环境污染与防治专业基础与实务(中)复习资料

中级考试大纲复习资料一、基础知识一、水污染防治基础理论知识（一）水与水体污染1.水与水循环2．废水的来源与污染物（1）废水的来源与特性废水按其来源可分为生活污水、工业废水和降水。①生活污水是指居民在日常生活中排出的水，其中含有大量的有机物和大量的病源微生物，存在于生活污水中的有机物极不稳定，容易腐化而产生恶臭。细菌和病原体以生活污水中有机物为营养而大量繁殖，可导致传染病蔓延流行。②工业废水是指生产过程中排出的废水，它包括生产废水和生产污水。生产污水较生产废水更具有污染性。③降水是指地面径流的雨水和融化的冰雪水。（2）污染物的种类及水质指标①污废水的物理性质及指标A.水温B.色度：悬浮固体形成的色度称为表色，胶体或溶解物质形成的色度称为真色。C.臭味：生活污水由有机物腐败产生的气体造成，工业废水由挥发性化合物造成。D.固体含量：TS=SS+胶体和溶解性固体（DS）,SS=VSS+NVSS(灰分)。②污废水的化学性质及指标A.无机化学性质及指标a)酸碱度b)氮、磷：有机氮与氨氮合成凯氏氮，凯氏氮与硝酸盐氮、亚硝酸盐氮合称总氮。氮、磷的主要危害是引起水体的富营养化。水体中氮、磷等营养物质会引起有毒藻类和其他浮游生物的迅速繁殖，呈胶质状藻类覆盖水面，呈暗红色，故称“赤潮”或称“水华”。同时水体中DO迅速降低，鱼类大量死亡。一般认为总磷与无机氮浓度分别达到0.023mg/l和0.31mg/l时，标志水体已处于富营养化状态。c)硫酸盐与硫化物：H2S浓度达0.5mg/l时即有强烈臭味，浓度50~100mg/l时60min以上会致人残疾，浓度600~1000mg/l时30min内会致人死亡。污水生物处理的SO42-允许浓度为1500mg/l。d)氯化物：生活污水中主要来源于人类排泄物。氯化钠浓度超过4000mg/l时对生物处理的微生物有抑制作用。e)非重金属无机有毒物质：如氰化物（人类摄入致死量是0.05~0.12g）、砷化物（对人类的毒性有机砷亚砷酸盐砷酸盐）等。f)重金属离子：汞、镉、铅、铬、砷以及它们的化合物称为“五毒”。*重金属是指原子序数在21~83或相对密度大于4的金属，砷不是重金属元素。B.有机化学性质及指标a)碳水化合物b)蛋白质与尿素【CO(NH2)2】c)脂肪和油类d)酚e)有机酸碱f)表面活性剂：一类烷基苯磺酸盐，俗称硬洗涤剂（ABS），含有磷并易产生大量泡沫属于难生物降解有机物；一类烷基芳基磺酸盐，俗称软性洗涤剂（LAS），属于可生物降解有机物，泡沫大大减少，但仍含有磷。g)有机农药h)取代苯类化合物C.有机物污染指标a)BOD：在水温为20℃条件下，由于微生物（主要是细菌）的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量，称为生化需氧量。b)CODc)TOCTOCCODBOD③污废水的生物性质及指标A.大肠菌群数（个/L）与大肠菌群指数（ml）B.病毒C.细菌总数（二）废水的处理方法物理处理法、化学处理法、生物化学处理法，前两种的结合称为物理化学处理法。一级处理主要是去除污水中的漂浮物和悬浮物或胶态固体的净化过程，主要为格栅、沉砂、沉淀。二级处理为污水经一级处理后，用生物方法继续去除没有沉淀的微小粒径的悬浮物、胶态有机物和溶解性可降解有机物以及氮和磷的净化过程。只去除有机物称普通二级处理，同时去除氮和磷的称二级强化处理。三级处理（深度处理），进一步去除二级处理未能去除的污染物的净化过程，不可降解有机物（活性炭吸附），溶解性无机物（离子交换、电渗析、超滤、反渗透、臭氧、化学法等）。二．大气污染防治基础理论知识（一）大气污染物的形成1．大气污染（1）大气污染是指由于人类活动或自然过程使得某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和人们的福利，甚至危害了生态环境。（2）全球性大气污染问题①温室效应：大气中的CO2和其他微量气体如甲烷、一氧化碳、臭氧、氟氯碳（CFCS）、水蒸气等可以使太阳短波辐射几乎无衰减的通过，但却可以吸收地表的长波辐射，由此引起全球气温升高的现象，称为“温室效应”。二氧化碳是最重要的温室气体。②臭氧层破坏：O3层具有强烈吸收太阳紫外线的功能，从而保护地球上各种生命的存在、繁衍和发展。氟氯碳、NOX等物质是导致其破坏的主要原因。③酸雨：pH值小于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水（如雾、露、霜）称为酸雨。2．大气污染物的分类和成因（1）大气污染物分为颗粒污染物和气态污染物。①颗粒污染物：粉尘、烟、飞灰、黑烟、雾等。②气态污染物：一次污染物如SO2、NO、CO、CO2、H2S、NH3、HF、HCl；二次污染物如SO3、NO2等。*硫酸烟雾：大气中的SO2等硫氧化物，在有水雾、含有重金属的悬浮颗粒物或氮氧化物存在时，发生一系列化学或光化学反应而产生的硫酸烟雾或硫酸盐气溶胶。*光化学烟雾：在阳光照射下，大气中的氮氧化物、碳氢化合物和O3之间发生一系列的光化学反应而形成的蓝色烟雾（有时带些紫色或褐色）。（2）大气污染源概括为两类：自然污染源和人为污染源。主要大气污染物的来源如下表：物质人为源自然源SO2煤和油的燃烧火山活动H2S化学工程、污水处理火山活动、沼泽中生物作用CO机动车或其他燃烧过程废气森林火灾、海洋NO/NO2燃烧过程土壤中的细菌作用NH3废物处理生物腐烂N2O农业施用化肥、化学工业土壤中的生物作用HC燃烧和化学过程生物作用CO2燃烧过程生物腐烂、海洋释放颗粒物燃料燃烧、工农业生产火山活动、森林火灾、风沙、海浪（二）大气物理化学基础1.气象要素：表示大气状态和物理现象的物理量在气象学中称为气象要素。与大气污染关系密切的气象要素主要气温、气压、湿度、风、湍流、云、太阳高度角及能见度等。①气温：气象上讲的气温一般是指离地面1.5m高处的百叶窗中观察到的空气温度。绝对温度与摄氏温度的关系：T(K)=T(℃)+273.16.②气压：指大气压强，即单位面积上所承受的大气柱的质量③气湿：大气的湿度简称为气湿，用来表示空气中水汽的含量。④风向：气象学上把水平方向的空气运动称为风，垂直方向的空气运动称为升降气流。⑤风速：由于地面对风产生摩擦，起阻碍作用，风速会随高度升高而增加，100m高处的风速，约为1m高处风速的3倍。⑥云：高云（5000米以上），中云（2500-5000米），低云（2500米以下）。⑦能见度能见度级白日视程/m能见度级白日视程/m050以下52000-4000150-20064000-100002200-500710000-200003500-1000820000-5000041000-2000950000以上⑧大气稳定度⑨逆温：在大气边界层中，由于气象或地形条件的影响，有时会出现气温随高度增加而升高的现象。⑩地方性风场：海风与陆风的总和为海陆风，山风与谷风的总和为山谷风，城市热岛环流。2．大气污染化学三．固体和噪声污染控制（一）固体废物的定义与分类、污染与控制及管理体系1．固体废物的定义与分类（1）熟悉固体废物的定义及分类①《固废法》中明确提出固体废物的法律定义：是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用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。②固体废物的分类A.来源：工业固体废物、农业废物、生活垃圾等。B.化学组成：有机废物和无机废物。C.按其形态：固态废物、半固态废物和液态（气态）废物。D.污染特性：危险废物和一般废物。E.燃烧特性：可燃废物（通常指1000℃以下可燃烧者）和不可燃废物。按照《固废法》的规定，将固体废物分为生活垃圾、工业固体废物和危险废物三类。（2）熟悉危险废物的定义、分类和鉴别①危险废物是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物。*危险废物的特性通常包括急性毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、浸出毒性和疾病传染性。②中国国家危险废物名录中危险废物共分为47类，包括医院废物、农药废物、废乳化液、易爆性废物、含砷废物、含锑废物等。③危险废物的鉴别A.急性中毒：指一次性投给试验动物的毒性物质，其半致死量（以LD50表示）小于规定值的毒性。急性毒性的鉴别方法是用1:1浸出液灌胃后的试验鼠进行中毒症状观察，记录在48小时内的死亡率，当死亡率高于50%时即判定为有急性毒性的固体废物。B.易燃性：闪电低于定值的废物由于摩擦、吸湿、点燃或由于自发的化学变化会产生发热或者着火，或点燃后的燃烧会持续进行，这种性质称为易燃性。美国RCRA规定闪火点等于或低于140OF（60OC），为易燃性的有害废物。C.腐蚀性：腐蚀性是指采用指定的标准方法，或根据规定程序批准的等效方法测定其溶液、固体或半固体浸出液的pH值小于或等于2.0，大于或等于12.5，则该废物具有腐蚀性。D.反应性：是指在常温常压下不稳定、极易发生激烈的化学反应、遇火或水反应猛烈、在受到摩擦、撞击或加热后可能发生爆炸或产生有毒气体的性质。E.感染性：感染性一般是指带有微生物或寄生虫，能致人体或动物疾病的废物。F.浸出毒性：浸出毒性是指固态的危险废物遇水浸沥，其中有害的物质迁移转化，污染环境，浸出的有害物质的毒性称为浸出毒性。2．固体废物的污染与控制（1）污染途径及危害（2）固体废物污染控制①固体废物“三化”管理基本原则：“国家对固体废物污染环境的防治，实行减少固体废物的产生、充分合理利用固体废物和无害化处置固体废物的原则。”②固体废物全过程管理原则：目前，在世界范围内取得共识的解决固体废物污染控制问题的基本对策是：避免产生（Clean）、综合利用（Cycle）和妥善处置（Control）的“3C原则”。③循环经济理念下的固体废物管理原则：使物质和能源在“资源-产品-废物-资源”的封闭循环过程中得到最大限度的合理、高效和持久的利用，并把经济活动对自然环境的影响降低到尽可能小的程度，从而形成“低开采、高利用、低排放”的新型经济发展模式，实行可持续发展所要求的环境与经济的“双赢”。包含循环再生原则和废物最小化原则。（二）固体废物处置系统工程1．固体废物处置①固体废物的固化/稳定化处理技术②固体废物的生物处理技术A.原理：a)微生物生长所需的营养条件：能源和碳源，合成细胞的能源可以是太阳光也可以是某个化学反应所产生的能量。能利用太阳光作为能源的生物叫做光能营养微生物。光能营养微生物可以是异氧微生物（通常是硫细菌）也可以是自养微生物（藻类和光和细菌）。利用化学反应来获得能量的叫做化能营养微生物。与光能营养微生物一样，化能营养微生物既有异氧微生物（原生动物、真菌和大部分细菌），又有自养微生物（硝化细菌）。化能自养微生物能氧化一定的无机物（如氨、亚硝酸盐、硫离子等），利用所产生的化学能，可使CO2还原，并合成有机物。化能异氧微生物则利用有机物作为生长所需的能源和碳源。类别能源碳源自养微生物光能自养微生物光能CO2化能自养微生物无机物的氧化反应CO2异氧微生物化能异氧微生物有机物的氧化反应有机碳光能异氧微生物光能有机碳除能源和碳源外，无机盐往往也是微生物生长的限制因素。主要无机盐元素包括：N、S、P、K、Mg、Ca、Fe、Na和Cl，以及一些微量元素，如Zn、Mn等。生长因子是微生物在生长过程中不能自身合成的、有是生长所必须的由外界供给的营养物质。生产因子包括氨基酸类、嘌呤和嘧啶类、维生素类等3类。b)微生物的代谢类型根据代谢类型和对分子氧的需求可将化能异氧微生物作进一步的分类。厌氧微生物、好氧微生物、兼性微生物。c)微生物的分类：细菌、霉菌、放线菌。d)环境条件B.好氧生物转换过程C.厌氧生物转换过程D.固体废物好氧堆肥技术E.固体废物厌氧消化技术③固体废物热处理技术A.分类：焚烧、热解、熔融、湿式氧化、烧结、其他方法（如蒸馏、蒸发、微波分解）。B.固体废物焚烧急速C.固体废物热解技术2．固体废物最终处置方法：固体废物填埋处置技术。固体废物的土地填埋是从传统的废物堆填发展起来的一项最终处置技术。目前填埋处置在大多数国家仍旧是固体废物最终处置