《环境学》左玉辉复习资料

933环境学（初试大纲）考查目标《环境学》是我校为招收环境科学专业硕士生设置的具有选拔性质的考试科目。其目的是科学、公平、有效地测试考生是否具备攻读环境科学专业的硕士学位所必须的基本素质、一般能力和培养潜能，以利于选拔具有发展潜力的优秀人才入学，为国家培养具有良好职业道德和专业知识、较强分析与解决实际问题能力的高层次环境科学专业人才。主要考察学生对环境科学基本知识、基本概念、基本原理和方法的熟练掌握程度，兼顾学生运用所学理论知识分析和解决问题的能力。具体来说，要求考生：1．掌握环境基本规律、环境学基本原理及其相关概念。2．掌握环境污染含义、特征及作用机制。3．掌握环境保护与资源保护相关知识。4.掌握全球环境问题产生根源及解决途径。5.掌握可持续发展与科学发展观的理论。6．具有运用基本原理和方法分析、解决环境问题的基本能力。考试形式和试卷结构1．试卷满分及考试时间试卷满分为150分，考试时间180分钟。2．答题方式答题方式为闭卷、笔试，可使用计算器。3．考试题型题型一般包括名词解释、填空题、选择题、简答题和分析论述题。考查内容1．环境、环境问题基本概念及基本理论；全球性环境问题（臭氧层破坏、全球变暖、酸沉降、沙漠化等）的形成机制、危害与防治对策。历史上重大环境污染（公害）事件的根源。2．环境学基本原理与方法。3．资源的分类及特点；资源与环境保护的联系。4．大气环境、水环境、土壤环境、固体废物及物理环境等污染的含义、特征、类型、作用机制及控制方法。5．生态系统的概念、结构与功能；生态平衡的概念与特点；生态学的一般规律；生态学原理在环境保护中的应用。6．环境质量标准及环境基准相关知识。7．环境质量、环境质量评价的概念；环境影响评价的分类；环境影响评价与环境风险评价的区别。8．可持续发展理论及科学发展观。第一章水环境1.水的自然循环（图p5）从海洋的蒸发开始，蒸发形成的水汽大部分留在海洋上空，少部分被气流输送至陆地上空，在适当的条件下这些水汽凝结成降水。海洋上空的降水回落到海洋，陆地上控的降水则降落至地面，一部分渗入土壤与岩石空隙，形成地下径流，地表径流和地下径流最后都汇入海洋。由此构成全球性的连续有序的自然水循环系统。水循环的基本动力是太阳辐射和重力作用。2.水循环系统（自然和社会）3.水资源的特征①作用上的重要性；②补给上的有限性；③时空上的多变性；④利用上的多用性。4.中国水资源的特点①水资源总量不少，人均和亩均水量不多；②水资源的时间分布不平衡，年内和年际变化大（夏秋多，春冬少）；③水资源的空间分布不均匀，水土资源组合不平衡（南多北少、东多西少）；④水污染的蔓延，极大减少了我国水资源的可用量；⑤用水的极大浪费，影响水的总量。5.合理利用水资源（开源节流）①开源措施：合理开发和提取地下水；修建水库和跨流域调水工程；海水淡化；人工降雨；②节流措施：加强宣传教育，提高节水意识；改进灌溉技术，提高用水效率；挖掘水资源潜力。6.水污染水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。（水污染加剧了全球的水资源短缺，危及环境健康，严重制约人类社会、经济与环境的可持续发展。）7.主要水污染物及其环境效应根据污染物质及其形成污染的性质，可以将水污染分为化学性污染（酸碱污染、重金属污染、需氧性有机物污染、有机毒物污染）、物理性污染（悬浮物污染、热污染、放射性污染）和生物性污染(主要指致病菌和病毒的污染)3类。总需氧量（TOD）（水中能被氧化的物质，主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需氧气的量，单位为mg/L）或总有机碳（TOC）（水的溶解性和悬浮性有机物含碳的总量，以碳的数量表示水中含有机物的总量）水的富营养化生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，鱼类及其他生物大量死亡的现象。危害：含有NO2-、NO3-，危害人体健康；引发水华和赤潮；透明度降低，DO降低，水生生物大量死亡；有些藻类分泌有毒物质；底层沉积死亡生物的残体，厌氧分解产生H2S等有害气体；水生生态系统紊乱，多样性破坏。赤潮：指在特定的环境条件下，海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象。水华：重金属特点：重金属的毒性通常由微量导致；重金属及其化合物的毒性几乎都通过与有机体结合而发挥作用，某些重金属可在生物体内转化为毒性更强的有机物；重金属不能被生物降解，可通过食物链发生生物富集、放大；重金属的毒性与金属的形态（价态）有关。难降解有机物（持久性有机污染POPs）难以降解的有机物，大多为人工合成化学品。POPs：具有环境持久性、生物累积性、远距离环境迁移性，并可对人体健康和生态环境产生危害影响的一类有机污染物。长期与人类和动物接触会引起内分泌系统、神经系统、免疫系统异常，致癌、致畸、致突变。POPs在低纬度地区，挥发大于沉降，在高纬度地区沉降大于挥发，逐渐向中高纬度地区转移，并最终在极地地区积累的现象，称为POPs的全球蒸馏效应。POPs在低纬度地区排放，伴随中纬度地区冷暖季节变化而挥发沉降，并通过全球蒸馏效应逐渐积累到极地地区的现象，称为POPs的蚱蜢跳现象8.水污染源分为自然源（指自然界自发地向环境排放有害物质造成有害影响的污染源）和人为源（指人类社会经济活动所形成的污染源）。人为源按污染源进入水环境的空间分布方式分为点污染源和面污染源。点污染源指排污形式为集中一点或一个可当作一点的小范围内，多由管道收集后进行集中排放。（1）工业废水是造成水体污染的最重要的污染源。根据废水的发生来源，分为工艺废水、设备冷却废水、洗涤废水、场地冲洗废水；根据废水中所含污染物的性质，分为有机废水、无机废水、重金属废水、放射性废水、热污染废水、酸碱废水、混合废水；根据生产废水的行业性质，分为造纸废水、石油化工废水、纺织废水、制革废水、冶金废水等。特点：污染量大（用水多，排水也多）；成分复杂（污染物种类多）；感观不佳；水量水质多变。（2）生活污水主要来自家庭、商业、学校、旅游、服务行业及其他城市公用设施，成分复杂，其组成有一定差异。以污染物以悬浮态或溶解态的无机物（N、P、S等盐类）、有机物（纤维素、淀粉、脂肪、蛋白质及合成洗涤剂）为主。面污染源即非点污染源，污染物排放一般分散在一个较大的区域范围，通常表现为无组织性。主要指雨水的地表径流、含有农药化肥的农田排水、畜禽养殖废水，以及水土流失等。农村面源：不合理地施用化肥和农药；分散农村居住点的生活污水、粗放发展的乡镇工业所排废水。2）城市径流9.水污染的特征10.水体的自净能力物理过程（稀释、扩散、挥发、沉淀等）、化学和物理化学过程（氧化、还原、吸附、凝聚、中和等）以及生物和生物化学过程（微生物对有机物的分解代谢，不同生物群体的相互作用等）。最主要的两方面为物理作用和生化作用。当污染物进入水体后，通过一系列物理、化学、生物等方面的作用，污染物浓度会逐渐降低，经过一段时间后，水体往往能恢复到受污染前的状态，水的这种自我调节、净化能力为自净能力。物理作用：稀释只能降低污染物浓度，不能去除污染物在水体中的两种运动形式为平流/推流和扩散。生化作用：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（需要的氧的来源：水中溶解的氧和水生植物光合作用产生的氧）氧垂曲线（p129）——S-P模型耗氧与复氧作用三阶段：①易氧化有机物被化学氧化分解②生化氧化分解③含氮有机物的硝化过程关键需要找到什么？溶解氧浓度的最低点，即氧亏值最大点（耗氧速度等于复氧速度，溶解氧含量最低，称为最缺氧点）临界点规定值？未超过河段的净化能力细菌衰亡也是一种重要的自净作用。促使水中细菌数量减少的主要作用：水体的生化自净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；水体中生长的纤毛类原生动物、浮游动物的吞食；不利菌类存活的如日光、pH、温度等。水环境容量：一定水体所能容纳污染物的最大负荷。11.水质与水质指标水质，即水的品质，是指水与其中所含杂质（悬浮物质、溶解物质和胶体物质）共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合特性。水质指标分3类：物理性水质指标、化学性水质指标和生物学水质指标。①物理性水质指标，包括感官物理性状指标（温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度等）和其他物理性状指标（总固体、悬浮固体、溶解固体、可沉固体、电导率等）；②化学性水质指标，包括一般的化学性水质指标（pH、碱度、硬度、各种阳离子、各种阴离子、总含盐量、一般有机物质等）、有毒的化学性水质指标（重金属、氰化物、多环芳烃、各种农药等）和有关氧平衡的水质指标（溶解氧、化学需氧量、生化需氧量、总需氧量等）；③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。地表水环境质量标准基本项目标准限值（24项）、集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值、集中式生活饮用水地表水源地特定项目标准限值。①水温影响水的密度，影响微生物活动及生化反应速率，进而影响水中细菌的生长繁殖和水的自然净化作用（主要排放含热废水）。②pH（酸碱度）表示水中H+或OH-的含量比例。对生物的繁殖和生存有很大影响，同时还严重影响水体中微生物的生化作用，影响水中胶体的带电荷状态，导致胶体对水中一些离子的吸附和释放。③DO：溶解氧是指溶解在水中的氧气的含量。水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标，它跟空气里氧的分压、大气压、水温和水质有密切的关系，自然条件下水温越低、气压越高、盐分越少，水中溶解氧的含量越高。④COD：化学需氧量是水体中能被氧化的物质进行化学氧化时消耗的氧的量，是衡量水体受有机物污染程度的综合指标，（mg/L）计。常用的氧化剂是重铬酸钾（KCr2O3）和高锰酸钾。海水一般用高锰酸盐指数法，其他物质一般采用重铬酸钾氧化法。⑤BOD：生化需氧量表征水中有机物通过微生物的生化作业进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗的水中溶解氧的量，单位为mg/L。在20℃下分解5天所需耗用的氧量称为BOD5。BOD值越高，说明水中有机污染物越多，污染也就越严重。⑥植物营养物包括氨氮（NH3-N）、总氮（TN）和总磷(TP)三个指标。氨氮可导致水体富营养化，对鱼类及某些水生生物有毒害作用。总磷（TP）过多会引起藻类植物的过度生长，水体富营养化，发生水华或赤潮。⑦重金属重金属不能被生物降解，能在食物链的生物放大作用下积累，在人体内能与蛋白质和酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中积累，造成慢性中毒。⑧氟化物包括HF、金属氟化物、非金属氟化物、氟化铵和有机氟化物。氟化物污染土壤后，使土壤酸性增加，对农作物生长不利。适量的氟是人体所必需的，过量的氟对人体有危害，氟化钠对人的致死量为6~12g，饮用水含2.4~5mg/L则可出现氟骨症。氟骨症表现为腰腿痛、关节僵硬、骨骼变形、下肢弯曲、驼背，甚至瘫痪。⑨硒克山病患者缺硒，硒过量会导致指甲变厚、毛发脱落，肢端麻木，偏瘫。⑩氰化物进入人体后析出氰离子，与细胞线粒体内氧化型细胞色素氧化酶的三价铁结合，阻止氧化酶中的三价铁还原，组织细胞不能利用氧，造成阻止缺氧，导致机体陷入内窒息状态。○11挥发酚沸点在230℃以下的酚类物质，一般为一元酚。水中酚类属有毒物质，人体摄入一定量会出现急性中毒症状，长期饮用被酚污染的水可引起头痛、出疹、瘙痒、贫血及各种神经系统症状。○12石油类影响多种器官正常功能。○13阴离子表面活性剂：羧酸盐，硫酸酯盐，磺酸盐，磷酸酯盐○14硫化物○15粪大肠菌群表征水体卫生程度的生物学指标。粪大肠菌群为总大肠菌群的一个亚种，直接来自粪便，在44~44.5℃的高温条件下仍可生长繁殖并将色氨酸代谢成吲哚，其他特性均与总大肠菌群相同，在卫生学上具有重要的意义。12.水质基准和水质标准水质基准可分为两大类：毒理学基准和生态学基准。通常人们根据保护对象，将水质基准划分为水环境卫生基准、水生生物基准和水体营养物基准。水域功能和标准分类1