）气象状况：逆温；辐射和云。（+2）（4）地理因素：下垫面（地形和地物）的影响；山谷风；海陆风。（+2）4三峡工程建设争议声一直不绝于耳，试分析水利工程对生态环境的利与弊。（10分）正面效应：减轻洪涝、干旱灾害；提供清洁能源、减轻环境污染；提供和改善航运；改善水质，提供水源；创造和改善旅游和娱乐。（+5）负面效应：引起地质、洪涝灾害；引起河道断流；地下水超采；湿地破坏；淹没土地，造成移民问题。（+5）5固体废物厌氧消化的主要影响因素有哪些？（10分）厌氧消化的主要影响因素包括以下几个方面。（1）原料配比大量报道和实验表明，厌氧消化的反应物碳氮比在（20～30）：1时较为适宜。一般将贫氮有机物（如作物秸秆等）和富氮有机物（如人畜粪尿、污泥等）进行合理配比，从而得到合适的碳氮比。（+2）（2）温度根据温度的不同，可把发酵过程分为中温发酵（30～36℃）和高温发酵（50～55℃）。一般厌氧消化常控制在这两个温度范围内，以获得尽可能高的降解速度。（+2）（3）酸碱度水解、发酵菌及产氢产乙酸菌对pH值的适应范围大致为5～6.5，而甲烷菌对pH值的适应范围为6.6～7.5之间。为提高系统对PH的缓冲能力，需要维持一定的碱度。通常情况下，碱度控制在在2000～5000mgCaCO3/L，可通过投加石灰或含氮物料的办法进行调节。（+2）5（4）Eh一般来讲，厌氧微生物只能在Eh值100mV以下甚至负值时才能生长。产甲烷菌生长和产甲烷的适宜氧化还原电位（Eh）是-330mV以下。（5）搅拌搅拌是促进厌氧消化所不可缺少的，有效的搅拌可以增加物料与微生物接触的机会；使系统内的物料和温度均匀分布；防止局部出现酸积累；使生物反应生成的硫化氢、甲烷等对厌氧菌活动有阻害的气体迅速排出；使产生的浮渣被充分破碎。（6）有毒物质有毒物质能抑制发酵微生物的生命活力，发酵菌对有毒物质有一定的忍耐程度，超过允许浓度会使沼气发酵受阻。（+2）（7）添加剂在发酵液中添加少量有益的化学物质，有助于促进厌氧发酵，提高产气量和原料利用率。分别在发酵液中添加少量的硫酸锌、磷矿粉、炼钢渣、碳酸钙、炉灰等均可不同程度地提高产气量、甲烷含量以及有机物质的分解率，其中以添加磷矿粉的效果为最佳。（8）接种物厌氧消化中菌种数量的多少和质量的好坏直接影响沼气的产生。不同来源的厌氧发酵接种物，对产气量和气体组成由不同的影响。添加接种物可促进早产气，提高产气率。（+2）6噪声污染与大气污染、水污染相比具有哪些典型的特征？（10分）噪声污染与大气污染、水污染相比具有下列典型的特征：（1）噪声是人们不需要的声音的总称。因此一种声音是否属于噪声，除声音本身的物理性质外，还与判断者心理和生理上的因素有关；（+3）（2）声音在空气中传播时衰减很快，它的影响面不如大气污染和水体污染那么广，而具有局部性；（+2）（3）噪声污染在环境中不会有残留的污染物质存在，一旦噪声源停止发声后，噪声污染也立即消失；（+3）（4）噪声一般不直接致命或致病，它的危害是慢性的和间接的。（+2）三、论述题（第1、2小题每题15分，第3小题20分，共50分）1试用图例表示高架源排烟的5种烟型，并简述其发生原因、特点与危害。（15分）6烟型性状大气状态发生情况地面污染状况波浪型（+3）烟云扩散速率快，呈剧烈翻卷状r0，rrd大气不稳定，对流强烈出现于阳光较强的中午前后近污染源地区污染物落地浓度高，一般不能形成烟雾事件锥型（+3）烟云规则扩散能力比波浪型弱，外形似椭圆锥r0，r＝rd大气处于中性稳定状态出现于多云或阴天的白天，强风的夜晚或冬季夜间污染物输送较远平展型（+3）烟云垂直方向扩散速度小，水平方向上有缓慢扩散，像一条带子飘向远方r0，rrd大气处于稳定状态，出现逆温层多出现于弱晴朗的夜晚和早晨污染物输送远，遇阻不易扩散，逆温层下污染物浓度大爬升型（+3）烟云下侧呈平直状，上侧出现湍流扩散排出口上方：r0，rrd，大气处于不稳定状态下方：r0，rrd，大气处于稳定状态常出现在日落前后，地面有辐射逆温，大气稳定，高空大气不稳定烟囱高度处于不稳定层时，污染物不向下扩散，对地面污染较小漫烟型（+3）烟云上侧呈平直状，下侧出现湍流扩散排出口上方：r0，rrd，大气稳定下方：r0，rrd，大气不稳定常出现在日出后，地面低层空气增温，上部仍保持逆温烟囱高度低于稳定层时，污染物向下扩散，地面污染严重72试解释氧垂曲线，根据氧垂曲线可以说明什么问题？（15分）污染物排入水体后即发生生物化学分解作用，在分解过程中消耗水中的溶解氧。溶解氧的变化状况反映了水体中有机污染物净化的过程，因而可把溶解氧作为水体自净的标志。如果以河流流程作为横坐标，溶解氧饱和率作为纵坐标，在坐标纸上标绘曲线，将得一下垂形曲线，常称氧垂曲线，最低点称临界点。在一维河流和不考虑扩散的情况下，河流中的可生物降解有机物和溶解氧的变化可以用S-P(Streeter-Phelps)公式模拟。（+5）该图反应了耗氧和复氧的协同作用。图中a为有机物分解的耗氧曲线，b为水体复氧曲线，c为氧垂曲线，最低点Cp为最大缺氧点。若Cp点的溶解氧量大于有关规定的量，从溶解氧的角度看，说明污水的排放未超过水体的自净能力。若排入有机污染物过多，超过水体的自净能力，则Cp点低于规定的最低溶解氧含量，甚至在排放点下的某一段会出现无氧状态，此时氧垂曲线中断，说明水体已经污染。在无氧情况下，水中有机物因厌氧微生物作用进行厌氧分解，产生硫化氢、甲烷等，水质变坏，腐化发臭。氧垂曲线上，[DO]变化规律反映河段对有机污染的自净过程。这一问题的研究，对评价水污染程度