環(huán)境科學(xué)概論

1、環(huán)境科學(xué)概論第一章 緒論第一節(jié) 環(huán)境概述一、 環(huán)境環(huán)境：它是相對(duì)于某項(xiàng)中心事物而言，總是作為某項(xiàng)中心事物的對(duì)立面而存在的。也就是相對(duì)于中心事物而言的背景或與某一中心事物有關(guān)的周?chē)挛铩?中心事物與環(huán)境的關(guān)系：二者既相互對(duì)立、相互依存、相互制約、相互轉(zhuǎn)化，它們之間存在著對(duì)立統(tǒng)一的相互關(guān)系。比如：我們通常講到某某住宅小區(qū)花園的周邊環(huán)境很好，例如：融僑錦江、江南水都等等，它的中心事物是指住宅本身。這里的環(huán)境是指住宅周?chē)母鞣N配套設(shè)施完善、交通便利、學(xué)校、醫(yī)院、郵電、銀行、市場(chǎng)、休閑會(huì)所等服務(wù)齊全，旁邊還有江濱公園，金牛山公園，風(fēng)景優(yōu)美。 對(duì)于環(huán)境科學(xué)來(lái)說(shuō)，中心事物是人，“環(huán)境”就是人類(lèi)生存的環(huán)境，指

2、的是環(huán)繞于人類(lèi)周?chē)目陀^事物的整體，它包括自然因素，工程因素和社會(huì)因素。 恩格斯曾指出：“人的生存條件，并不是當(dāng)他剛從狹義的動(dòng)物中分化出來(lái)的時(shí)候就現(xiàn)成具有的，這些條件只是由以后的歷史發(fā)展才造成的?！彼匀祟?lèi)的生存環(huán)境不同于生物的生存環(huán)境，也不同于所謂的自然環(huán)境。二、 環(huán)境的分類(lèi)和組成 人類(lèi)生存環(huán)境是龐大而復(fù)雜的多級(jí)大各級(jí)系統(tǒng)，它是由自然環(huán)境、工程環(huán)境和社會(huì)環(huán)境組成的，當(dāng)然環(huán)境還可按空間尺度大小，按組成要素進(jìn)行分類(lèi)。 1、 自然環(huán)境：是人類(lèi)發(fā)生和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，它是由生物及其生存環(huán)境所組成的。自然環(huán)境的要素 大氣 各種不同的組成和結(jié)合方式， 水體 構(gòu)成自然環(huán)境的結(jié)構(gòu)單元，組土地 成多種多樣的的環(huán)

3、境。巖石生物自然環(huán)境還可以從各種不同的角度作進(jìn)一步分類(lèi)。按要素分大氣環(huán)境 水土環(huán)境 土壤環(huán)境按生態(tài)特征分陸生環(huán)境水生環(huán)境按人類(lèi)的影響程度原生環(huán)境 次生環(huán)境2、工程環(huán)境：是在自然環(huán)境的基礎(chǔ)上，由人類(lèi)的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、交通、通訊等工程所構(gòu)成的人工環(huán)境，是一個(gè)整體的技術(shù)圈。 它表示由人類(lèi)社會(huì)建造的圾一定的社會(huì)結(jié)構(gòu)和物質(zhì)文明和世界，包括地球上使用技術(shù)手段的一切領(lǐng)域或地球表層由技術(shù)引起全部變化的總和，如：工業(yè)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、城市系統(tǒng)和鄉(xiāng)村居住系統(tǒng)等等。3、社會(huì)環(huán)境：是人類(lèi)在長(zhǎng)期生存發(fā)展的社會(huì)勞動(dòng)中所形成的，是人與人之間各種社會(huì)聯(lián)系及方式的總和，包括經(jīng)濟(jì)關(guān)系、道德觀念、文化風(fēng)俗、意識(shí)

4、形態(tài)、法律關(guān)系等。社會(huì)環(huán)境和自然環(huán)境的概念一樣，它也是把環(huán)境看成是以人為中心的客體的這一大前提下派生出來(lái)的一個(gè)概念，它是在自然環(huán)境的基礎(chǔ)上，人類(lèi)通過(guò)長(zhǎng)期有意識(shí)的社會(huì)勞動(dòng)，加工和改造了的自然物質(zhì)，創(chuàng)造的物質(zhì)生產(chǎn)體系，積累的物質(zhì)文化等所構(gòu)成的總和。社會(huì)環(huán)境是人類(lèi)活動(dòng)的必然產(chǎn)物，它一方面是人類(lèi)社會(huì)進(jìn)一步發(fā)展的促進(jìn)因素，另一方面又可能成為束縛因素。它是人類(lèi)精神文明和物質(zhì)文明的一種標(biāo)志，并隨著人類(lèi)社會(huì)發(fā)展不斷地豐富和演變。文化環(huán)境心理環(huán)境4、環(huán)境如果按空間尺度大小，由近及遠(yuǎn)，由小到大可分為聚落環(huán)境、區(qū)域環(huán)境、全球環(huán)境、星際環(huán)境。（1） 聚落環(huán)境：是人類(lèi)群居生活的場(chǎng)所。是人類(lèi)利用和改造自然而創(chuàng)造出來(lái)的與人

5、類(lèi)關(guān)系最密切，最直接的生存環(huán)境。按其性質(zhì)、居室環(huán)境：一套住房?jī)?nèi)的環(huán)境功能、院落環(huán)境：住宅小區(qū)、花園、規(guī)模 大莊園等城市院落環(huán)境生活院落環(huán)境 工作院落環(huán)境農(nóng)村院落環(huán)境 村落環(huán)境：主要是農(nóng)業(yè)人口聚居的地方，由村落、農(nóng)業(yè)區(qū)、自然環(huán)境及鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)組成。 城市環(huán)境：是高度人工化，社會(huì)化的環(huán)境，是從事工業(yè)、商業(yè)和交通業(yè)等非農(nóng)業(yè)人口聚居的地方。（2） 區(qū)域環(huán)境：是包括人工環(huán)境在內(nèi)的占有一定地域域的自然環(huán)境，區(qū)域的范圍可大可小，區(qū)域內(nèi)環(huán)境結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、功能也千差萬(wàn)別，以自然環(huán)境為主體的區(qū)域環(huán)境有：森林、草原、沙漠、冰川、海洋、湖泊、河流、山地、平原等多種類(lèi)型。以人工環(huán)境為主體的區(qū)域環(huán)境有：城市、農(nóng)村、工業(yè)區(qū)、旅游區(qū)

6、，開(kāi)發(fā)區(qū)等，區(qū)域環(huán)境是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能多樣的環(huán)境，由于解決環(huán)境的問(wèn)題，關(guān)鍵在于人類(lèi)的社會(huì)活動(dòng)，因此，區(qū)域環(huán)境主要是按社會(huì)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和行政體系來(lái)劃分的。（3） 全球環(huán)境：又稱(chēng)地球環(huán)境，范圍包括大氣圈中的對(duì)流層和平流層的下層、水圈、土壤巖石圈和生物圈。 （4） 宇宙環(huán)境：是指大氣層以外的環(huán)境。它是人類(lèi)生存環(huán)境的最外圈部分，即大氣層以外的宇宙空間，也稱(chēng)空間環(huán)境，星際環(huán)境。無(wú)論從何種角度，進(jìn)行環(huán)境分類(lèi)，環(huán)境都具有共同的特征。首先，環(huán)境是一個(gè)以人類(lèi)社會(huì)為主體的客觀物質(zhì)體系，對(duì)人類(lèi)社會(huì)的生存和發(fā)展，它既有依托作用，又有限制作用，因此環(huán)境有合適與否，或優(yōu)劣之分。其次，環(huán)境是一個(gè)有機(jī)的整體，不同地區(qū)的環(huán)境由

7、其若干個(gè)獨(dú)立組成部分（環(huán)境要素），以其特定的聯(lián)系方式構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。第三，環(huán)境還具有明顯的區(qū)域性，變動(dòng)性特征。區(qū)域性在于各個(gè)不同野次或不同空間的地域，其結(jié)構(gòu)方式、組成程度，能呈物質(zhì)流動(dòng)規(guī)模和途徑，穩(wěn)定性程度等都具有相對(duì)的特殊性，從而顯示區(qū)域特征。環(huán)境的變動(dòng)性是指在自然和人類(lèi)社會(huì)行為的共同作用下，環(huán)境的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外在狀態(tài)始終處于不斷變化的過(guò)程中。當(dāng)人類(lèi)行為作用引起的環(huán)境結(jié)構(gòu)與狀態(tài)的改變不超過(guò)一定限度時(shí)，環(huán)境系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，可以使這些改變逐漸消失，使結(jié)構(gòu)和狀態(tài)恢復(fù)原有的面貌。也就是說(shuō)，人類(lèi)通過(guò)自己的社會(huì)行為可以促進(jìn)環(huán)境的定向發(fā)展，也可能導(dǎo)致環(huán)境的退化。第二節(jié) 環(huán)境問(wèn)題一、 定義狹義：環(huán)境問(wèn)

8、題是指在人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)作用下，人們周?chē)h(huán)境結(jié)構(gòu)與狀態(tài)發(fā)生不利于人類(lèi)生存和發(fā)展的變化。廣義；是指任何不利于人類(lèi)生存和發(fā)展的環(huán)境結(jié)構(gòu)和狀態(tài)的變化，其產(chǎn)生的原因包括人為方面的，也包括自然方面的。二、 產(chǎn)生原因及特點(diǎn)環(huán)境問(wèn)題的產(chǎn)生主要與人類(lèi)不明智的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)有關(guān)，這些活動(dòng)主要是自然資源開(kāi)發(fā)利用、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)、人口增長(zhǎng)及城市化等。特點(diǎn)：1、全人類(lèi)面臨的共同性問(wèn)題；2、已從局部擴(kuò)展到區(qū)域甚至全球，從地表到高空及地下，呈立體態(tài)3、表現(xiàn)形式要加多樣化；4、具有明顯的地域性；5、已嚴(yán)重?fù)p害人類(lèi)的健康與福利，威脅人類(lèi)生存和發(fā)展。三、 環(huán)境問(wèn)題分類(lèi)1、 原生環(huán)境問(wèn)題也叫第一環(huán)境問(wèn)題，它是自然環(huán)境自身變化引起的

9、，沒(méi)有人為因素或很少有人為因素參與，使人類(lèi)社會(huì)遭受一定損害的問(wèn)題。包括地震、火山活動(dòng)、滑坡、泥石流、臺(tái)風(fēng)、洪水、干旱等等。2、 次生環(huán)境也叫第二環(huán)境問(wèn)題，它是人類(lèi)活動(dòng)作用于周?chē)h(huán)境引起的環(huán)境問(wèn)題，是人類(lèi)不合理利用資源所引起的環(huán)境衰退和工業(yè)發(fā)展所帶來(lái)的環(huán)境污染等。等因此它是環(huán)境科學(xué)研究的主要對(duì)象。環(huán)境破壞：又稱(chēng)生態(tài)破壞，主要指人類(lèi)社會(huì)活動(dòng)引起的生態(tài)退化及由此而衍生的有關(guān)環(huán)境效應(yīng)，它們導(dǎo)致環(huán)境結(jié)構(gòu)和功能的變化，對(duì)人類(lèi)的生存和發(fā)展產(chǎn)生了不利影響，環(huán)境破壞主要是由于人類(lèi)活動(dòng)違背了自然生態(tài)規(guī)律，急功近利，盲目開(kāi)發(fā)而引起的。按對(duì)象性質(zhì)分生物環(huán)境破壞：過(guò)渡砍伐，過(guò)渡放牧、亂捕濫殺等引起。 非生物環(huán)境破壞：盲

10、目占用耕地造成耕地減少，毀林開(kāi)荒，造成水土流失和沙漠化等。環(huán)境污染與干擾：環(huán)境污染：有害物質(zhì)或因子進(jìn)入環(huán)境，并在環(huán)境中擴(kuò)散、遷移、轉(zhuǎn)化、使環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生變化，對(duì)人類(lèi)或其他動(dòng)物的正常生存和發(fā)展產(chǎn)生不利影響的現(xiàn)象。按污染物性質(zhì)分生物污染 化學(xué)污染 物理污染按環(huán)境要素大氣污染 放射性污染 水污染 土壤污染環(huán)境干擾：是指人類(lèi)活動(dòng)所排出的能量進(jìn)入環(huán)境，達(dá)到一定的程度，產(chǎn)生的人類(lèi)不良的影響。包括：噪聲、振動(dòng)、電磁干擾、熱干擾等。四、 環(huán)境問(wèn)題的產(chǎn)生和發(fā)展。環(huán)境的變化，包括環(huán)境要素的物理化學(xué)性質(zhì)或環(huán)境結(jié)構(gòu)發(fā)生不利于人群和生物的變化，并對(duì)人類(lèi)的生存產(chǎn)生不利的影響，于是就產(chǎn)生了環(huán)境問(wèn)題。人類(lèi)的產(chǎn)生原始

11、社會(huì)農(nóng)業(yè)社會(huì)工業(yè)社會(huì) 氣候危機(jī) 食物危機(jī) 土地危機(jī) “三廢”污染（原生環(huán)境問(wèn)題）第三節(jié) 環(huán)境科學(xué)五、 定義環(huán)境科學(xué)是以“人類(lèi)環(huán)境”系統(tǒng)為其特定的研究對(duì)象。它是研究“人類(lèi)環(huán)境”系統(tǒng)的發(fā)生和發(fā)展，調(diào)節(jié)和控制以及改造和利用的科學(xué)。六、 環(huán)境科學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù) 研究對(duì)象就是人類(lèi)與環(huán)境這對(duì)矛盾的統(tǒng)一體。任務(wù)：主要是揭露人類(lèi)與環(huán)境這對(duì)矛盾的實(shí)質(zhì)，研究人類(lèi)與環(huán)境之間的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系，掌握它的發(fā)展規(guī)律，調(diào)控人類(lèi)與環(huán)境之間的物和能量交換過(guò)程，尋求解決矛盾的途徑和方法，以改善環(huán)境質(zhì)量，造成直接經(jīng)濟(jì)損失福人民，防止人類(lèi)與環(huán)境關(guān)系的失調(diào)而促進(jìn)協(xié)調(diào)發(fā)展，促進(jìn)人類(lèi)社會(huì)健康的發(fā)展。七、 環(huán)境科學(xué)的分類(lèi)1、 理論環(huán)境學(xué)：是以

12、唯物史觀為指導(dǎo)，運(yùn)用系統(tǒng)論 論化，控制論等現(xiàn)代科學(xué)理論來(lái)研究環(huán)境問(wèn)題，以建立與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平相適應(yīng)的環(huán)境科學(xué)的基本理論。主 環(huán)境科學(xué)方法論要 環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的原理和方法內(nèi) 合理布局的原理和方法容 綜合利用聯(lián)合企業(yè)及生產(chǎn)地域綜合體組成的原理和方法 環(huán)境區(qū)劃和環(huán)境規(guī)劃的原理和方法 生態(tài)系統(tǒng)研究的理論和方法2、綜合環(huán)境學(xué)綜合環(huán)境學(xué)是把“人類(lèi)與環(huán)境”這一復(fù)雜的矛盾作為一個(gè)整體，來(lái)全面地研究“人類(lèi)與環(huán)境”對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系的發(fā)展預(yù)測(cè)，調(diào)控以及改選和利用的科學(xué)，根據(jù)研究對(duì)象的范圍、特性及其從屬關(guān)系可分：全球環(huán)境學(xué)區(qū)域環(huán)境學(xué)聚落環(huán)境學(xué)院落環(huán)境學(xué) 林落環(huán)境學(xué) 城市環(huán)境學(xué)2、 部門(mén)環(huán)境學(xué) 部門(mén)環(huán)境學(xué)就是以“人類(lèi)與

13、環(huán)境”之間的某種或某類(lèi)特殊矛盾為對(duì)象而研究其發(fā)展、預(yù)測(cè)、調(diào)控以及改造和利用的科學(xué)，根據(jù)環(huán)境的組成和性質(zhì)以及人類(lèi)活動(dòng)的種類(lèi)活動(dòng)的種類(lèi)和性質(zhì)，可劃分為：（1）自然環(huán)境學(xué)按組成要素大氣環(huán)境學(xué)水文環(huán)境學(xué)土壤環(huán)境學(xué)生物環(huán)境學(xué) 按性質(zhì)物理環(huán)境學(xué)：振動(dòng)、噪聲、熱污染、輻射及采礦等 物理環(huán)境學(xué)：“三廢” （2）工程環(huán)境學(xué)：工業(yè)環(huán)境學(xué)：核心是“三廢”污染問(wèn)題 農(nóng)業(yè)環(huán)境學(xué)：動(dòng)、植物的品種和相對(duì)數(shù)量的改變分布，農(nóng)藥、化肥 康樂(lè)環(huán)境學(xué)：旅游、休養(yǎng)、和療養(yǎng)（3）社會(huì)環(huán)境學(xué)：是研究人害與社會(huì)環(huán)境之間的相互關(guān)系的科學(xué)。 經(jīng)濟(jì)環(huán)境學(xué) 政治環(huán)境學(xué) 研究社會(huì)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和上層建筑與人類(lèi)文化環(huán)境學(xué) 活動(dòng)及健康之間的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系的科學(xué)

14、。八、 環(huán)境科學(xué)的發(fā)生和發(fā)展環(huán)境科學(xué)的初期發(fā)展階段或多學(xué)科發(fā)展階段 環(huán)境科學(xué)的整體化發(fā)展階段第二章 大氣環(huán)境第一節(jié)大氣組成與結(jié)構(gòu)大氣是指包圍在地球外圍的空氣層，它是人類(lèi)和一切生命體賴以生存的基本條件之一。如果沒(méi)有空氣，人類(lèi)就無(wú)法生存，植物就無(wú)法進(jìn)行光合作用。如果空氣被污染，許多有害物質(zhì)就會(huì)直接危害生態(tài)系統(tǒng)和人體健康，隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人類(lèi)對(duì)環(huán)境的作用也日益增強(qiáng)，作為環(huán)境要素最主要組成之一的大氣便受到嚴(yán)重的污染。因此，研究大氣所受到的污染問(wèn)題是當(dāng)前十分迫切的環(huán)境問(wèn)題之一。一、 大氣結(jié)構(gòu) 大氣的總質(zhì)量約為3.91015t，占地球總質(zhì)量的百萬(wàn)分之一。大氣質(zhì)量在垂直方向的分布是不均勻的，由于受重力的

15、影響，大氣質(zhì)量主要集中在下部，其質(zhì)量的50%集中在5Km以下，75%集中在此10Km以下，98%集中在30Km以下。根據(jù)大氣垂直方向上熱狀況的不同，同時(shí)考慮垂直運(yùn)動(dòng)狀況（一） 對(duì)流層對(duì)流層是地球大氯層中最低的一層，底界是地面。整個(gè)大氣3/4的質(zhì)量都集中在這一層，云、霧、雨、雪、冰雹等主要天氣現(xiàn)象都在這一層發(fā)生，因此這一層空氣比較潮濕。由于對(duì)流層和地面接觸，它從地面得到熱能，使得大氣溫度隨高度的增加而降低，大約每升高100m，溫度降低0.6。由于對(duì)流層內(nèi)具有強(qiáng)烈的對(duì)流作用，它的強(qiáng)度因緯度位置而不同。一般對(duì)流作用在低緯度較強(qiáng)，高緯度較弱，所以對(duì)流層厚度從赤道向兩極減少，在低緯度地區(qū)為1718Km，

16、中緯度地區(qū)為10 Km12Km，高緯度地區(qū)為89Km。自地表向上延伸1Km2 Km，摩擦層或大氣邊界層，對(duì)流層上界稱(chēng)為“對(duì)流層頂，厚度幾百米到1Km2 Km的過(guò)渡層，對(duì)流層對(duì)人類(lèi)的生產(chǎn)，生活影響最大，大氣污染現(xiàn)象也主要是發(fā)生在這一層，特別是在大氣邊界層。（二）、對(duì)流層對(duì)流層頂?shù)郊s50 Km的大氣層為平流層。層內(nèi)空氣比較干燥，幾乎沒(méi)有水汽，非常穩(wěn)定。垂直溫度到3050Km，時(shí)均保持在55左右。當(dāng)?shù)狡搅鲗禹敃r(shí)，溫度到3以上，T 因?yàn)?3 吸收紫外線 +2+2 3 +熱量平流層是超音速飛機(jī)飛行的理想場(chǎng)所。（三） 中間層從平流層頂80Km高度稱(chēng)為中間層，有強(qiáng)烈的垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)，高度，T（四）、熱成層，電

17、離層中間層之上為熱成層，上界可達(dá)800 Km， 下部N2 上部O 吸收紫外線 所以高度，T（五）、逸散層大氣圈的最外層，空氣極為稀薄，密度幾乎與太空密度相同，高度，T略二、 大氣的組成大氣 氣體元素 干潔空氣N2 78.09%化合物 O2 20.94% 99.9%水滴 Ar 0.93%冰晶 其它稀有氣體 0.1%塵埃 其中CO2、O3 成份易變，其花粉 它組成為恒定級(jí)分第二節(jié) 大氣污染和污染物（一） 大氣污染大氣污染是指大氯中上些物質(zhì)的含量達(dá)到有害的程度，以至破壞人和生態(tài)系統(tǒng)的正常生存和發(fā)展，對(duì)人和物造成危害的現(xiàn)象。造成大氣污染的因素：自然因素：森林火災(zāi)、火山爆發(fā)、巖石風(fēng)化人為因素：工業(yè)廢氣、

18、燃燒、汽車(chē)尾氣和核爆炸等自然因素造成污染，經(jīng)過(guò)自然環(huán)境所具有的物理，化學(xué)和生物作用過(guò)程（自然的凈化作用），經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后會(huì)得到恢復(fù)，所以大氣污染主要是指人類(lèi)活動(dòng)造成的。（二） 大氣污染源天然污染源：自然界中某些自然現(xiàn)象向環(huán)境排放有害物質(zhì)或造成有害影響的場(chǎng)所。人為污染源：由人類(lèi)的生產(chǎn)和生活活動(dòng)向環(huán)境排放有害物質(zhì)或造成有害影響的場(chǎng)所。燃料燃燒：煤、石油、天然氣 產(chǎn)物 CO、CO2、SO2、NO煙塵等有機(jī)化合物。工業(yè)生產(chǎn)排放：污染物種類(lèi)多，數(shù)量大，是城市和工業(yè)區(qū)大氣的主要污染源交通運(yùn)輸排放：尾氣農(nóng)業(yè)活動(dòng)排放：農(nóng)藥和化肥（三） 大氣污染物 大氣污染物系指由于人類(lèi)活動(dòng)或自然過(guò)程排入大氣的對(duì)環(huán)境或人產(chǎn)生有

19、害影響的那些物質(zhì)。種類(lèi)相當(dāng)多，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，大約有100種左右1、 分類(lèi) 物理狀態(tài)氣體狀態(tài)污染物 占90% 固體顆粒狀態(tài)污染物（懸浮于空氣中）占10%形成過(guò)程一次污染物：指直接從污染源排放的污染 二次污染物：指由一次污染物在大氣中互相作用經(jīng)化學(xué)反應(yīng)或光化學(xué)反應(yīng)形成的與產(chǎn)次污染物的理化性質(zhì)完全不同的新的大氣污染物。其毒性比一次污染物還強(qiáng)?；瘜W(xué)狀態(tài)含硫化合物： 含氮化合物 碳的氧化物 碳?xì)浠衔?、 主要大氣污染物（1） 顆粒物顆粒物批大氣中液體固體狀物質(zhì)又稱(chēng)塵，其中有固體的灰塵，煙塵、煙霧，以及液體的云霧、霧、滴。粒經(jīng)分布大致在100um0.002um。按粒徑大小可分為兩類(lèi):降塵:指粒徑30 u

20、m的顆粒,它們可在重力作用下降落下平，稱(chēng)為降塵。塵的自然沉降量，用第個(gè)月沉降于單位面積上塵的重量表示，即t/（km2 月）。它作為大氣污染程度的指標(biāo)之一。、飄塵：指粒徑10 um的長(zhǎng)期飄浮在大氣中的是浮狀顆粒。它包括粒徑在10Um0.25 um的在空氣中等速沉降的霧塵，以及粒徑小于0.1 um的隨空氣作布朗運(yùn)動(dòng)的云霧塵。由于小于0.1 um的微粒，不因重力作用而沉降，可懸浮在大氣中長(zhǎng)達(dá)數(shù)日，數(shù)年之久，能被人直接吸入呼吸道內(nèi)造成危害，而且易將污染物帶到很遠(yuǎn)的地方，導(dǎo)致污染范圍擴(kuò)大。、總懸浮顆粒（TSP）指飄浮在空氣中各種不同粒徑的液體或固體微粒（粒徑在100um0.002 um ）的總量稱(chēng)總懸浮

21、顆粒物。一般指用大流量采樣器，流量為1.1m3/min1.7 m3/min，用超細(xì)24h，所得顆粒物總量，作為總懸浮物顆粒物的日平均平均濃度，（mg/m3 或 ug/m3 ），其量的多少，反映大氣質(zhì)量的好壞，是大氣質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。（2） 硫氧化合物硫氧化合物（SOX）主要通常有SO2、SO3、S2O3、SO 等，其中SO2是大氣中分布最廣，影響最大的污染物質(zhì)，常用SO2作為大氣污染的指標(biāo)，（人類(lèi)活動(dòng)排放的SO2總量?jī)H次于CO）危害機(jī)理：2SO2+O22SO3 SO3+H2OH2SO4+MSO4H2SO4 和MSO4可形成硫酸霧和酸性降水危害SOX大部份平自煤和石油的燃燒、石油煉制、有色金屬

22、冶煉、硫酸制備等等，在排放SO2的各種過(guò)程中約有96%來(lái)自燃料燃燒過(guò)程。通常煤和石油中的硫包括無(wú)機(jī)硫和有機(jī)硫兩種形式，它們?nèi)紵^(guò)程中發(fā)生如下反應(yīng)：1、 無(wú)機(jī)硫氧化：無(wú)機(jī)硫大部分為硫鐵礦，燃燒時(shí)氧化為SO2 4FeS2 +11O2 2Fe2O3 +8S SO2形成SO2 后，部分可轉(zhuǎn)變?yōu)镾O3 ：SO2 1/2O2=SO32、 有機(jī)硫氧化：包括硫酸、硫醚等，在燃燒過(guò)程中先形成H2S，H2S再被氧化為SO2。如硫酸：CH3CH2CH2 CH2SH H2S+2H2+2C+C2H42H2S+3O32H2O+2SO2CH3CH2 SH2S+2H2+2C+C2H4CH3CH2 （3） 碳的氧化物大氣中主要

23、包括CO2和CO，CO2 是大氣中正常的組成，CO則是大氣中排放呈最多的污染物。COCO是在燃料不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生：C+1/2COC+CO22COCO2 CO+O城市大氣中CO80%是由汽車(chē)排出來(lái)的，所以現(xiàn)在北京等一些大城市已制定出汽車(chē)尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，未灰到標(biāo)準(zhǔn)的汽車(chē)必須進(jìn)行改進(jìn)，否則不能使用。CO的天然源主要有：甲烷的轉(zhuǎn)化：生命中機(jī)體分解產(chǎn)生的CH4經(jīng)OH自由基氧化形成CO海水中CO的揮發(fā)：海水中CO過(guò)飽和程度很大，可以不間斷地向大氣提供CO。植物排放物的轉(zhuǎn)化：植物排放的萜烯烴，經(jīng)OH自由基氧化成CO，植物葉綠素的光解產(chǎn)生CO和森林火災(zāi)，農(nóng)業(yè)廢棄物焚燒等等產(chǎn)生CO。、CO2CO2本身是一種元毒的

24、氣體，對(duì)人體無(wú)顯著危害作用，但CO2對(duì)會(huì)引起全球性環(huán)境的演變，如氣溫的變暖，所以CO2越來(lái)越引起人們的普遍關(guān)注。人為產(chǎn)生的CO2，主要是礦物燃料的燃燒過(guò)程產(chǎn)生的，天然產(chǎn)生的CO2主要有海洋脫氣，甲烷轉(zhuǎn)化和動(dòng)植物呼吸。（4） 氮?dú)饣锏趸锸堑难趸锏目偡Q(chēng)，包括：氧化亞氧（NiO，也稱(chēng)關(guān)氣或一氧化二氮），一氧化氮（NO），二氧化氮（NO2）三氧化二氮（N2O3），四氧化二氮（N2O4）、五氧化二氮（N2O5）等，其中N2O5是固體。大氣中除NO2、NO的混合物，用NOx ，那么造成大氣污染的NOx主要也是指NO和NO2。大氣中NOx的人為另有所指主要是燃料的燃燒，燃燒產(chǎn)生的NOx主要是NO，

25、占90%以上，只有很少部分被氧化為NO2。燃燒產(chǎn)生的NOx的機(jī)理見(jiàn)P21頁(yè)。 空燃比= 空氣的質(zhì)量 燃料的質(zhì)量當(dāng)燃燒完全時(shí)（無(wú)過(guò)量O2），此時(shí)空氣和燃料的混合物稱(chēng)為化學(xué)計(jì)量混合物，空燃比為化學(xué)計(jì)量空燃比。富燃料：空氣的量少于化學(xué)計(jì)量的量貧燃料：空氣的量大于化學(xué)計(jì)量的量氮氧化物的天然源主要有 由生物機(jī)體腐爛形成的硝酸鹽，經(jīng)細(xì)菌作用產(chǎn)生的NO及隨后緩慢氧化形成的NO2。 生物源產(chǎn)生的氧化亞氧（N2O）氧化形成NOx， 有機(jī)體中氨基酸分解產(chǎn)生的氨經(jīng)OH自由基氧化形成的NOx，據(jù)估算，天然源產(chǎn)生的NOx和人為源產(chǎn)生的量幾乎相等。大氣中的NOx最終轉(zhuǎn)化為HNO3和硝酸鹽微粒，經(jīng)濕沉降和干沉降從大氣中去除

26、。（5） 碳?xì)浠衔铮℉C）（定義） 碳?xì)浠衔锸且蕴荚兀–）形成的化合物總稱(chēng)。種類(lèi)很多，包括烷烴，烯烴，芳烴等等外多雜（來(lái)源）多樣的含碳和氫的化合物。該類(lèi)物質(zhì)主要是來(lái)自石油燃料的的不充分燃燒過(guò)程和蒸發(fā)過(guò)程，其中汽車(chē)排放占有相當(dāng)大的比重，石油煉油制，化工生產(chǎn)等也產(chǎn)生多種類(lèi)型的碳?xì)浠衔铮匀辉串a(chǎn)生的HC大部分是生物活動(dòng)產(chǎn)生的。（危害）碳?xì)浠衔锸切纬晒饣瘜W(xué)煙霧的主要物質(zhì)，光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的衍生物對(duì)人們的眼睛有刺激作用多環(huán)芳烴中有不少是致癌物質(zhì)，如3、4苯并（2）花是強(qiáng)致癌物。大氣研究中通常把HC分為：甲烷CH4：大氣中占80%85%，光化學(xué)反應(yīng)中是惰性的，無(wú)害烴非甲烷烴：（NMHC），主要參與

27、了光化學(xué)反應(yīng)。、 CH4的來(lái)源天厭氧細(xì)菌的發(fā)酵過(guò)程，自然界的淹水土體，如水稻田底有機(jī)質(zhì)的分解。、 非甲烷烴:天然源：由于非甲烷烴種烴多，來(lái)源也多，其中排放量最大的是由植物釋放的萜烯類(lèi)化合物，約占總量的65%，目前已發(fā)現(xiàn)的有蒎烯、蒎烯等到11種。其中最主要的還是異戊（間）二烯和單匝烯，二者會(huì)在大氣中發(fā)生化學(xué)作用而形成光化學(xué)氧化劑和氣滘膠粒子。人為源：A、 汽油燃燒：汽油燃燒排放非甲烷烴的量約占人為源總量的38.5%，汽油典型萬(wàn)分為CH4、C2H4、C3H6和 C4C4碳?xì)浠衔?，此外還有一些醛類(lèi)化合物。汽油燃燒后由尾氣排放的產(chǎn)物主要決定于空氣/燃料比。B、 焚燒：有機(jī)物品的焚燒排放。C、 溶劑蒸

28、發(fā)：有機(jī)溶劑的蒸發(fā)而產(chǎn)生。制鞋、油漆D、 石油蒸發(fā)和運(yùn)輸損耗。E、 廢物提煉：資源再利用。（6）、其他有害物質(zhì)進(jìn)入大氣的污染物是復(fù)雜的，除了上述幾類(lèi)外，還有金屬類(lèi)，如：鉛，鉛化合物；鎘，鎘化合物，以及其他氣體，如：氧及氟化氫，氯及氯化氫等，對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康都構(gòu)成嚴(yán)重威脅。四、 氣污染類(lèi)型 大氣污染類(lèi)型主要取決于所用能源的性質(zhì)和污染物的化學(xué)反應(yīng)特性。此外，氣象條件也起著重要的作用（光照、溫濕度、風(fēng)等）大氣污染可以從不同角度類(lèi)型進(jìn)行劃分1、 根據(jù)污染物的化學(xué)性質(zhì)以及它們存在的大氣環(huán)境狀況為依據(jù)。（1）、還原型（煤炭型） 這種污染常發(fā)生在以煤炭和石油工業(yè)為燃料的地區(qū)，其主要污染物是SO2、CO和顆粒

29、物。在低溫、高溫度的陰天，風(fēng)速很小，并伴有逆溫存在的情況下，一次性污染物在低空聚積生成還原性煙霧。如：倫敦?zé)熿F事件發(fā)生時(shí)的大氣污染類(lèi)型，所以也稱(chēng)之為倫敦?zé)熿F型。（2）、氧化型（汽車(chē)尾氣型） 這種類(lèi)型大多發(fā)生在以使用石油為燃料的工區(qū)，污染物中一次污染物是CO、NOX、HC化合物。這些大氣污染物在陽(yáng)光照射下能引起光化學(xué)，并生成二次污染物臭氧、醛類(lèi)、酮類(lèi)部分、酯類(lèi)。特點(diǎn)是它們具有強(qiáng)氧化性質(zhì)，對(duì)人眼睛等粘膜有刺激作用，如洛杉磯的光化學(xué)煙霧型。2、 根據(jù)燃料性質(zhì)和大氣污染物的組成劃分（1）、煤炭型 （2）、石油型（3）、混合型（4）、特殊型第二章 水環(huán)境第一節(jié) 水環(huán)境概述一、 水環(huán)境概念水環(huán)境一般是指河

30、流、湖泊、沼澤、水庫(kù)、地下水、冰川、海洋等地表貯水體中的水體身及水體中的懸浮物，溶解物質(zhì)、底泥和水生生物等。從自然地理的角度看，水環(huán)境系指地表水覆蓋地段的自然綜合體。按類(lèi)型區(qū)分：海洋水體陸地水體地表水體 地下水體按區(qū)域劃分，是指某一具體的被水覆蓋的地段。如太湖、洞庭湖、鄱陽(yáng)湖，屬不同區(qū)域的水體。長(zhǎng)江、黃河、珠江屬不同流域的水系。在環(huán)境污染的研究中，將“水”與水環(huán)境加以區(qū)別是十分重要的水的結(jié)構(gòu)、特性和水的循環(huán)運(yùn)動(dòng)等，對(duì)人類(lèi)生活及環(huán)境有重大的作用和影響，但很多污染物質(zhì)在水中的遷移轉(zhuǎn)化是與整個(gè)水環(huán)境密切聯(lián)系在一起的，僅僅從水著眼會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論，對(duì)污染的預(yù)防與治理產(chǎn)生誤導(dǎo)。例如重金屬、污染物易從水中

31、轉(zhuǎn)移到底泥中（生成深沉或被吸附和鰲合），因而水中重金屬的含量一般都不高，僅僅從水著眼，似乎未受到污染，但是著眼于整個(gè)水環(huán)境，則很可能受較嚴(yán)重的污染。有的人氫污染物由水中轉(zhuǎn)向底泥的過(guò)程稱(chēng)之為水的自凈作用，但從整個(gè)水體來(lái)看，這種轉(zhuǎn)移卻可能使水體成為次生污染源，在適當(dāng)條件下，污染物雙可釋放出來(lái)。二、 水資源及其特性1、 地球上天然水資源的分布水是地球中分布最廣的物質(zhì)之一，是主要的自然資源，水量不僅不多，而且水量恒定不變。、 分布極不均勻：地球上水的總體積為13.6108km3,其中97%以上為海洋上水，3%為淡水。淡水大部分以冰、冰川形式存在極地和高山上，小部分為地下水和土壤水、地表水。人類(lèi)易于利用

32、的淡水約占全球淡水的20%左右，而直接能取用的河、湖淡水僅占全部淡水的0.3%。2、 水循環(huán)通過(guò)水的循環(huán)，包括蒸發(fā)、降水、滲透及徑流，地球上的水不斷循環(huán)反復(fù)，在全球內(nèi)蒸發(fā)和降水的總量是平衡的。三、 水體污染與水體自凈1、 天然水的化學(xué)組成天然水的化學(xué)組成是多種多樣的，它沒(méi)有統(tǒng)一的化學(xué)組成，天然水中幾乎包括化學(xué)元素周期表中所有的化學(xué)元素，不同水體及不同的環(huán)境條件下形成的天然水其化學(xué)組成和含量的差別是很大的，因此，在評(píng)價(jià)水體污染情況發(fā)，不能只根據(jù)水體中某種成分的存在與否和含量的多少而定，必須根據(jù)各種物質(zhì)（元素）的固有含量（本底值）來(lái)分析。（1） 天然水的化學(xué)組成：根據(jù)溶質(zhì)粒徑的大小和形態(tài)分為四大類(lèi)

33、、 溶解氣體：溶質(zhì)粒徑小于10-7cm，以分子狀態(tài)存在。 主要?dú)怏w：O2、CO2、H2S 微量氣體：H2、CH4、He、 溶解性物質(zhì)：溶質(zhì)粒徑小于10-7cm，以離子形態(tài)存在。依含量和生成原因主要離子陰離子：CL-、SO42-、HCO3-、 陽(yáng)離子：Na+K+、Ca2+、Mg2+、 生物生成物NH4+、NO2-、HPO42-、PO43- Fe2+、HsiO3-微量元素 Br-、F-、CO 、Fe、Cu、Mn等等、 膠體物質(zhì)：溶質(zhì)粒徑為10-7cm10-5cm，屬于膠體溶液依性質(zhì)無(wú)機(jī)膠體：SiO2、Fe（OH）2、nH2O、Al2O3有機(jī)膠體：腐殖質(zhì)膠體等。懸浮物：粒徑10-5cm，為懸濁液或懸

34、浮液依性質(zhì)細(xì)菌 藻類(lèi)及原生動(dòng)物 泥沙、粘土 其他不溶物質(zhì)2、水體的水質(zhì)特征 礦化度：?jiǎn)挝惑w積中所含離子、分子及化合物的總量。（1）大氣降水 大氣降水是由海洋和陸地蒸發(fā)的水蒸氣凝結(jié)而成，它的水質(zhì)組成在很大程度上決定于地區(qū)條件，大氣水在降落過(guò)程中，將近地面大氣中的可溶性物質(zhì)及其他氣體、塵埃、煙煤等雜質(zhì)夾帶進(jìn)去了，因此大氣降水的水質(zhì)特征基本上能夠反映大氣層物質(zhì)組成的狀況。大氣降水是雜質(zhì)較少而礦化度很低的軟水。 雨水的含鹽量從每升數(shù)毫克到3050毫克，其組成在靠海岸處與海水相似，以Na+、Cl-為主，而內(nèi)陸地區(qū)與河水相似，以Ca2+、HCO3-為主，雨水中PH值為中性偏酸，受污染影響，出現(xiàn)酸雨。（2）

35、地表水的水質(zhì)、特征、河水：河水的化學(xué)成分分容易變化，一年中隨著汛期和枯水期的更替，河水的礦化度和化學(xué)成分也產(chǎn)生變化，而且在地域上也有很大差異。 地球上大多數(shù)河流是屬弱礦化或中礦化的水，只有少數(shù)為高礦化水。河水中各主要離子比例為Ca2+Na+，HCO3- SO42- Cl - ，但也有的是 Na+ Ca2+ ， Cl HCO3- 。、湖泊：湖水具有不同的化學(xué)成分，湖泊是由河流及地下水補(bǔ)給而成，其水的組成與湖泊所處的氣候，地質(zhì)生物等條件密切關(guān)系，。湖水中大部分元素呈離子、膠體、氣體狀態(tài)，主要成分：HCO3- 、SO42-、Cl - 、Na+ 、Ca2+ 、K+ 、Mg2+ 。還有一些生物養(yǎng)分元素：

36、NO3- 、 NO2- 、 NH4+ 、P.S 由于湖泊水強(qiáng)烈的水面蒸發(fā)，湖泊水的礦化度一般高于河流。湖泊水質(zhì)類(lèi)型一般是淡水湖或低度咸水湖。其離子成分：Ca2+Na+，HCO3- SO42- Cl - ，少量Na+ Ca2+ ，SO42- HCO3- ，而Cl HCO3- 則呈咸水湖的特點(diǎn)。、海水的水質(zhì)特征海水有很高的礦化度，可過(guò)35g/L海水的化學(xué)組成成分比較穩(wěn)定，變化不大主要離子以Cl 和Na+ 最多各離子含量有一個(gè)固定次序，即：Cl SO42- HCO3- CO32- ，Na+ ，K+ Mg2+ Ca2+ （3）地下水的水質(zhì)特征地下水是埋藏地表以下的天然水，地下水與巖石、土壤接觸時(shí)間長(zhǎng)，

37、并且相互作用，因而使地下水質(zhì)成分具有多樣性和復(fù)雜性，它主要取決于含水層內(nèi)的地質(zhì)條件，地下水中含料多的Fe 2+ 、Mn2+ 、NO3- 、NO2- 等等。地下水的礦化度變幅很大，存在各種礦化等級(jí)的水。3、水體污染自然污染：指自然因素所產(chǎn)生的污染：降水對(duì)礦石地溶解和對(duì)大氣的淋洗形成的污染。 人為污染：生產(chǎn)、生活、“三廢”、工業(yè)廢水、生活污水、農(nóng)業(yè)退水 4、水體的自凈作用：進(jìn)入水體的污染物，通過(guò)物理、化學(xué)和生物等方面的作用，使污染物的濃度逐漸降低，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，水體將恢復(fù)到受污染前的狀態(tài)，這一現(xiàn)象稱(chēng)為水體的自凈作用。 水體的自凈作用是有限的，影響水體自凈的因素也很多。主要有水體的地形和水文條件，

38、水中微生物的種類(lèi)和數(shù)量，水溫，多氧，污染物的性質(zhì)和濃度等。自凈機(jī)理：1、 物理凈化：指污染物質(zhì)由于稀釋、擴(kuò)散、深沉和混合等作用，而降低濃度的過(guò)程，其中稀釋是主要的。2、 化學(xué)和物理化學(xué)凈化：指污染物質(zhì)由于氧化、還原、分解、化合及吸附、凝聚等作用而引起濃度降低的過(guò)程。3、 生物化學(xué)凈化：由于水中微生物對(duì)有機(jī)物的氧化分解作用而引起濃度降低的過(guò)程。四、水體污染源和污染物（一）、污染源：1、工業(yè)廢水：2、生活污水：3、農(nóng)業(yè)退水： (二)、污染物1、 污染物的物理特征：指的是顏色、濁度、漫長(zhǎng)、懸浮固體、放射性。（1）、顏色：純凈的水是元色透明的：如森林中溪水，天然水經(jīng)常呈現(xiàn)一定的顏色，來(lái)源于植物的根、落

39、葉、腐殖質(zhì)以及可溶性的無(wú)機(jī)礦物質(zhì)和泥沙。 各種工業(yè)廢水使水色變?yōu)閺?fù)雜，如紡織、印染、染料、造成直接經(jīng)濟(jì)損失紙等到，顏色可以說(shuō)明所含污染物的含量。（2）、濁度：由膠體或細(xì)小的懸浮物引起的混濁程度，沉積速度慢或不沉積，如生活污水中的鐵和錳的氫氧化物引起的混濁，極為有害。（3）、溫度：天然地表水的溫度，一年中均溫在035之間，地下水溫度比較穩(wěn)定。工業(yè)廢水會(huì)引起水體溫度上升，嚴(yán)重的可以形成熱污染。（4）、放射性：水中含有放射性元素，造成直接經(jīng)濟(jì)損失成的水體污染，天然水中含有放射性同位至少，如238U（鈾）、226Ra（鐳）、232Tb(鋱)、它們的放射性較微弱，對(duì)生物沒(méi)有危害。天然鈾礦開(kāi)采，人工采礦，

40、原子能工業(yè)，核工業(yè)等產(chǎn)生的廢水等，各種放身性廢物的泄漏均可造成放射性污染。2、 主要污染物無(wú)機(jī)無(wú)毒物質(zhì) 無(wú)機(jī)有毒物質(zhì) 有機(jī)耗氧物質(zhì) 有機(jī)有毒物質(zhì)（1） 無(wú)機(jī)無(wú)毒物質(zhì)指排入水體中的酸、堿及一般的無(wú)機(jī)鹽類(lèi)，使礦化度增高，影響各種用水水質(zhì)。 污水中P、N等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，P肥、N肥的家田水中，含有無(wú)機(jī)磷和無(wú)機(jī)氮的類(lèi)，使水體富營(yíng)養(yǎng)化，惡化水質(zhì)。（2） 無(wú)機(jī)有毒物質(zhì)：、重金屬：不易消失，通過(guò)食物鏈到人體造成危害。 如：Hg、Pb（汞、鋁）+-SH-SHg（Pb）酶失去活性，活性影響到人的新陳代謝。金屬毒性的大小與濃度有關(guān)，目前仍有20多種金屬可致癌。、氰化物：指含有氰基（CN-）的化合物，是劇毒物質(zhì)。水中

41、氰化物主要來(lái)源于電鍍廢水、煤氣洗滌水、合成氨、有色金屬、選礦、冶煉、化纖生產(chǎn)、制藥等工業(yè)廢水。各種氰化物分解出CN-和HCN的難易程度決定其毒性大小，如簡(jiǎn)單的化合物，如KCN、NaCN、Ca（CN2）劇烈毒性。易分解絡(luò)化合物，如Zn（CN）42-、Ni（CN）42-（鎳的氰絡(luò)合物），毒性也較強(qiáng)，穩(wěn)定的絡(luò)合物，如Fe（CN）42-等，基本無(wú)毒。水中氰化物 0.1mg/L能殺死蟲(chóng)0.3mg/L能殺死微生物0.30.5mg/L魚(yú)類(lèi)中毒死亡口服0.28g、KCN人可致死。氟化物 水中含呈低時(shí)對(duì)人體有益，當(dāng)飲用水超過(guò)1mg/L時(shí)，出現(xiàn)氟斑牙，更高時(shí)使人骨骼變形，氟骨癥，和損害腎臟，來(lái)源：主要由電鍍加工含

42、氟廢水和含氟廢氣洗滌水。（3）、耗氧有機(jī)物、 定義：是指動(dòng)植物殘?bào)w和生活污水及某些工業(yè)廢水中所含的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪和木質(zhì)素等易被微生物分解的有機(jī)化合物。共同點(diǎn)：它們?cè)谖⑸锏淖饔孟伦罱K分解為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物質(zhì)，CO2、H2O，其分解過(guò)程中要消耗水中的溶解氧，使水質(zhì)惡化。故雙稱(chēng)需氧有機(jī)物。 耗氧有機(jī)物好氧性分解反應(yīng)方程式一般形式可記為： 有機(jī)物質(zhì)+細(xì)菌+O2 CO2+H2O+新的細(xì)菌細(xì)胞+無(wú)機(jī)鹽 若需分解的有機(jī)物質(zhì)太多，氧化作用進(jìn)行的太快，而水體不能及時(shí)從大氣中吸收充分O2 來(lái)補(bǔ)充時(shí)，水中溶解O2 有可能降為零，若出現(xiàn)這種情況，不僅造成水中需氧生物的死亡，而且會(huì)因氧引起厭氣性分解產(chǎn)物包括：氨

43、、甲烷、硫化氫、CO2、H2O。 、 耗氧有機(jī)物的綜合指標(biāo)表示有機(jī)物的綜合指標(biāo)分為兩大類(lèi)：以氧表示的指標(biāo)和以碳表示的指標(biāo)。單位mg/L。 、 以氧表示的指標(biāo)、理論需氧量是根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算得的有機(jī)物全部分解（氧化）所需要的氧量。例如：含有300mg/L葡萄糖溶液的理論需氧量可計(jì)算如下： C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O 180 632300 ThOD ThOD=300632=320mg 180 欲計(jì)算廢水的理論需氧量，必須對(duì)廢水進(jìn)行全面的化學(xué)分析，故實(shí)際中應(yīng)用很少。、 生化需氧量：指在有氧的情況下，由于微生物（主要是細(xì)菌）分解水體中有機(jī)物質(zhì)的生物化學(xué)過(guò)程中所需溶解氧的量，是反

44、映水體中有機(jī)污染程度的綜合指標(biāo)之一。 生化需氧量愈高，表示水中需氧有機(jī)污染物愈多，在有氧的情況下，水中有機(jī)物污染的分解分為兩個(gè)階段進(jìn)行。第一階段：主要是有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物和CO2、H2O、NH3 等，這一碳氧化階段所消耗的氧稱(chēng)為碳化需氧量?？偟奶蓟柩趿砍７Q(chēng)為第一階段生化需氧量（因?yàn)樘佳趸偸鞘紫劝l(fā)生） 第二階段：主要是氨被轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽與硝酸鹽。由于硝化作用所消耗的氧量稱(chēng)為硝化需氧量或第二階段生化需氧量。 2NH3 + 3O2 = 2HNO2 + 2H2O 2HNO2 + O2 = 2HNO3 硝化過(guò)程大約在57月甚至10月以后才能顯著展開(kāi)，此階段氨已經(jīng)是無(wú)機(jī)機(jī)物質(zhì)，且對(duì)環(huán)境衛(wèi)生影響較小，所

45、以廢水的生化需氧量通常只指碳化生化需氧量，而不包括硝化需氧量。 生化需氧量的反應(yīng)在很大程度上取決于微生物的種類(lèi)，數(shù)量及溫度，而在測(cè)定過(guò)程中溶解氧又是逐漸消耗的，所以測(cè)定生化需氧量就必須保持一定的溫度，同時(shí)也需要規(guī)定一定的時(shí)間。 通常在20時(shí)，一般有機(jī)物的全部分解需百日以上。（測(cè)定用20是因?yàn)檫@個(gè)溫度比較接近溫帶地區(qū)夏季河水的最高平均溫度，也就是說(shuō)，如欲求完全的生化需氧量時(shí)需100日，這在實(shí)際應(yīng)用中是不可取的，實(shí)際觀察表明，在20日以后第一階段生化反應(yīng)已進(jìn)行的非常緩慢，故20、20日的生化需氧量（BOD20 ）可作為第一階段生化需氧量或完全生化需氧量（La ）。求20日的生化需氧量仍嫌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，

46、而且考慮到，好氧分解速度一般在開(kāi)始時(shí)最快，在20、5天時(shí)，生活污水和多種工業(yè)廢水的BOD5 已約為L(zhǎng)a 的70%-80%，此外，硝化過(guò)程在5日-7日后才有顯著影響，故現(xiàn)常以20、5日生化需氧量作為衡量水污染有機(jī)物的標(biāo)準(zhǔn)。（BOD5）對(duì)于含有硝化細(xì)菌較多的廢水，因5日培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)可能會(huì)消耗較多的氧以致大大影響碳化需氧量的測(cè)定，在這種情況下，可以在測(cè)定BOD5時(shí)投加化學(xué)藥劑以抑制硝化作用。 、化學(xué)需氧量 是指在一定嚴(yán)格條件下，用化學(xué)氧化劑（如重鉻酸鉀、高錳酸鉀等），氧化水中有機(jī)污染物時(shí)所需的氧量。 以重鉻酸鉀作為氧化劑時(shí)，水中有機(jī)物幾乎可以全部被氧化），（直鏈烴、芳香烴、等化合物不能被氧化），這里所

47、測(cè)得的耗氧量稱(chēng)為化學(xué)需氧量，以COD表示。此法可以比較精確地測(cè)定有機(jī)物的總量，但測(cè)定的手續(xù)比較復(fù)雜。 以高錳酸鉀作為氧化劑所測(cè)得的耗氧量常稱(chēng)為耗氧量（或高錳酸鉀指數(shù)），以O(shè)C表示，此法的優(yōu)點(diǎn)是比較快速，但不能代表有機(jī)物的全部含量，它對(duì)含氮有機(jī)物較難分解。所以目前所稱(chēng)的化學(xué)需氧量（COD）是指利用重鉻酸鉀測(cè)得的耗氧量。 必須注意：無(wú)機(jī)性還原物質(zhì)也包括在化學(xué)需氧量測(cè)定結(jié)果中，但化學(xué)需氧量（COD）不包括消化所需的氧料。當(dāng)廢水中有機(jī)物的組成相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，化學(xué)需氧量與生化需氧量之間有一定的比例關(guān)系。一般說(shuō)，重鉻酸鉀化學(xué)需氧量與第一階段時(shí)需氧量之差，可以大略地表示不能被微生物分解的有機(jī)物的量?？傂柩趿?在

48、化學(xué)需氧量的測(cè)定條件下，有機(jī)物中的苯、氨、硫等物質(zhì)不能被直接氧化，故對(duì)很多有機(jī)物來(lái)說(shuō)，所測(cè)定的COD一般僅為理論值的95%左右。因而近年來(lái)發(fā)展了一種總需氧量的測(cè)定方法，總需氧量系表示在高溫下燃燒化合物所耗去的氧量，以TOD表示，單位為氧的mg/L表示，TOD可用儀器測(cè)定，測(cè)定迅速，幾分鐘內(nèi)完成，且可自動(dòng)化、連續(xù)化。、以碳（C）來(lái)表示的指標(biāo)、理論有機(jī)碳 理論有機(jī)碳同理論需氧量一樣，也是根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算，而求出有機(jī)物含量的一個(gè)指標(biāo)，其結(jié)果以C表示。 例如：濃度為300mg/L葡萄糖溶液的理論有機(jī)碳可計(jì)算如下： C6H12O6 + 6O2 6CO2 +6H2O 180 632 644 618 18

49、0 = 612 300 ThOC ThOC=120mg/L（以C表示） 、總有機(jī)碳 它包括水體中所有有機(jī)污染物的含碳量，將水樣在高溫下燃燒，有機(jī)碳即氧化成CO2，測(cè)定所產(chǎn)生的CO2 的量，便可求得水樣的總有機(jī)碳（TOC），單位以碳的mg/L表示。注意：在作有機(jī)C分析時(shí)，須采取措施去除無(wú)機(jī)碳的干擾。、需氧污染物的存在 P74、需氧污染物對(duì)魚(yú)類(lèi)的危害需氧污染物對(duì)魚(yú)類(lèi)的危害是通過(guò)降低水中的溶解氧來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（4）有機(jī)有毒物質(zhì)P75 第二節(jié) 污染物在水體中的擴(kuò)散 （一）污染物在水體中的運(yùn)動(dòng)特征主要介紹河流中污染物的擴(kuò)散（一） 推流遷移 推流遷移是指污染物在水的流動(dòng)作用下發(fā)生的移動(dòng)，它只改變水中污染物的位

50、置，不能降低污染物的濃度。遷移通量：指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的污染物的量g/m2.sfx=uxc fy=uyc fz=uzcux為X向上水流速度分量c為污染物的濃度(二)、分散分子擴(kuò)散：指分子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)引起的質(zhì)點(diǎn)分散現(xiàn)象 湍流擴(kuò)散： 彌散：分子擴(kuò)散的質(zhì)量通量：指單位時(shí)間內(nèi)，通過(guò)單位面積的污染物的量g/m2.sIX1 =-EM C IY XZY 1= -EM C EM 分子擴(kuò)散系數(shù) X Y C濃度 ZZ1=-EM C Z “ ”表示質(zhì)點(diǎn)的遷移指向負(fù)梯度 湍流擴(kuò)散的質(zhì)量通量IX2 =-EX C XZY 2= -EY C EX 湍流擴(kuò)散系數(shù) ，各向異性 X Y C平均濃度 ZZ2=-EZ C Z 彌

51、散引起的污染質(zhì)質(zhì)量通量：IX3 =-DX C XZY 3= -DY C DX X方向彌散系數(shù)各向異性 X Y C湍流時(shí)平均嘗試的空間平均值 ZZ3=-DZ C Z （三）污染物的衰減和轉(zhuǎn)化污染物保采物質(zhì)：遷移、分散、總量不變 C 非保采物質(zhì)：遷移、分散、自身衰減 C衰減有兩種方式：自身運(yùn)動(dòng)變化引起 化學(xué)或生物化學(xué)作用引起二、河灘水體中污染物擴(kuò)散的穩(wěn)態(tài)解穩(wěn)態(tài)：指污染物在某一位置時(shí)濃度不隨時(shí)間變化的狀態(tài)。（一）、一維模型假設(shè)只在X方向上存在污染度的濃度梯度，這時(shí)穩(wěn)態(tài)解的一維模型是一個(gè)二階線性偏微分方程。 D X = C UX . C X X (二)、二維模型假設(shè)只有兩個(gè)方向存在污染物的濃度梯度。二維模型也是一個(gè)二階段性偏微分方程。三、河流水質(zhì)模型（一） 污染物與河水的混合豎向混合 先完成 質(zhì)量交換、熱量交換、動(dòng)量交換、三維問(wèn)題 橫向混合：后完成 橫向彌散、二維問(wèn)題（二）、生物化學(xué)分解（三）、大氣多氧（四）、簡(jiǎn)單河段水質(zhì)模型第三節(jié) 污染物在水體中的轉(zhuǎn)化（一）、有機(jī)物生物化學(xué)分解1、水解反應(yīng)細(xì)菌體外： 細(xì)菌體內(nèi)2、氧化反應(yīng)（1）、脫氫作用CHOH脫氫 CO +2H+ +2C CH2CH2基團(tuán)脫氫 CH = CH +2H+ +2e（2）脫羧作用（二）、代表性耗氧有機(jī)物的生物