《環(huán)境科學(xué)與工程概論》初試A卷答案

環(huán)境科學(xué)與工程概論A卷答案與評分標準一、名詞解釋〔每題4分，共40分〕CODCOD，即化學(xué)需氧量，是在一定的條件下，采用一定的強氧化劑處理水樣時，所消耗的氧化劑量。它是表示水中復(fù)原性物質(zhì)多少的一個指標。水中的復(fù)原性物質(zhì)有各種有機物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等。但主要的是有機物。因此，化學(xué)需氧量〔COD〕又往往作為衡量水中有機物質(zhì)含量多少的指標?；瘜W(xué)需氧量越大，說明水體受有機物的污染越嚴重?！?2〕化學(xué)需氧量〔COD〕的測定，隨著測定水樣中復(fù)原性物質(zhì)以與測定方法的不同，其測定值也有不同。目前應(yīng)用最普遍的是重鉻酸鉀氧化法。重鉻酸鉀〔K2Cr2O7〕法，氧化率高，再現(xiàn)性好，適用于測定水樣中有機物的總量。〔+2〕逆溫層與湍流逆溫逆溫層與湍流逆溫：溫度隨高度的升高而增高的大氣層稱為逆溫層；〔+2〕湍流逆溫指因低層空氣的湍流混合作用而形成的逆溫?！?2〕堆肥化堆肥化就是依靠自然界廣泛分布的細菌、放線菌、真菌等微生物，以與由人工培養(yǎng)的工程菌等，在一定的人工條件下，〔+2〕有控制地促進可被生物降解的有機物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的生物化學(xué)過程，其實質(zhì)就是一種生物代謝過程。〔+2〕4可持續(xù)性開展既滿足當代人的需求，又不對后代人滿足其需求的能力構(gòu)成危害的開展稱為可持續(xù)開展。它們是一個密不可分的系統(tǒng)，既要到達開展經(jīng)濟的目的，又要保護好人類賴以生存的大氣、淡水、海洋、土地和森林等自然資源和環(huán)境，使子孫后代能夠永續(xù)開展和安居樂業(yè)?！?4〕5環(huán)境保護環(huán)境保護就是保護人類生存的自然環(huán)境不受污染和破壞。具體一點講，就是要求人類采取法律的、行政的、經(jīng)濟的、科學(xué)技術(shù)的措施和手段，合理利用自然資源，防止環(huán)境污染和破壞，以求保護和開展自然環(huán)境的動態(tài)平衡，擴大有用資源的再利用，保障人類社會的正常開展。〔+4〕6煙流有效高度是指從煙囪排放的煙云距地面的實際高度，〔+2〕就是煙流中心線完全水平時距地面高度，它等于煙囪〔排放筒〕幾何高度Hs與煙流抬升高度AH之和?！?2〕7京都議定書為了人類免受氣候變暖的威脅，1997年12月，在日本京都召開的？聯(lián)合國氣候變化框架公約？締約方第三次會議通過了旨在限制興旺國家溫室氣體排放量以抑制全球變暖的？京都議定書？?！?2〕?京都議定書？規(guī)定，到2021年，所有興旺國家二氧化碳等6種溫室氣體的排放量，要比1990年減少5.2%。？京都議定書？需要在占全球溫室氣體排放量55%以上的至少55個國家批準，才能成為具有法律約束力的國際公約。2005年2月16日，？京都議定書？正式生效。這是人類歷史上首次以法規(guī)的形式限制溫室氣體排放?！?2〕8固體廢物凡人類一切活動過程產(chǎn)生的，〔+1〕且對所有者已不再具有使用價值而被廢棄的固態(tài)或半固態(tài)物質(zhì)，通稱為固體廢物?！?2〕各類生產(chǎn)活動中產(chǎn)生的固體廢物俗稱廢渣；生活活動中產(chǎn)生的固體廢物那么稱為垃圾?！惫腆w廢物”實際只是針對原所有者而言?！?1〕9TSPTSP，totalsuspendedparticulate，總懸浮顆粒物，是指能懸浮在空氣中，空氣動力學(xué)當量直徑小于100々m的顆粒物稱為TSP，是大氣質(zhì)量評價中的一個通用的重要污染指標。〔+2〕它的來源有人為源和自然源之分。總懸浮顆粒物的濃度以每立方米空氣中總懸浮顆粒物的毫克數(shù)表示。〔+2〕10酸雨正常條件下，大氣中的CO2被雨水溶解后形成碳酸，使未被污染的雨水本身呈酸性。其pH最低值能到達5.6。故被酸性物質(zhì)污染的雨水pH值小于5.6，這樣的雨水稱為酸雨?！?4〕二、簡答題〔每題10分，共60分〕1水處理中膜別離方法有哪些，其推動力和特點是什么？〔10分〕膜別離法是利用特殊的薄膜對液體中的某些成分進展選擇性透過的方法的統(tǒng)稱溶劑透過膜的過程稱為滲透，溶質(zhì)透過膜的過程稱為滲析。常用的膜別離方法有電滲析、反滲透、超濾，其次是自然滲析和液膜技術(shù)?！?5〕膜別離的作用機理是由別離物質(zhì)間的作用引起的，同膜傳質(zhì)過程的物理化學(xué)條件，以與膜與別離物質(zhì)間的作用有關(guān)。根據(jù)膜的種類、功能和過程推動力的不同各種膜別離法的特征和它們之間的區(qū)別如下：DOC版.方法推動力傳遞機理透過物與其大小截留物 膜類型電滲電位差析電解質(zhì)離于子選擇性透過溶解性無機物0.004?0.1々m非電解質(zhì)大分子物 離子交換膜反滲壓力差透2?10MPa木、溶劑溶劑的擴散0.0004?0.06/zm溶質(zhì)、鹽〔ss、大分非對稱膜或復(fù)子、離子〕 合前超濾壓力差方法推動力傳遞機理透過物與其大小截留物 膜類型電滲電位差析電解質(zhì)離于子選擇性透過溶解性無機物0.004?0.1々m非電解質(zhì)大分子物 離子交換膜反滲壓力差透2?10MPa木、溶劑溶劑的擴散0.0004?0.06/zm溶質(zhì)、鹽〔ss、大分非對稱膜或復(fù)子、離子〕 合前超濾壓力差0.1?1.0MP篩濾與外表作用滲析濃度差溶質(zhì)擴散液膜化學(xué)反響和濃度差反響促進和擴散水、鹽與低分子有機物0.005?10zm低分子物質(zhì)、離子0.004?0.15zm雜質(zhì)〔電解質(zhì)離子〕膠體大分子不溶的有機物溶劑，分子量〉1000溶劑〔非電解質(zhì)〕非對稱膜非對稱膜?離子交換膜液膜(rqo/L)E需筆址試判姑栗〔+5〕2當水中有氨類存在時，氯消毒的余氯曲線如何變化，繪圖說明各局部的意義〔10分〕折點加氯消毒過程中余氯量與加氯量的關(guān)系曲線圖如以下圖：〔+5〕圖中虛線（該線與坐標軸的夾角為45度）表示水中無雜質(zhì)時加氯量與余氯量相等。同一加氯量下，虛線與實線的縱坐標差（b）代表水中微生物和雜質(zhì)的耗氯量，通?？砂褜嵕€分成四個區(qū)：在1區(qū)內(nèi)，氯先與水中所含的復(fù)原性物質(zhì)（如NO2-、Fe2+、S2-等）反響，余氯量為0，在此過程中雖然也會殺死一些細茵，但消毒效果不可靠。〔+1〕在2區(qū)內(nèi)，投氯量與氨的摩爾比小于1，投加的氯根本上都與氨化合成氯胺，以化合性余氮存在。當Cl2：NH3=1時，氯胺量達2區(qū)最大（峰點H），2區(qū)有一定消毒效果。〔+1〕3區(qū)內(nèi)仍然是化合性余氯，但由于加氯量較大，Cl2：NH3〉1，局部氯胺被氧化為N2O或N2，化合性余氯量逐漸減少。當Cl2：NH3=2時，氯胺量減至最小值（B點）。如接觸時間足夠長，B點的余氯量趨于0?！?2〕到4區(qū)，Cl2：NH3〉2,氯胺不再增加，余氯以游離性氯存在，實線與虛線平行。稱B點為折點，表示余氯存在形式的轉(zhuǎn)折點?！?1〕3影響大氣污染物擴散的重要因素有哪些？〔10分〕影響大氣污染物擴散的主要因素有氣象的動力因子和熱力因素、氣象狀況、地理因素、污染物和污染源的特點?！?〕動力因子：動力因子主要指風(fēng)和湍流，它們使決定污染物在大氣中擴散稀釋的最直接最本質(zhì)的因素，其他一切氣象因素都是通過風(fēng)和湍流的作用來影響擴散稀釋的。凡有利于增大風(fēng)速、增強湍流的氣象條件，都有利于污染物都稀釋擴散；否那么，會加重污染。〔+3〕〔2〕熱力因素：熱力因子主要是指大氣的溫度層結(jié)和大氣穩(wěn)定度。〔+3〕〔3〕氣象狀況：逆溫；輻射和云?！?2〕〔4〕地理因素：下墊面〔地形和地物〕的影響；山谷風(fēng)；海陸風(fēng)?！?2〕4三峽工程建立爭議聲一直不絕于耳，試分析水利工程對生態(tài)環(huán)境的利與弊〔10分〕正面效應(yīng)：減輕洪澇、干旱災(zāi)害；提供清潔能源、減輕環(huán)境污染；提供和改善航運；改善水質(zhì)，提供水源；創(chuàng)造和改善旅游和娛樂?！?5〕負面效應(yīng)：引起地質(zhì)、洪澇災(zāi)害；引起河道斷流；地下水超采；濕地破壞；淹沒土地，造成移民問題?！?5〕5固體廢物厭氧消化的主要影響因素有哪些？〔10分〕厭氧消化的主要影響因素包括以下幾個方面。〔1〕原料配比大量報道和實驗說明，厭氧消化的反響物碳氮比在〔20?30〕：1時較為適宜。一般將貧氮有機物〔如作物秸稈等〕和富氮有機物〔如人畜糞尿、污泥等〕進展合理配比，從而得到適宜的碳氮比。〔+2〕〔2〕溫度根據(jù)溫度的不同，可把發(fā)酵過程分為中溫發(fā)酵〔30?36°C〕和高溫發(fā)酵〔50?55°C〕。一般厭氧消化?？刂圃谶@兩個溫度X圍內(nèi)，以獲得盡可能高的降解速度?！?2〕〔3〕酸堿度水解、發(fā)酵菌與產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌對pH值的適應(yīng)X圍大致為5?6.5，而甲烷菌對pH值的適應(yīng)X圍為6.6?7.5之間。為提高系統(tǒng)對PH的緩沖能力，需要維持一定的堿度。通常情況下，堿度控制在在2000?5000mgCaC03/L，可通過投加石灰或含氮物料的方法進展調(diào)節(jié)?！?2〕〔4〕Eh一般來講，厭氧微生物只能在Eh值100mV以下甚至負值時才能生長。產(chǎn)甲烷菌生長和產(chǎn)甲烷的適宜氧化復(fù)原電位〔Eh〕是-330mV以下。〔5〕攪拌攪拌是促進厭氧消化所不可缺少的，有效的攪拌可以增加物料與微生物接觸的時機；使系統(tǒng)內(nèi)的物料和溫度均勻分布；防止局部出現(xiàn)酸積累；使生物反響生成的硫化氫、甲烷等對厭氧菌活動有阻害的氣體迅速排出；使產(chǎn)生的浮渣被充分破碎?！?〕有毒物質(zhì)有毒物質(zhì)能抑制發(fā)酵微生物的生命活力，發(fā)酵菌對有毒物質(zhì)有一定的忍耐程度，超過允許濃度會使沼氣發(fā)酵受阻?！?2〕〔7〕添加劑在發(fā)酵液中添加少量有益的化學(xué)物質(zhì)，有助于促進厭氧發(fā)酵，提高產(chǎn)氣量和原料利用率。分別在發(fā)酵液中添加少量的硫酸鋅、磷礦粉、煉鋼渣、碳酸鈣、爐灰等均可不同程度地提高產(chǎn)氣量、甲烷含量以與有機物質(zhì)的分解率，其中以添加磷礦粉的效果為最正確?！?〕接種物厭氧消化中菌種數(shù)量的多少和質(zhì)量的好壞直接影響沼氣的產(chǎn)生。不同來源的厭氧發(fā)酵接種物，對產(chǎn)氣量和氣體組成由不同的影響。添加接種物可促進早產(chǎn)氣，提高產(chǎn)氣率?！?2〕6噪聲污染與大氣污染、水污染相比具有哪些典型的特征？〔10分〕噪聲污染與大氣污染、水污染相比具有以下典型的特征：〔1〕噪聲是人們不需要的聲音的總稱。因此一種聲音是否屬于噪聲，除聲音本身的物理性質(zhì)外，還與判斷者心理和生理上的因素有關(guān)；〔+3〕〔2〕聲音在空氣中傳播時衰減很快，它的影響面不如大氣污染和水體污染那么廣，而具有局部性；〔+2〕〔3〕噪聲污染在環(huán)境中不會有殘留的污染物質(zhì)存在，一旦噪聲源停頓發(fā)聲后，噪聲污染也立即消失；〔+3〕〔4〕噪聲一般不直接致命或致病，它的危害是慢性的和間接的?！?2〕三、論述題〔第1、2小題每題15分，第3小題20分，共50分〕1試用圖例表示高架源排煙的5種煙型，并簡述其發(fā)生原因、特點與危害。〔15分〕

波浪型爬升型漫煙塑波浪型爬升型漫煙塑煙型性狀大氣狀態(tài)發(fā)生情況地面污染狀況波浪型〔+3〕煙云擴散速率快，呈劇烈翻卷狀r>0，r>rd大氣不穩(wěn)定，對流強列八、、出現(xiàn)于陽光較強的中午前后近污染源地區(qū)污染物落地濃度高，一般不能形成煙霧事件錐型〔+3〕煙云規(guī)那么擴散能力比波浪型弱，外形似橢圓錐r>0，r=rd大氣處于中性穩(wěn)定狀態(tài)出現(xiàn)于多云或陰天的白天，強風(fēng)的夜晚或冬季夜間污染物輸送較遠平展型〔+3〕煙云垂直方向擴散速度小，水平方向上有緩慢擴散，像一條帶子飄向遠方r<0，r<rd大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)，出現(xiàn)逆溫層多出現(xiàn)于弱晴朗的夜晚和早晨污染物輸送遠，遇阻不易擴散逆溫層下污染物濃度大爬升型〔+3〕煙云下側(cè)呈平直狀，上側(cè)出現(xiàn)湍流擴散排出口上方：r>0，r>rd，大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài)下方：r<0，r<rd，大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)常出現(xiàn)在日落前后，地面有輻射逆溫，大氣穩(wěn)定，高空大氣不穩(wěn)定煙囪高度處于不穩(wěn)定層時，污染物不向下擴散，對地面污染較小漫煙型〔+3〕煙云上側(cè)呈平直狀，下側(cè)出現(xiàn)湍流擴散排出口上方：r<0，r<rd，大氣穩(wěn)定下方：r>0，r>rd，大氣不穩(wěn)定常出現(xiàn)在日出后，地面低層空氣增溫，上部仍保持逆溫?zé)焽韪叨鹊陀诜€(wěn)定層時，污染物向下擴散，地面污染嚴重

2試解釋氧垂曲線，根據(jù)氧垂曲線可以說明什么問題？〔15分〕污染物排入水體后即發(fā)生生物化學(xué)分解作用，在分解過程中消耗水中的溶解氧。溶解氧的變化狀況反映了水體中有機污染物凈化的過程，因而可把溶解氧作為水體自凈的標志。如果以河流流程作為橫坐標，溶解氧飽和率作為縱坐標，在坐標紙上標繪曲線，將得一下垂形曲線，常稱氧垂曲線，最低點稱臨界點。在一維河流和不考慮擴散的情況下，河流中的可生物降解有機物和溶解氧的變化可以用S-P(Streeter-Phelps)公式模擬?！?5〕該圖反響了耗氧和復(fù)氧的協(xié)同作用。圖中a為有機物分解的耗氧曲線，b為水體復(fù)氧曲線，c為氧垂曲線，最低點Cp為最大缺氧點。假設(shè)Cp點的溶解氧量大于有關(guān)規(guī)定的量，從溶解氧的角度看，說明污水的排放未超過水體的自凈能力。假設(shè)排入有機污染物過多，超過水體的自凈能力那么Cp點低于規(guī)定的最低溶解氧含量，甚至在排放點下的某一段會出現(xiàn)無氧狀態(tài)，此時氧垂曲線中斷，說明水體已經(jīng)污染。在無氧情況下，水中有機物因厭氧微生物作用進展厭氧分解，產(chǎn)生硫化氫、甲烷等，水質(zhì)變壞，腐化發(fā)臭。氧垂曲線上［DO］變化規(guī)律反映河段對有機污染的自凈過程。這一問題的研究，對評價水污染程度，了解污染物對水產(chǎn)資源的危害和利用水體自凈能力，都有重要意義。有機物進展生物凈化的過程中，復(fù)氧與耗氧同時進展，水中溶解氧含量即為耗氧與復(fù)氧兩過程相互作用的結(jié)果。氧垂曲線反映了。0的變化：在未污染前，河水中的氧一般是飽和的。污染之后，先是河水的耗氧速率大于復(fù)氧速率，溶解氧不斷下降。隨著有機物的減少，耗氧速率逐漸下降；而隨著氧飽和缺乏量的增大,復(fù)氧速率逐漸上升。當兩個速率相等時，溶解氧到達最低值。隨后，復(fù)氧速率大于耗氧速率，溶解氧不斷上升，最后又出現(xiàn)飽和狀態(tài)，污染河段完成自凈過程?？杀硎救缦拢寒敽难跛俾?gt;復(fù)氧速率時，溶解氧曲線呈下降趨勢；當耗氧速率=復(fù)氧速率時，為溶解氧曲線最低點，即最缺氧點；當耗氧速率<復(fù)氧速率時，溶解氧曲線呈上升趨勢發(fā)生以上變化的原因來自水體復(fù)氧和耗氧兩方面：〔+5〕耗氧原因：有機物的生物氧化硝化作用：水中存在氨，硝化作用會消耗溶解氧。水底沉泥的分解。水生植物的呼吸作用。無機復(fù)原性物質(zhì)的影響。復(fù)氧原因：空氣中的氧通過河流水面不斷地溶入水中；水體中植物光合作用產(chǎn)生氧?！?5〕2021年11月25日，國務(wù)院總理溫家寶主持召開國務(wù)院常務(wù)會議，研究部署應(yīng)對氣候變化工作，決定到2021年我國控制溫室氣體排放的行動目標，并提出相應(yīng)的政