导图社区 环境学概论
环境学概论介绍了环境、环境问题和环境科学,生态学基础,自然资源的利用与保护,大气污染控制工程,水体污染控制工程,固体废物污染控制工程等内容。
编辑于2022-11-11 21:54:21 湖南环境工程专业考研,参考书《环境保护概论(第二版)》(修订版)林肇信,刘天齐,刘逸农主编。高等教育出版社,2006年。
环境规划与管理是我国环境科学与工程专业的核心课程。从内容上看环境规划与管理是环境科学与技术、环境政策与管理研究和实践的综合集成,具有高度的综合性和交叉性,并随着生态环境保护和管理的需要不断发展。随着我国生态环境保护和生态文明建设的不断深入,环境规划管理的作用更加突出并受到高度关注,可见环境规划管理是一个年轻的有旺盛生命力的学科。
本思维导图物介绍了理性污染控制工程。物质能量交换和转化的过程即构成了物理环境,物理性污染是物理运动的强度超过人的耐受限度所形成的污染。
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环境工程专业考研,参考书《环境保护概论(第二版)》(修订版)林肇信,刘天齐,刘逸农主编。高等教育出版社,2006年。
环境规划与管理是我国环境科学与工程专业的核心课程。从内容上看环境规划与管理是环境科学与技术、环境政策与管理研究和实践的综合集成,具有高度的综合性和交叉性,并随着生态环境保护和管理的需要不断发展。随着我国生态环境保护和生态文明建设的不断深入,环境规划管理的作用更加突出并受到高度关注,可见环境规划管理是一个年轻的有旺盛生命力的学科。
本思维导图物介绍了理性污染控制工程。物质能量交换和转化的过程即构成了物理环境,物理性污染是物理运动的强度超过人的耐受限度所形成的污染。
环境学概论
绪论
环境的概念
指作用于某一中心事物周围的客观事物的整体,并因中心事物的不同而不同,与中心事物之间相互依存、相互制约、相互作用和相互转化,存在着对立统一的关系。环境科学研究的环境,是以人类为中心事物的环境。
环境要素
包括
水、大气、生物、阳光、岩石和土壤等。
特点
最差限制律
等值性
环境的整体性大于环境诸要素的个体和
相互依赖性
环境问题
概念
是指由于自然原因或者人类活动使环境质量下降或生态功能失调, 对人类的生存和社会经济发展造成不利影响的现象。
分类
原生问题
又称为第一环境问题,是指由自然因素自身的失衡和污染引起的环境问题
灾害
次生问题
定义:又称为第二环境问题,是指由人为因素造成的环境污染和自然资源与生态环境的破坏。
分类
环境污染(公害)
环境质量发生恶化
生态环境破坏
盲目开发衍生的环境效应
全球性环境问题
温室效应
臭氧层破坏
酸雨
土地退化与荒漠化
生物多样性减少
国际水域与海洋污染
环境科学研究内容
可持续发展的理论与实践
定义
既满足当代人的需求又不危及后代人满足其需求的发展
内涵
基础 资源与环境的可持续发展
前提 经济的可持续性发展
目标 社会的可持续性发展
基本思想
1.不否定经济增长,重新审视经济增长模式——肯定经济增长的必要性 2.以自然资源为基础,同环境承载力相协调——强调发展与环境之间的辩证关系 3.以提高生活质量为目标,同社会进步相适应——强调全面发展而不仅是经济增长 4.承认并要求在产品和服务的价格中体现出自然资源的价值——用经济杠杆促进可持续发展 5.以适宜的政策和法律体系为条件,强调“综合决策”和“公众参与”——用政策杠杆促进可持续发展 6.兼顾代内公平和代际公平原则
发展渊源
萌芽阶段:1962《寂静的春天》
主要内容
思想观点
现实指导意义
思想奠基阶段:《增长的极限》
全球觉醒阶段:1972年联合国人类环境会议
理论形成阶段:1987年《我们共同的未来》
政治承诺阶段:1992年联合国环境与发展大会
全面实践阶段:2002年可持续发展世界首脑会议
实现其的基本原则
持续性原则
根本保证
公平性原则
代内公平
代与代之间人的公平
公平分配有限资源
共同性原则
循环经济
定义
在生产、流通和消费等过程中进行的减量化、再利用、资源化活动的总称
主要特征
核心:以资源的高效利用和循环利用为核心
原则:减量化、再利用、资源化
基本特征:低消耗、低排放、高效率
符合可持续发展理念的经济增长模式,是对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统增长模式的根本变革。抓住了当前中国资源相对短缺而又大量消耗的症结,对解决中国资源对经济发展的制约具有迫切的现实意义。
与传统经济的区别
传统经济“资源一产品一污染排放”单向线性 开放式经济过程 循环经济“资源一产品一再生资源”闭环 反馈式循环过程
清洁生产
将综合性预防的环境战略持续地应用于生产过程、产品和服务中,以提高效率,降低对人类和环境的危害。
特点:战略性、预防性、综合性、统一性、持续性
环境科学的生态学基础
生态系统
概念
自然界一定空间内,生物与环境之间过相互件用、相互制约、不断演变达到的动态平衡和相对稳定的统一整体,是具有一定结构功能的地理单元。
组成
生物部分
生产者
绿色植物(包括藻类和高等植物)
光合细菌和化能合成细菌
消费者
草食动物
肉食动物
寄生动物
腐食动物
杂食动物
分解者
非生物部分
温度
光和辐射
水
空气
土壤
结构
组分结构
时空结构
营养结构
食物链与食物网
营养级与生态金字塔
基本功能
能量流动
含义
生态系统的能量流动是指能量通过食物网络在系统内的传递和耗散过程。
第一热学定律
(能量守恒定律)能量既不会消失,也不会凭空产生,它只能以严格的当量比例,由一种形式转化为另一种形式。
第二热学定律
(能量衰变定律或能量逸散定律)能量在转化、流动过程中总存在衰变、逸散的现象,即总有一部分能量要从浓缩的有效形态变为可稀释的不能利用的形态。
特点
其一,能量流动是单向的。 其二,能量在流动中不断递减。 其三,能量在流动中,质量逐渐提高。
物质循环
定义
生物从大气圈、水圈和土壤圈中获得营养元素,最后由于分解者的作用复归于环境,部分元素又可被植物吸收利再次进入食物链
分类
气相型循环
大气圈和水圈
沉积型循环
岩石圈和土壤圈
水循环
水循环是稳定状态的完全循环。在太阳能和重力的驱动下,在气流(风)和海流的推动下在生物圈内循环运动。
碳循环
一是陆地生物与大气之间的碳素交换。 二是海洋生物与大气之间碳素交换。 三是化石燃料燃烧参与的碳循环。
氮循环
生物固氮,工业固氮,高能固氮
磷循环
磷酸盐矿通过天然侵蚀或人工开采进入类带回陆地,鸟粪被作为肥料施于土壤中。磷的循环是不完全的循环
硫循环
信息传递
生态系统的信息传递又称信息流,是指生态系统中各生命成分之间及生命成分与非生命环境之间的信息流动与反馈过程。
生物量产生
是植物将太阳辐射能转变为化学能,再经过动物的生命活动转化为动物能的过程。
种群间相互作用
以“+”代表正相互作用,“-”代表负相互作用,“0”代表无影响
退化
定义
生态系统退化又称生态退化,是指在自然和人为干扰的作用下,生态系统结构和功能发生变化,原有平衡被打破,生态功能遭受破坏或丧失的过程。
特征
(1)系统结构:物种多样性、遗传多样性、结构多样性和空间异质性降低,系统组成不稳定,一些物种丧失或优势群种 (2)能量:能量生产量低,系统储存的能量低,能量转化水平下降,食物链缩短 (3)物质循环:总有机质存储少,生产者亚系统的物质积累降低 (4)稳定性:对外界的干扰显得较为敏感,系统的抗逆能力和自我恢复能力较低
原因与机理
生境破坏和生境破碎
生境破坏主要是指生境条件的异化和丧失,生境丧失将对生态系统以毁灭性破坏。 生境破碎是指由于人类活动,一个大面积连续的生境变成很多面积较小的斑块,斑块之间通常被人工改造或退化的区域所隔离。
生物入侵
外来物种进入新的环境中不仅能够适应新的境,而且没有天敌制衡其发展,致其种群密度迅速增大并蔓延成灾
或外来物种捕食当地物种,致使当地物种灭绝
或外来物种强烈改变原有生境,致使当地许多物种不能生存
或外来物种作为病原体使当地物种染病,传播和流行后导致被染物种灭绝
或外来物种严重威胁本地生态系统的结构和功能,导致生物多样性和生境的散失等现象。
物种灭绝
生物多样性散失
生态平衡与失衡
生态平衡
概念
指某个生物主体与其环境之间的综合协调性
特点
生态平衡是动态的,因为能量流动、物质循环和信息传递总在不间断地进行,生物个体也在不断地进行更新。 生态系统总是朝向种类多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展,直到生态系统达到成熟的最稳定状态为止。
考察方面
时空结构上的有序性
能量流、物质流的收支平衡
系统自我修复、自我调节能力强
调节机制
反馈机制
抵抗力
恢复力
意义
是维持自然生态系统正常功能的基础。 生态平衡对人类来说并不总是有利的。
生态失衡
标志
结构标志
生态平衡失调从结构上讲就是生态系统出现了缺损或变异
功能性标志
能量流动在系统内的某一个营养层次上受阻或物质循环正常途径的中断
生物污染
定义
生物污染是指环境中有毒有害物质的含量超过一定阈值之后,对生物个体、种群、群落或生态系统产生的负面效应,包括系统结构改变、稳定性降低、生态服务功能退化等。
毒性参数
(1)急性毒性:污染物一次大剂量或24h内多次作用于机体所引起的损害作用 (2)亚急性毒性 (3)慢性毒性 (4)蓄积性毒性 (5)“三致”作用:污染物的致癌、致畸、致突变作用。
污染物的迁移转化
迁移
污染物在环境中发生空间位置的移动及其所引起的富集、分散和消失的过程称
转化
迁移的同时,通过物理的、化学的或生物的作用改变形态或转变成另外一种物质。
污染物的生物吸收
主动吸收
易化扩散
内呑作用
污染物的生物积累
生物富集
随着摄入量增加,其在体内不断积累,使这些物质在体内的浓度超过在环境中的浓度,出现生物富集现象。
富集系数
生物机体内某种物质的浓度与环境中该物质浓度的比值。
富集因子
生物浓缩
生物放大
如果在同一食物链上,生物富集系数从低位营养级到高位营养级逐级增大
污染的影响
在种群水平上
(1)种群密度:对有毒污染物敏感的种群个体死亡率增加,繁殖率下降,种群密度下降。 (2)年龄结构:幼年个体减少,老年个体比例增大,种群年龄结构趋于老龄化。 (3)性别比例:干扰和破坏生物的内分泌功能,导致生物繁殖障碍。 (4)种间关系:干扰生物正常的生理、行为反应,从而影响种间关系 (5)种群进化:使得种群内具有抗性的个体等位基因上升,敏感个体的等位基因丧失。 (6)生境、全球变暖 (7)物种结构
在生态系统水平上
(1)生态系统多样性散失 (2)生态系统复杂性降低
致毒机理
酶的抑制
细胞膜的损害
对生物大分子活性点位的竞争
致突变
人口、资源、能源与环境
人口与环境
全球性的人口问题
1)发达国家人口出生率下降 2)年龄结构两极分化 3)城市人口膨胀
增长因素
经济因素、文化因素、社会因素
中国人口发展的历史和现状
资源与环境
自然资源
指人类可以直接从自然界获得并用于生产和生活的物质
分类
不可更新资源
可更新资源
取之不尽资源
属性
有形自然资源(如土地、水体、动植物、矿产等)
无形的自然资源(如光资源、热资源等)
特点
可用性、整体性、变化性、空间分布不均匀性和区域性等
资源问题
1.不可再生资源的枯竭是一个非常严重的问题 2.可再生资源的形势异常严峻 3.全球资源消费在不同国家和地区之间严重不平衡
中国资源问题
人均占有资源少
总体质量不高
时空分布不平衡
利用率低、破坏严重、浪费
可更新资源的利用与管理
最大持久性产量:在不损害或不消弱可更新资源的可更新性的情况下,可更新资源的最大利用才能持续下去。
不可更新资源的极限
不可更新资源即不可再生资源,指经人类开发利用后,在相当长的时期内不可能再生的自然资源。
资源利用与环境保护的关系
能源与环境
能源的概念与类型
概念:指可以为人类利用的含有高品位能量的物质,如太阳能、风力水力、落汽、化石燃料及核能、潮沙能等。能源是实现经济现代化和提高人民生活水平的物基础。
分类
按属性
矿质能源
非矿质能源
按其利用形式
一次能源
二次能源
按利用的永续性
可再生性能源
不可再生性能源
按技术
常规能源
新能源
按对环境影响
污染型能源
清洁型能源
能源的消费与需求
我国能源的消费特点
一是能源资源总量丰高,人均拥有量较低 二是能源资源储存分布不均衡 三是能源生产和消费增长速度快。 四是能源资源利用效率低,GDP能源消费强度大
能源利用对环境的影响
解决能源环境问题的途径
①推广清洁煤利用技术,降低源头污染 ②提高能源利用效率,降低能源消耗 1)集中供暖和联片供热。 2)加速研究热机新技术和发展高效率的电热并供装置。 ③积极发展核电,降低高污染能源消费比重 ④ 加快可再生清洁能源的开发利用
能源革命
定义
是指推动人类文明进步的根本性能源变革,具体表现为资源形态、技术手段、管理体制、人类认知等方面出现一系列显著的变化
历史
第一次是使用火种,以人工火代替自然火 第二次是蒸汽机的发明和煤炭的大量使用 第三次就是当代的新能源革命
大气污染及其防治
大气圈
大气圈结构
对流层
大气污染主要发生地
平流层
中间层
热成层
散逸层
大气的组成
干燥清洁的空气
主要成分有氮、氧、氩、二氧化碳气体,其含量占全部干洁空气的99.99% 干洁空气的物理性质基本相同
水汽
大气中的水汽含量随着时间,地点,气象条件等不同而有较大的变化。水汽具有很强的吸收长波辐射的能力,对地面的保温起着重要的作用。
悬浮颗粒
除由水汽变成的水滴、冰晶外(云、雾即是由微小的水滴或冰晶组成的),主要是大气尘埃和悬浮在空气中的其他杂质。
大气污染
大气污染的定义
指由于人类活动或自然过程引起某些物质介入大气中,呈现足够的浓度,积累至足够的时间,并因此危害了人体的舒适、健康和福利,或污染了环境。
大气污染物的定义
由于人类活动或自然过程排入大气,对人或环境产生有害影响的物质,称为大气污染物。
大气污染物分类
气溶胶污染物
粉尘(悬浮在气体介质中的小固体粒子)
细颗粒物PM2.5
环境空气中空气动力学当量直径不大于2.5μm的颗粒物。
飘尘PM10
指大气中粒径小于10μm的固体颗粒。浮游粉尘
降尘
指大气中粒径大于10μm的固体颗粒。由于重力沉降到地面
总悬浮颗粒物(TSP)
大气中粒径小于100μm的所有固体颗粒。
烟
烟一般是指由冶金过程形成的固体粒子的气溶胶。
飞灰
指随燃料燃烧产生的烟气飞出的、分散得较细的灰分
黑烟
一般是指由燃料燃烧产生的能见气溶胶
气体状态污染物
一次污染物
一次污染物是指在人类活动中直接从排放源排入大气中的各种气体、蒸汽和颗粒物。
二次污染物
指进入大气中的一次污染物在大气中相互作用或与大气中正常组分发生化学反应,以及在太阳辐射的参与下发生光化学反应而产生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。 这种物质颗粒较小,毒性比一次污染物强。
主要气态污染物
硫酸烟雾
硫氧化物
氮氧化物
是天气中的SO2等硫氧化物,在有水雾、含有重金属的飘尘或氮氧化物存在时,发生一系列化学或光化学反应而生成的硫酸雾或硫酸盐气溶胶。(伦敦型烟雾、还原型)
光化学烟雾
在一定的条件下如强日光,低风速和低湿度等,氨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。 (洛杉矶型烟雾、氧化型)
碳氢化合物
包括脂肪烃、脂环烃、芳香烃。
影响因素
气象因素
风向和风速
大气湍流
气温垂直分布
正常分布层结或递减层结
气温随高度增加而递减
中性层结
气温直减率等于或约等于干热直减率
等温层结
气温不随高度变化
逆温
气温随高度升高而增加
温度层结与烟气形状
地理因素
海陆
山区
大气污染防治技术
颗粒污染物的去除
机械式除尘器
湿式洗涤器
电除尘器
过滤式除尘器
气态污染物的净化
烟气脱硫
①抛弃法和回收法:抛弃法将脱硫过程中形成的固体产物抛弃,须连续不断加入新鲜化学吸收剂;回收法是将吸收剂与SO2反应,吸收剂可以连续在一个闭路循环系统中再生。
②干法和湿法:干法是利用固体吸收剂和催化剂在不降低烟气温度和不增加湿度的条件下除去烟气中的SO;湿法则利用水或碱性吸收液,吸收烟气中的SO2
温室效应
成因:1)温室气体浓度增加 2)森林系统碳汇功能下降 3)湿地退化效应
主要温室气体:CO2、CH4、N2O和氟氯烷烃
危害:海平面上升、气候变化、影响农业
控制政策: 1.采用替代能源,实行可持续发展战略 2.防止森林破坏和沙漠化 3.全世界共同关注
酸雨
概念:pH值小于5.6的大气降水(包括雨、雪、雹等)称为酸雨;酸雨区是指平均降水pH值小于5.6的地区
形成:大气中SO2和NO酸性氧化物,通过一系列的化学反应转换成硫酸和硝酸,随着雨水的降落而沉降到地面
分布:酸雨污染主要分布在长江以南、云贵高原以东地区,主要包括浙江、上海的大部分地区、福建北部、江西中部、湖南中东部、广东中部和重庆南部。
危害:1.使土壤酸化,危害农业 2.水体酸化,威胁生物 3.酸雨对森林的危害 4.酸雨影响人体健康 5.酸雨腐蚀各种建筑材料
控制对策:(1)确定合理的酸沉降控制区与二氧化硫排放控制区 (2)建立控制酸雨的监督管理体系,逐步完善国家酸雨监测网 (3)建立和健全控制酸雨的法律、法规和与之配套的政策和法规体系,强化环保执法。 (4)调整能源结构,发展替代能源。 (5)优化能源质量,提高能源利用率,减少燃烧产生的二氧化硫和氮氧化物。
臭氧层空洞
水污染及其防治
水资源
水资源定义
水资源特点
水体环境
水体是海洋、江河、湖泊、水库、沼泽、冰川、地下水等地表与地下储水的总称。 在环境学中,水体不仅包括水本身,还包括水中的各种物质生物
水的自然属性
水循环
定义:分布在地球系统各个层次的水被联结起来,进行着周而复始的跨越水圈、大气圈、土壤圈和生物圈四大圈层的水分循环,称为水循环
影响:水的不断循环和更新为淡水资源的不断再生提供条件,为人类和生物的生存提供基本的物质基础。
环节:主要包括蒸发、水汽输送、降水、下渗和径流等环节。其中,降水、蒸发和径流是三个最主要的环节
开发利用
水体污染
水体污染的定义
由于污染物进入水体,其含量超过水体的本底含量和自净能力,致使水体的水质、底质及生物群落组成发生变化,从而降低水体的使用价值和使用功能的现象。
水体自净
定义
污染物进入天然水体后,经过一系列物理、化学及生物的共同作用会使污染物在水中的浓度降低,经过一段时间后,水体往往能恢复到受污染前的状态,这种现象称为水体自净。
分类
物理净化
扩散、稀释、沉淀和挥发
化学净化
分解、氧化还原、凝聚、吸附、酸碱反应等作用
生物净化
天然水体中的生物在生命活动过程中将水中有机物氢化分解成无机物的过程。
水体污染物
无机无毒物
(1)颗粒状无机物:如来自地面的泥沙、尘土、渣物等固体颗粒 (2)酸碱及无机盐:酸性废水主要来自工厂及矿山的排水,碱性废水来着造纸等工业。酸性废水与碱性废水可相互中和产生各种盐类,也可与地表物质相互作用,生成各种无机盐 (3)植物营养物:主要指N、P等元素。
有机无毒物
(1)非金属有害物,主要包括氧化物、As、Se、F、S。 (2)重金属毒性物,主要有Hg、Cr、Cd、Pb、Zn、Ni、Cu、Co、Mn等
无机有毒物
需氧有机物或可生物降解有机物,主要是碳水化合物、蛋白质、脂肪等,其他的大多数为它们的降解产物。
有机有毒物
(1)酚类化合物 (2)有机农药 (3)多氯联苯(PCBs) (4)多环芳烃类
其他污染物
(1)放射性物质 (2)生物污染物 (3)感官性污染物
主要污染物的水中迁移转化
需氧有机物
水解氧化
植物营养物
含NP化合物的转化
重金属
水体污染防治
污水处理技术
物理法
筛滤法、重力法、离心法
化学法
中和法、化学沉淀法、氧化还原法、点解法、混凝法
物理化学法
气浮法、吸附法、离子交换法、萃取法、膜分离法
生物法
好氧生物法、厌氧生物法、自然生物处理法
污水处理流程
一级处理
二级处理
三级处理和深度处理
水体污染综合防治
控制废水排放
建立自然净化系统
统一规划处理系统
土壤污染及其防治
土壤
定义
土壤处于岩石圈、大气圈、水圈和生物圈的交界面上,是陆地表面各种物质能量交换、形态转化最为活跃的场所。
形成因素
母质:决定土壤环境的最初物理、化学性状
气候:影响地质大循环和生物小循环的速度和强度
生物:土壤形成过程中最活跃的因素
地形:土壤形成过程中较稳定的因素
时间:成土时间影响土壤发育
人类活动影响土壤演化
组成
固体
土壤生物
土壤动物
高等植物(根系)
微生物
矿物质
原生矿物
次生矿物
有机质
非腐殖质物质:组成有机体的各种有机化合物 腐殖质:腐殖酸、富里酸和腐黑物等。
动植物残体
微生物体
土壤腐殖质
液体
水分
气体
空隙
疏松多孔体
性质
物理特性
结构
土壤颗粒的空间排列方式及其稳定程度,孔隙的分布和结合状况。
质地
土壤的机械组成,土壤中沙粒、粉粒、黏粒含量的相对比例及其所表现的土壤沙粘性质。
空隙
毛管孔隙和非毛管孔隙。
容重
单位体积原状土的质量。
剖面
土壤发育层结构。
胶体特性
土壤胶体
土壤胶体是指土壤中最细微的颗粒,土壤中直径小于1000nm的土壤黏粒都具有胶体性质
土壤胶体性质
(1)具有巨大的比表面积和表面能
(2)电荷性质:取决于胶体面固定离子的性质,土壤电荷80%以上集中在胶体部分。
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。
(3)凝聚性和分散性:由溶胶联结凝聚成凝胶的作用,称为胶体的凝聚作用。 由凝胶分散成溶胶的作用称为分散作用。
溶胶
胶体微粒均匀分散在土壤溶液中成为胶体溶液状态。
凝胶
微粒彼此相互联结凝聚在一起,呈无定形絮状凝胶体。
土壤吸附作用
土壤胶体表面某种离子的浓度高于或低于扩散层之外的自由溶液中该离子的浓度, 则认为土壤胶体对该离子发生了吸附作用。
离子交换作用
土壤胶体表面能通过静电吸附的离子与溶液中的离子进行交换反应, 也能通过共价键与溶液中的离子发生配位吸附。
土壤酸碱性
氧化还原性
土壤环境
基本特性
土壤环境是最大的污染汇; 土壤环境是主要的二次污染源; 土壤环境是重要污染处理反应器。
主要功能
物质循环与能量交换; 最具活力的生命圈系统; 与其他环境体的交互作用; 历史记忆块与生物基因库; 自然资源和生产资料。
土壤环境背景值
概念
土壤背景值是指土壤在自然成土过程中所形成的固有的地球化学组成和含量,即一定区域内自然状态下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。
分异特性
(1)地质地层空间分异 (2)地带性分异 (3)土壤属性分异
应用
作为制定土壤风险管控标准的依据
对农业生产的指导应用
为地方病防治提供依据
找矿
土壤环境容量
概念
土壤环境容量是指一定环境单元、一定时限内遵循环境质量标准,既保证农产品质量和生物学质量,同时也不使环境污染时,土壤能容纳污染物的最大负荷量。
理论依据
土壤的自净功能
(1)物理净化 (2)物理化学净化 (3)化学净化 (4)生物化学自净
影响因素
1、土壤类型:类型或质地相同的土壤具有相近的环境容量; 2、污染元素与化合物的特征 3、作物和土壤生物生态效应 4、环境效应(对相邻环境的影响)
应用
1.制定土壤环境标准/风险管控标准 2.制定农田灌溉用水水质和水量标准 3.制定污泥施用量标准 4.区域土壤污染物预测和土壤环境质量评价
土壤污染
概念
指人类活动所产生的污染物通过各种途径进入土壤并积累到一定程度, 导致土壤的自然功能失调、土壤质量恶化而有害于受体的现象。
土壤污染物
有机类物
化学肥料
无机物
酸碱重金属
放射性物质
致病微生物
特点
1.隐蔽性和滞后性 2.累积性、不可逆性与持久性 3.难治理性 4.通过食物链污染
土壤重金属污染
重金属定义
密度值大于5,对环境有毒害的
五毒
镉汞铅铬砷
五毒之首镉
①镉进入土壤后,优先与碳酸盐结合,具有较高的植物有效性。另四不易被植物吸收; ②镉从植物根部向作物可食部分的转移效率显著高于别的重金属; ③即使Cd在农产品中的积累量达到了对人体有毒的水平也不会表现出对作物的毒害症状,人们不易及时发现土壤和作物的镉污染问题。
特点
高积累性、搞隐蔽性、易发生形态转换、通过食物链传递
基本特征
背景值的空间分异特征
土壤剖面分布特征
重金属在土壤中的形态特征
与污染源的空间关系
重金属来源
污染大气沉降、污水灌溉、滥施农药、煤矿冶炼、工业生产
重金属形态
污染危害
对土壤肥力影响
对土壤微生物生物量影响
对土壤酶活性的影响
对植物的毒害效应
导致植物对重金属的吸收、积累,经食物链危及动物和人类
迁移转化
被无机胶体吸附固定
与有机胶体吸附固定
沉淀-沉积
氧化-还原
化学农药污染
1)耐药性问题 2)药害问题 3)残留问题 4)人畜和野生动物伤害问题 5)天敌伤害问题 6)环境污染问题
持久性有机污染物污染POPs
长期残留性
半挥发性
高毒性
土壤污染防治
防治措施
1)控制和消除土壤污染源:对所有排放的“三废”进行回收利用化害为利或无害化处理 2)加强土填污灌区的监测和管理:避免二次污染和食物链危害。 3)增加土壤环境容量,提高土壤净化能力 4)改进农药化肥施用技术
基本策略
净化策略
将土壤中的污染物用物理、化学和生物的方法清除,使土壤污染物恢复到本底水平。
钝化策略
利用有关技术改变土壤中污染物的形态,使生物毒性和迁移性降低
eg.石灰改良技术
(1)增加可变电荷土壤表面负电性(CEC); (2)促进形成强结合态金属羟基络合物; (3)促进形成金属氡氧化物沉淀: (4)促进酸性土壤中微生物的生物固定。 注意:在某些情况下,施石灰可能导致Ca2+对土壤胶体吸附Cd2+的置换, 促进Cd的植物吸收;随着土壤Ca2+淋失,石灰的修复效应也会逐渐散失。
稳定化策略
控制污染物向地下水和周边环境迁移扩散(阻隔)
弊害策略
避免和消除污染物的生物毒害和食物链污染危害和土壤经营效益损害
固体废物污染及其防治
固体废物
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。从循环经济和资源化利用角度分析,固体废物又称为放错地方的原料。
特性
时空性
持久危害性
问题
最难处置的环境问题
最具综合性的环境问题
最晚得到重视的环境问题
最贴近生活的环境问题
分类
按来源分类
城市生活垃圾
城市生活垃圾的组成、产量及组分与城市人口数量、居民生活水平(内在因素);季节气候、地理位置(自然因素);生活方式、受教育程度(个体因素);行为准则、道德法规(社会因素)等因素密切相关。
工业固体废物
农业固体废物
特点
①农业固体废物产量大;②农业固体废物属于典型的有机质;③可利用性大;④ N、P含量多,易引起水质恶化。
提高资源化利用水平
1)利用其含热量和可燃性作为农村能源使用,积极发展农作物秸秆的沼气化: 2)利用其营养成分制作肥料和饲料,以及加工生产淀粉、糖、酒、醋、酱油和其他食品 3)提取其有机化合物和无机化合物,生产化工原料和化学制品; 4) 利用其物理技术特性,生产轻质、绝热、吸声的植物纤维增强材料; 5) 利用其特殊的结构构造,生产吸附脱色、保温材料、吸声材料等; 6) 提升或研发新的农业废弃物技术
矿业固体废物
环境工程废物
有害固体废物
按危害状况分类
一般废物
有害废物
危险废物
腐蚀性、毒性、易燃性、反应性、感染性
放射性废物
按形状分类
粉状
粒状
块状
污泥半固体废物
危害
①通过填埋或堆放渗漏到地下,污染地下水源; ②通过雨水冲刷流入江河湖泊,造成地面水污染; ③通过废物堆放或焚烧会使臭气与烟雾进入大气,造成大气污染; ④有些有害毒物施用在农田里,通过生物链的传递和富集进入食品,进而进入人体。
污染防治
固体废物处理方法
物理处理
通常作为后续处理处置或资源化前的一种预处理过程,常用的方法有压实、破碎、分选、浓缩、脱水等。
化学处理
中和、氧化还原、化学沉淀、化学溶出
生物处理
利用微生物分解固体废物中可降解的有机物,好氧堆肥、厌氧消化、微生物浸出
热处理
通过高温破坏和改变固体废物的组成和结构,包括焚烧,热解,焙烧,烧结和湿式氧化等。
固化处理
采用惰性材料(固化基材)将有害废物固定或包覆起来以降低其对环境的危害。常是危险废物和放射性废物安全填埋或浅(深)地层埋藏处置前的预处理。常使用的固化剂包括水泥、沥青、塑料和玻璃等。
使固体废物转化为便于运输、储存、资源化利用以及最终处置的一种过程。
固体废物处置方法
海洋处置
海洋倾倒、远洋焚烧
陆地处置
上地耕作、土地填埋、深井灌注
固体废物污染防治技术
减量化技术
一方面减少固体废物的排出量,另一方面减少固体废物容量
资源化技术
从固体废物中回收有用的物质和能源,加快物质循环,创造经济价值
无害化技术
采用适当的工程技术对废物进行处理,使其对环境不产生污染