环境学课程复习提纲

1环境学课程复习提纲绪论部分基本概念1环境：相对于一定中心事物而言、并与该中心事物相关的周围事物的集合，包括自然环境和社会环境（或人工环境）。换言之，环境是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体。2环境问题：是指任何不利于人类生存和发展的环境结构和状态的变化，其产生原因包括人为方面和自然方面的因素。当今的主要环境问题包括自然灾害、生态破坏、资源耗竭、环境污染和人口膨胀等。3理论环境学：运用现代的科学理论（如系统论、信息论、控制论等），对人类在改造利用环境过程中的经验与教训，从理论的层面加以总结分析，揭示环境演变的一般性规律及其与人类活动的关系。主要研究内容包括环境科学方法论、环境质量评价的理论与方法、环境规划和环境区划的原理与方法、人类生态系统的理论与方法等，为解决“环境问题”提供方向性和战略性的科学依据。4综合环境学：把人类与环境系统作为一个整体，综合研究人类与环境对立－统一关系的发展和调控，以及环境改造与利用的科学。根据其研究对象的范围、特性及其从属关系，可进一步划分为全球环境学、区域环境学和聚落环境学。5部门环境学：以人类与环境之间的某种或某类特殊矛盾为对象，研究其对立统一关系的发展与调控的科学。是环境科学向相邻学科过渡的一系列科学。包括：自然环境学（物理环境学、化学环境学、地学环境学、生物环境学等）；社会环境学（经济环境学、政治环境学、文化环境学等）；技术环境学（工业环境学、农业环境学、能源环境学、交通环境学等）。6环境调控：采取适宜的措施调整人类的行为，以实现社会、经济和环境的协调发展。调控手段可分为技术手段、法律手段、行政手段、经济手段和教育手段。重要知识点环境多样性内涵：环境多样性可以从自然环境多样性、人类需求与人类创造多样性和人类与环境相互作用多样性三个层面来阐述。自然环境多样性包括生物多样性、环境过程多样性、环境形态多样性和环境功能多样性四个方面；人类需求多样性体现在人类对物质和精神需求的多样性方面；人类与环境2相互作用多样性表现在作用界面、作用方式、作用过程和作用效果多样性等方面。大气环境部分基本概念1大气环境污染：狭义的大气污染定义是指大气污染物高到一定浓度，并维持足够时间，达到对公众健康、动物、植物、材料、大气特性或环境美学因素产生可以测量的影响。广义定义还包括大量能量（如热能）释放进入大气引起不良影响，以及人类活动导致大气中某些组分变化产生的危害等。2二次污染物：指由一次污染物（反应物）在大气中相互作用，经化学反应或光化学反应形成的，与一次污染物的物理、化学性质完全不同的新的大气污染物。如硫酸及硫酸盐气溶胶、硝酸及硝酸盐气溶胶、O3、光化学氧化剂Ox，以及寿命不等的自由基（HO2、HO等）。3气溶胶：系指固体和液体粒子或它们在气体介质中的悬浮体，直径为0.002－100µm。按粒径大小，又可将气溶胶态污染物细分为总悬浮颗粒物、飘尘和降尘三类。4飘尘：指能在大气中长期飘浮的悬浮物质。粒径（Dr）＜10µm；能被人直接吸入呼吸道造成危害；能长距离迁移，造成大范围污染；可为化学反应提供载体。5降尘：指可用降尘罐采集到的大气颗粒物，直径（Dr）＞10µm。6光化学反应：大气分子、原子、自由基或离子在太阳光的作用下发生的化学反应称为光化学反应，细分为初级反应和次级反应两个过程。初级过程是化学物质（A）吸收光量子形成激发态物质（A*）。次级过程是初级过程中的反应物与生成物之间进一步发生的反应。7酸雨：pH值小于5.6的降水为酸雨。酸雨是大气酸性湿沉降的俗称。pH5.6是蒸馏水与大气CO2达到溶解平衡时的酸度。8重金属：一般把比重大于5以上(部分学者定义比重4.5以上)的金属叫重金属。在美国提出的优先污染物中，所列出的重金属为砷、镉、铬、铅、汞、铜、镍、锌、硒等，其中砷和硒等并不是金属，而是类金属。9土壤酸化：由于土壤本身的化学、生物学过程或者由于外部化学成分的输入使土壤pH降低，或者土壤交换性酸增多的现象称为土壤酸化。土壤酸化的本质是土壤酸中和能力下降。重要知识点1、大气环境的五个主要圈层及其主要特点（1）对流层：垂直方向对流强烈；密度大，占大气总质量的3/4；气温随高度升高而递减（-0.6°C/100m）。又可细分为边界层和自由大气层两个亚层。边界层是大气污染物集中分布层；3自由大气层是雨、雪、雹形成层。（2）平流层：平流运动占显著优势，无对流运动；空气稀薄，水汽、尘埃含量少，大气透明度高。又可细分为同温层和变温层两个亚层。同温层在平流层下层（30－50km以下），温度随高度升高变化小。变温层在30－35km以上，温度随高度升高而升高。（3）中间层：有强烈垂直对流运动；气温随高度增加而降低，顶温可低至-83－-113°C。（4）热成层：下部基本上是由分子氮组成，上部由原子氧组成。原子氧层吸收太阳紫外线，导致该层气温随高度增加而迅速升高。在太阳和宇宙射线作用下，大部分空气分子发生电离，带电离子密度大，故称为电离层。电离层能将电磁波发射回地球，对无线电通讯有重要意义。（5）逸散层：大部分空气分子发生电离，质子含量大大超过中性氢原子含量。空气极为稀薄，且受地心引力极小，气体和微粒可以从此层被碰撞出地球重力场而进入太空逸散。2、光化学烟雾光化学烟雾是在一定的条件下（如强日光、低风速和低湿度等），氮氧化物和碳氢化合物发生化学转化形成的高氧化性的混合气团。从化学的观点，光化学烟雾污染实际上就是碳氢化合物在氮氧化物和日光作用下缓慢的氧化过程，并同时形成一定量的臭氧。光化学烟雾的形成必需具备三个方面的条件：一是有引起光化学反应的紫外线；二是有烃类特别是烯烃的存在；三是有NOx参加。3、我国酸雨区的划分标准非酸雨区：年均降水pH值高于5.65,酸雨率在0－20%以内;轻酸雨区：降水pH值在5.30－5.60之间,酸雨率在10－40%之间;中度酸雨区：降水pH值在5.00－5.30之间,酸雨率在30-60%之间;较重酸雨区：降水pH值在4.70－5.00之间,酸雨率在50－80%之间;重酸雨区：降水pH值小于4.70,酸雨率为70-100%。重点内容简述SO2在大气环境中的转化过程SO2是燃料燃烧排放到大气中的主要污染物之一，在清洁大气无光条件下，SO2和O2的反应可忽略不计。但在污染大气中（含水雾、重金属飘尘和NOX）SO2可通过光化学氧化和催化氧化生成硫酸或硫酸盐气溶胶。（1）光化学氧化，又称气相氧化，包括直接光氧化和间接光氧化两种形式：直接光氧化：发生在低层大气中，主要过程是形成激发态SO2分子。SO2吸收阳光中的两个大于290nm的吸收光谱后形成2种激发态：4SO2+hv(290-340nm)1SO2(单重态)；SO2+hv(240-400nm)3SO2(三重态)1SO2分子的能量较高，稳定性较差，可按以下过程跃迁到能量较低的3SO2或基态：1SO2+MSO2+M；1SO2+M3SO2+M在大气环境中，激发态二氧化硫主要以三重态形式存在。三重态二氧化硫在空气中进一步氧化为SO3，其主要机制是：3SO2+O2SO4SO3+O或SO4+SO22SO3间接光氧化：又称自由基氧化。是气态SO2在大气中被强氧化性自由基（如OH基、HO2基、RO基、RO2等）氧化。如：SO2+OH(+O2+H2O)H2SO4+HO2（2）催化氧化，又称液相氧化。在非均相条件下，SO2被气溶胶中的水滴吸着，再氧化为SO42-。在有金属盐存在时SO2能很快地被溶解氧化成硫酸。2SO2+2H2O+O22H2SO4SO2被氧化成硫酸后可通过物理和化学成核过程进一步形成硫酸气溶胶。水体环境部分基本概念1BOD的概念：BOD系指水中有机污染物经微生物分解所需的氧量（mg/L）。生化需氧量越高，表示水中耗氧有机污染物愈多。2水体的富营养化：是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质变化（污染）现象。水体富营养化过程是水体自养型生物在水体中形成优势的过程。湖沼学中将水体富营养化现象当作湖泊演化过程中逐渐衰亡的一种标志。重点内容简述1、水体自净的主要机制污染物进入水体后，随着水的迁移运动、污染物的分散运动，以及污染物质的衰减转化运动，使污染物在水体中得到稀释和扩散，从而降低了污染物在水体中的浓度，起着重要的自净作用。迁移运动主要是推流迁移，，即污染物在水流作用下产生的迁移运动。推流迁移只改变水流中5污染物的位置，并不能降低污染物的浓度。分散运动包括三种形式：一是分子扩散，二是湍流扩散，三是弥散。衰减转化主要指非保守性物质的降解过程。进入水环境的污染物分为保守物质（重金属、惰性高分子有机化合物等）和非保守物质（能进行生化降解的有机物等）。保守物质随水流运动不断变换所处的空间位置，并通过分散作用不断向周围扩散而降低其初始浓度，但其总量不会改变。非保守性物质除了随水流流动而改变位置和不断扩散而降低浓度外，还因污染物自身的衰减而加速浓度的下降。综上所叙，水体自净的机制有三种，一是物理净化，二是化学和物理化学净化，三是生物化学净化。耗氧有机物在水体环境中的降解包括化学氧化、光化学氧化和生化氧化过程，其中生化氧化过程最为重要。生物化学氧化又分为水解反应和氧化反应。重金属在水体中的迁移转化包括沉淀－溶解作用、氧化－还原作用、络合作用和胶体化学吸附作用。对离子键化合物而言，溶解度随离子半径的增大和电价减少而增加，溶解度小于0.01g/100g水的物质叫做“难溶性物质”。氧化－还原作用主要改变重金属离子的价态，价态改变之后毒性会随之改变。络合作用包括OH-和Cl-的络合作用。胶体化学吸附作用是将重金属从不饱和溶液中转入固相的主要机制。2、富营养化对农业水体生态系统的主要影响主要有三个方面的影响：（1）改变水生生物种类。贫营养水体水生植物和藻类的生物量低，鱼产量宜低；适度培肥水体可提高藻类生物量，增加鱼产量和养鱼经济效应；过度富营养化水体会使蓝藻成为优势种，一些不吃蓝藻的名贵鱼种（如鳟鱼和鲑鱼等）将无法生长，进而影响水体的综合养殖能力和经济效应。（2）改变水的化学性质。富营养化水体藻类光合作用消耗CO2，可使白天水体的pH值升高1－3个单位。此外，水藻的光合作用会使水体上层溶解氧浓度大大增加，达到过饱和水平。而夜间藻类的呼吸作用，又可使溶解氧大大降低。水生植物残体的分解可加剧溶解氧的变化。春夏季节一些鱼塘在凌晨出现大量死鱼的主要原因就是富营养化环境下水体严重缺氧所致。蓝藻过量繁殖可使水质变浊，透明度降低。有些藻类（如鱼腥藻等）还会发出腥味异臭，影响观光休闲农业效应。（3）产生有毒物质。在富营养化水体中，不定腔球藻和微囊藻等可能成为优势种群，这些藻类能分泌有毒的藻青蛋白，导致鱼类死亡和家畜肠胃消化系统中毒。3、水质评价的意义及其评价指标体系水质评价系指根据已制定出的适合于不同水体特性、6不同使用目的的水环境标准进行测试与评价的行为。水质评价为水资源管理和合理利用提供科学依据。指标体系：由三类水质指标确定：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、混浊度、透明度等；（2）其他物理性状指标，如总固体、悬浮固体、可见固体、电导率等。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、各种阴离子、总含盐量、—般有机物质等；（2）有毒的化学性水质指标，如重金属、氰化物、多环芳烃、各种农药等；（3）有关氧平衡的水质指标，如DO、COD、BOD、TOD等。生物学水质指标，包括：细菌总数、总大肠菌群数、各种病原菌、病毒等。土壤环境部分基本概念1等电点：土壤从酸性到碱性，胶体电荷由正变到负，在这一变化过程中，出现两性胶体呈电中性，胶体失去电性，这时就称为胶体的等电点。2活性酸：由土壤溶液游离H+所引起。土壤溶液pH随盐基度而变，盐基饱和度高，pH值大。3潜在酸：由胶体吸附H+及Al3＋水解所产生的酸。4土壤环境背景值：系指未受或少受人类活动（特别是人为污染）影响的土壤环境本身的化学元素组成及其含量。土壤环境背景值是诸多成土因素综合作用下成土过程的产物，其实质是各自然成土因素（包括时间因素）