环境工程化学总结版
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环境化学期末总结1. 引言环境化学是研究环境中化学变化、存在的各种物质以及它们对环境的影响的一门学科。
本学期,我在环境化学课程中学习了各种环境问题的化学原理、分析方法以及环境监测与管理方面的知识。
通过这门课程的学习,我深入了解了环境问题的复杂性以及对环境保护的重要性,对环境化学有了更加全面的认识。
2. 环境化学基础知识在本学期的学习中,我对环境化学的基础知识有了更深入的了解。
首先,我学习了环境中的化学反应和化学平衡,了解了各种环境污染物的产生和转化过程。
例如,大气中的光化学反应可以形成臭氧,臭氧是一种强氧化剂,对人体健康和环境造成危害;水中生物降解可以将有机污染物转化为无机物,降低其对水体的污染程度。
其次,我学习了环境物质分析方法。
环境中的污染物种类繁多,需要通过一系列的分析方法进行监测和定量分析。
比如,大气中常用的监测方法有气相色谱、质谱联用技术等;水中污染物的监测方法包括重金属的原子吸收光谱、有机污染物的气相色谱质谱等。
最后,我学习了环境样品的采集和预处理方法。
环境样品的采集和预处理是环境监测的重要环节,直接关系到分析结果的准确性。
在课程中,我了解了各种环境样品(如大气、水、土壤等)的采集方法,以及对样品的前处理步骤,如样品的提取、富集和净化等。
3. 环境问题的化学处理环境污染已成为世界面临的重要问题之一,其解决需要借助环境化学的知识和技术。
在本学期的学习中,我了解了环境问题的化学处理方法。
首先,酸雨是我国面临的严重环境问题之一。
酸雨的主要成因是大气中二氧化硫、氮氧化物与水蒸气反应生成的硫酸和硝酸,对植物生长和土壤质量造成了严重影响。
我学习了酸雨的形成机制以及针对酸雨的化学处理方法,如烟气脱硫和氮氧化物的催化还原等。
另外,水体污染也是我国环境问题的主要矛盾之一。
我学习了水体中主要污染物的化学特性和处理方法,如重金属离子的沉淀、有机污染物的活性炭吸附等。
土壤污染是近年来我国面临的严重环境问题之一,对农田安全种植和生态环境产生了很大的影响。
1.大气层的结构和温度的变化?大气层的结构(从下到上)温度变化(随高度的增加)对流层 降低 平流层 升高 中间层 降低 热层 升高 逃逸层2.大气中的主要污染物?分类标准 污染物 物理状态 气态污染物和颗粒物 形成过程 一次污染物和二次污染物化学组成含硫化合物、含碳化合物、含氮化合物和含卤素化合物3.燃烧过程中影响xNO 形成因素?影响形成因素 因素影响状况燃烧温度NO 的生成量随燃烧温度的升高而增多(燃烧过程中,高温既能产生较高的NO 含量,又助于NO 的快速生成)空燃比(空气质量与燃料质量的比值)当空燃比低时,随着空燃比逐渐增高,氮氧化合物逐渐增加;当空燃比等于化学计量空燃比时,氮氧化合物达到最大值;当空燃比超过化学计量空燃比时,由于过量的空气使火焰冷却,燃烧温度降低,氮氧化合物的含量也随之降低。
4.影响气团稳定性的因素为温度和密度。
5.影响大气污染物迁移的因素?空气的机械运动、天气形势逆温和地理地势逆温。
6.大气中重要自由基及其来源? 自由基来源()羟基∙HO3O 的光解(清洁大气)2HNO 和22O H 的光解(污染大气) ()过氧羟基∙2HO 主要是醛的光解,还有些来源于亚硝酸酯和 22O H 的光解()烷基∙R 乙醛和丙酮的光解(甲基)()烷氧基∙RO甲基亚硝酸酯和甲基硝酸酯的光解(甲氧基) ()过氧烷基∙2RO烷基与空气中的2O 结合而形成7.卤代烷基的键强顺序?I R Br R Cl R H R F R ->->->->-8.何谓温室效应和温室气体?温室效应:大气中的2CO 吸收了地面辐射出来的红外光,把能量截留于大气之中,从而使大气温度升高,这种现象称为温室效应。
温室气体:能够引起温室效应的气体。
9.说明光化学烟雾现象,解释污染物与产物的日变化曲线,并说明光化学烟雾产物的性质与特征。
光化学烟雾现象:含有氮氧化合物和碳氢化合物等一次污染物的大气,在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物,这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象,称为光化学烟雾现象。
环保基本化学知识点总结化学是环保工作中非常重要的一部分,通过化学原理和技术手段可以有效地处理污染物,防止环境污染,保护生态系统。
本文将总结环保中的基本化学知识点,包括环境污染物的种类和特性、清洁生产技术、环境污染治理技术等内容。
一、环境污染物的种类和特性1. 大气污染物:大气污染物主要包括硫化物、氮化物、氧化物、颗粒物等。
其中,二氧化硫和氮氧化物是主要的酸雨前体物,对环境和人体健康都具有危害。
2. 水污染物:水污染物主要包括有机污染物、无机污染物、营养盐和重金属等。
有机污染物主要是废水中的有机物质,如石油、苯、酚、农药等。
无机污染物主要是重金属离子和无机盐类,如铬、镉、铅、氰化物等。
3. 土壤污染物:土壤污染物主要包括重金属、有机物和放射性元素等。
重金属是土壤中的主要污染物之一,对植物生长和土壤生态系统都具有危害。
4. 噪音污染:噪音污染是由于工业设备、交通工具和社会生活活动发出的噪音对周围环境和人类健康造成的一种污染。
噪音会影响人的休息和睡眠,导致心理和生理问题。
5. 光污染:光污染是指人类各种活动所产生的过度或不正常的光照,对生物和人类健康造成的污染。
光污染对生物的生理节律和繁殖行为都有不良影响。
二、清洁生产技术1. 节能技术:节能技术包括提高设备能效、优化工艺流程、回收废热、使用替代能源等方法,以减少能源消耗和减低生产成本。
2. 清洁生产技术:清洁生产技术包括减少生产废物和污染物产生、优化原材料利用率、采用绿色环保工艺等手段,实现可持续发展。
3. 循环利用技术:循环利用技术是指通过废物回收再利用、资源再生循环等方式,最大限度地减少对环境的影响,减少原材料消耗和废弃物排放。
4. 低排放技术:低排放技术包括采用现代环保设备、改进工艺流程、提高废气、废水、废固等处理效率等,来减少一氧化碳、氮氧化物、硫化物等污染物的排放。
5. 绿色化学品:绿色化学品是指种植物提取物、酶制剂、生物发酵制品等天然材料,或者是低毒、低污染的合成材料,以替代高毒、高污染的化学品,减轻对环境的负面影响。
环境化学中考知识点总结一、大气化学1. 大气成分大气由氮气、氧气、水蒸气、二氧化碳等多种气体组成,其中氮气和氧气是主要成分。
气体的组成对大气的化学性质和环境影响具有重要作用。
2. 大气污染大气污染是指大气中出现的有害物质,包括颗粒物、二氧化硫、一氧化碳、挥发性有机物等。
大气污染会对人类健康和环境造成危害,因此需要对大气污染物进行监测和控制。
3. 大气中的化学反应大气中的化学反应是大气化学的重要内容,例如大气中的氧化还原反应、光化学反应等。
这些化学反应会影响大气中的气体组成和化学性质。
4. 温室气体温室气体是指能够吸收和发射地球表面辐射的气体,包括二氧化碳、甲烷、氮氧化物等。
温室气体的增加会导致地球表面温度升高,引起全球气候变化。
5. 大气保护大气保护是保护大气环境免受污染和破坏的行为,包括大气污染的治理和减排措施,以及大气环境的监测和评估。
二、水环境化学1. 地表水和地下水地表水是指地表流和地表水体,包括江河湖泊、河流和湖泊等;地下水是指地下水埋层中的水,包括地下水和含水层等。
地表水和地下水是人类生活和生产的重要水资源。
2. 水质污染水质污染是指水体中出现的各种有害物质,包括重金属、农药、工业废水等。
水质污染会危害人类健康和生态环境,因此需要对水质进行监测和保护。
3. 水的净化水的净化是指对水体中的有害物质进行去除和处理,包括物理净化和化学净化等方法。
水的净化对人类生活和生态环境具有重要意义。
4. 水的化学性质水的化学性质包括酸碱性、氧化还原性、络合反应等。
了解水的化学性质对水环境的保护和管理具有重要作用。
5. 水资源管理水资源管理是指对水资源的开发利用、保护和管理,包括水资源的合理利用、水资源的节约和再生利用等。
水资源管理对社会经济发展和生态环境具有重要影响。
三、土壤化学1. 土壤成分土壤是由矿物质、有机质、水和空气等组成的复杂体系,其中有机质是土壤的重要组成部分。
了解土壤成分对土壤肥力和保护具有重要意义。
环境化学课程期末总结一、引言环境化学是一门研究物质在环境中的行为和转化的学科,对于环境保护和治理至关重要。
本学期我学习了环境化学课程,通过课堂学习和实验实践,深入了解了环境化学领域的基本理论、实验技术和应用前景。
以下是我对该课程的总结。
二、基本理论1. 环境污染与环境化学环境污染是指各种有害物质在环境中积累而对生态系统和人类健康造成的危害。
环境化学研究了污染物的组成、分布、转化和控制等问题,为环境保护提供了理论和技术支持。
2. 污染物的分类和性质污染物按来源可分为点源和非点源污染物;按物理状态可分为固体、液体和气体污染物;按污染物化学性质可分为有机污染物和无机污染物。
了解这些污染物的分类和性质有助于确定污染物的传输途径和环境行为。
3. 污染物的分析技术环境化学课程中学习了污染物的分析技术。
常见的分析方法有色谱、质谱、光谱和电化学等。
这些方法可以快速、准确地检测和定量分析污染物,为环境监测和污染源的识别提供了有效手段。
三、实验实践1. VOCs的测定在实验室中,我们通过气相色谱仪检测挥发性有机物(VOCs)的浓度。
这种有机化合物对人体健康和大气环境都有一定的危害性,因此其监测和控制至关重要。
通过实验,我学会了如何采集样品、进行样品预处理、操作气相色谱仪进行分析,并且掌握了数据处理和结果解读的方法。
2. 水体中污染物的测定在水体污染控制中,我们需要测定水体中的污染物浓度,以评估水质状况并采取相应的治理措施。
通过实验,我学习了水样的提取方法、仪器的操作步骤以及常见污染物的测定方法。
例如,我们使用紫外光谱仪测定了水体中苯酚的含量,同时也学习了分光光度法等其他方法。
四、应用前景1. 环境保护环境化学的研究成果广泛应用于环境保护领域。
通过了解污染物的形成和传输机制,我们可以制定相应的环境治理措施。
利用先进的分析方法,我们可以快速、准确地监测和评估环境中污染物的含量,及时采取控制措施。
2. 废弃物处理与资源回收环境化学的研究还为废弃物处理和资源回收提供了技术支持。
环境化学原理和知识点总结环境化学的研究对象主要包括大气、水体和土壤环境中的化学物质。
在大气环境中,环境化学研究大气污染物的来源、转化过程,以及大气中的化学反应、形成和消解机制。
在水体环境中,环境化学研究水中各种化学物质的赋存形式、分布规律,以及水质污染的识别、监测和治理技术。
在土壤环境中,环境化学研究土壤中各种污染物的迁移、转化和归趋规律,以及土壤污染的防治和修复措施。
此外,环境化学还涉及各种环境介质之间的相互作用和耦合效应,以及生物体对环境中化学物质的吸收、富集和代谢过程。
环境化学的基本原理包括化学动力学、热力学、电化学、光化学等多个方面。
在环境化学中,化学动力学是研究化学反应速率和反应机制的核心原理。
化学动力学可以描述环境中的化学反应速率的变化规律,揭示环境中的化学反应过程。
热力学是研究物质能量转化和平衡状态的原理,它可以描述环境中化学反应的热效应和平衡态条件。
电化学是研究化学反应中电荷转移和电化学反应的原理,它可以揭示环境中的电化学过程和电化学污染物的迁移规律。
光化学是研究光能与物质之间相互作用的原理,它可以解释环境中的光化学反应和光化学污染物的转化机制。
环境化学中的一些重要知识点包括污染物的生物富集和生物放大效应、环境中的化学平衡和动态平衡、环境中的氧化还原反应和氧化还原电位、环境中的化学分馏和物质迁移、环境中的化学传递和物质转换、环境中的污染物降解和修复技术等。
在污染物的生物富集和生物放大效应中,环境化学关注生物体对环境污染物的吸收和富集能力以及生物体之间污染物的传递和转化规律。
在环境中的化学平衡和动态平衡中,环境化学研究环境中各种化学平衡态条件的形成机制和破坏规律。
在环境中的氧化还原反应和氧化还原电位中,环境化学揭示了环境中氧化还原反应的热力学和动力学机制,以及氧化还原电位的测定和应用方法。
在环境中的化学分馏和物质迁移中,环境化学研究环境中物质在不同介质之间的分馏和迁移规律,以及分馏过程中的物质分布和转化机制。
名词解释:生物放大指在同一食物链上的高营养级生物,通过吞食低营养级生物蓄积某种元素或难降解物质,使其在机体内的浓度随营养级数提高而增大的现象。
吸附等温线在固定温度下,当吸附达到平衡时,颗粒物表面的吸附量(G)与溶液中溶质平衡浓度(c)之间的关系可用吸附等温线表达。
Henry 型等温线为直线型:G = k · c k:分配系数Freundlich 型等温线:G = k · c · exp(1/n)lgG = lgk + 1/n lgcLangmuir 型等温线:G = G0· c /(A+c)1/G = 1/G0 + (A/ G0)(1/c)G0——单位表面上达到饱和时间的最大吸附量;A——常数。
大气稳定度气层的稳定程度,或者说大气中某一高度上的气块在垂直方向上相对稳定的程度。
光化学烟雾含有氮氧化物和碳氢化物等一次污染物的大气,在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物,这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象。
产物:O3、PAN(过氧乙酰脂)、高活性自由基(HO2、RO2、RCO)、醛、酮、有机酸形成条件:大气中有氮氧化物和碳氢化合物、气温较高、强阳光照射天然水的酸度(Acidity)指水中能与强碱发生中和作用的全部物质,亦即放出H+ 或经过水解能产生H+ 的物质总量。
组成水中酸度的物质可归纳为三类:强酸弱酸和强酸弱碱盐。
天然水的碱度水中能与强酸发生中和作用的全部物质,亦即能接受质子的物质的总量。
组成水中碱度的物质可归纳为三类:强碱、弱减、强碱弱酸盐气温垂直递减率随高度升高气温的降低率称为大气垂直递减率。
每升高100m气温降低0.6℃。
简答:环境化学的前沿研究领域1、化学污染物的结构—生物活性关系;有毒重金属的形态与生物可给性的关系;难降解有毒有机污染物的结构-生物活性关系/处理过程与活性规律的关系;低剂量化学品长期暴露的环境效应和生物效应;2、环境体系中多种污染物的交叉作用和联合效应及控制技术、多种污染物的耦合作用和控制技术的耦合机理。
环境工程复习总结第一篇:环境工程复习总结《环境工程原理》一、知识点第一章1、环境、环境污染的定义环境:是一个相对的概念,它是与某个中心事物相关的周围事物的总称。
环境污染:它主要是由于人为因素造成的环境质量恶化,从而扰乱和破坏了生态系统、生物生存和人类生活条件的一种现象。
2、了解各种环境净化与控制技术;从技术原理上的分类(隔离、分离、转化)各种环境净化与控制技术:水质净化与水污染控制技术、空气净化与大气污染控制技术、土壤净化与污染控制技术、固体废物处理处置与资源化、物理性污染控制技术、生物污染控制、面源与移动源污染防治技术。
隔离(扩散控制)、分离(不同介质间的迁移)、转化(化学生物反应)隔离:是将污染物或污染介质隔离,从而切断污染物向周围环境的扩散途径,防止污染进一步扩大。
分离:利用污染物与污染介质或其他污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离,从而达到污染物去除或回收利用的目的。
转化:利用化学反应或生物反应,使污染物转化成无害物质易于分离的物质,从而使污染介质得到净化与处理。
第二章1.环境工程“三传”原理:传质、传热、动量传递2.国际单位制中的7个基本单位和2个辅助单位;物理单位间的换算国际单位制的7个基本单位:长度(米m)、质量(千克kg)、时间(秒s)、电流(安培A)、热力学温度(开尔文K)、物质的量(摩尔mol)、发光强度(坎德拉cd)。
2个辅助单位:平面角(弧度rad)立面角(球面度sr)物理单位间的换算(见课本22页)3.量纲;MLtT量纲体系;常用物理量及其表示方法;特别是浓度各种表示方法之间的换算量纲:用来描述物体或系统物理状态的可测量性质。
MLtT量纲体系在SI中将质量、长度、时间、温度的量纲作为基本量纲,分别以M、L、t、T表示。
简称为MLtT量纲体系。
常用物理量及其表示方法;特别是浓度各种表示方法之间的换算(见课本26页)4.衡算系统;稳态系统与非稳态系统;开放系统与封闭系统衡算系统:衡算的空间范围稳态系统:系统中流速,压力,密度等物理量只是位置的函数,而不随时间变化;非稳态系统:当系统中流速,压力,密度等物理量不仅随位置变化,而且随时间变化。
白色污染的几种处理方法1. 热裂解和催化裂解技术由于裂解反应理论研究的不断深入,国内外对裂解技术的开发取得了许多进展。
裂解技术因最终产品的不同分为两种:一种是回收化工原料(如乙烯、丙烯、苯乙烯等),另一种是得到燃料(汽油、柴油、焦油等)。
虽然都是将废旧塑料转化为低分子物质,但工艺路线不同。
制取化工原料是在反应塔中加热废塑料,在沸腾床中达到分解温度(600~900℃),一般不产生二次污染,但技术要求高,成本也较高。
裂解油化技术则通常有热裂解和催化裂解两种。
日本富士循环公司的将废旧塑料转化为汽油、煤油和柴油技术,采用ZSM-5催化剂,通过两台反应器进行转化反应将塑料裂解为燃料。
每千克塑料可生成0.5L汽油、0.5L煤油和柴油。
美国Amoco公司开发了一种新工艺,可将废旧塑料在炼油厂中转变为基本化学品。
经预处理的废旧塑料溶解于热的精炼油中,在高温催化裂化催化剂作用下分解为轻产品。
由PE回收得LPG、脂肪族燃料;由PP回收得脂肪族燃料,由PS可得芳香族燃料。
Yoshio Uemichi 等人研制了一种复合催化体系用于降解聚乙烯,催化剂为二氧化硅/氧化铝和HZSM-5沸石。
实验表明,这种催化剂对选择性制取高质量汽油较有效,所得汽油产率为58.8%,辛烷值94。
国内李梅等废旧塑料在反应温度350~420℃,反应时间2~4s,可得到MON73的汽油和SP-10的柴油,可连续化生产的工艺。
李稳宏等进行了废塑料降解工艺过程催化剂的研究。
以PE、PS及PP为原料的催化裂化过程中,理想的催化剂是一种分子筛型催化剂,表面具有酸性,操作温度为360℃,液体收率90%以上,汽油辛烷值大于80。
刘公召研究开发了废塑料催化裂解一次转化成汽油、柴油的中试装置,可日产汽油柴油2t,能够实现汽油、柴油分离和排渣的连续化操作,裂解反应器具有传热效果好,生产能力大的特点。
催化剂加入量1~3%,反应温度350~380℃,汽油和柴油的总收率可达到70%,由废聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯制得的汽油辛烷值分别为72、77和86,柴油的凝固点为3,-11,-22℃,该工艺操作安全,无三废排放。
要求掌握大气的基本性质和组成,污染物的源和汇,大气中主要的气相反应和液相反应以及大气颗粒物性质等基本概念和基本原理;掌握酸雨、温室效应及臭氧层破坏等全球关注的大气问题。
掌握天然水体的组成和性质;溶解和沉淀、氧化和还原、配合作用及固液界面间相互作用等基本原理在环境化学中的应用;了解主要有毒难降解污染物的环境行为及归趋模式。
掌握土壤主要的理化性质,重金属及氮、磷营养物质在土壤环境中的迁移、积累以及有机农药等污染物在土壤中的降解途径和持留,了解环境条件变化对污染物在土壤中迁移转化的影响。
掌握大气、水和土壤样品的采集方法,重金属、有机污染物的分析方法原理,污染控制方法原理。
第一章:绪论环境定义:环境是指与某一中心事物有关(相适应)的周围客观事物的总和,中心事物是指被研究的对象。
对人类社会而言,环境就是影响人类生存和发展的物质、能量、社会、自然因素的总和。
分类:环境包括自然环境和社会环境两大部分。
自然环境:是人类目前赖以生存、生活和生产所必需的自然条件和自然资源的总称中华人民共和国环境保护法》把环境定义为:“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环境问题:全球环境或区域环境中出现不利于人类生存和发展的各种现象原生环境问题:自然力引发,也称第一类环境问题,火山喷发、地震、洪灾等次生环境问题:人类生产、生活引起生态破坏和环境污染,反过来危及人类生存和发展的现象,也称第二类环境问题。
又包括:环境污染和生态破坏。
目前的环境问题一般都是次生环境问题。
生态破坏:人类活动直接作用于自然生态系统,造成生态系统的生产能力显著减少和结构显著改变,如草原退化、物种灭绝、水土流失等。
环境污染物:是环境化学研究的对象,主要指进入环境后使环境的正常组分和性质发生直接或间接的有害于人类的变化的物质。
按受污染物影响的环境要素:大气污染物、水体污染物、土壤污染物等。
●按污染物的形态:气体污染物、液体污染物和固体废物。
第一章绪论第一节环境问题一、人类活动和环境问题环境问题主要是指在全球环境或区域环境中出现的不利于人类生存与发展的各种现象。
它是当前世界上人类面临的几个重要问题之一。
(1)人与环境的关系a. 人类与环境是一体的环境是人类生存和发展的物质基础,人体组织的组成元素及其含量在一定程度上同地壳的元素及丰度之间具有相关的关系。
b. 人类是环境的产物,又是环境的改造者人类是从环境中产生,同时又通过生产与生活活动,从自然界获取物质资源,然后将经过改造和使用的资源和各种废弃物返还自然界,从而参与自然界的各种物质循环和能量流动过程,不断地改变自然环境。
c. 环境问题的产生源于人类与自然本身人类在改造环境以适应于本身生存的过程中,由于人类认识能力和科学技术水平的限制,往往会产生意料不到的后果,造成环境污料与破坏;另一方面,自然环境也以自已的规律运动着并不断对人类产生反作用,相互间不能很好协调,也会产生环境问题。
(2)环境问题的形成环境问题的形成是多方面的,但目前所指环境问题并非只限于环境污染,主要是人类利用环境不当和在人类发展中与环境不相协调所致。
它大致可分为两类:原生环境问题和次生环境问题。
A、由自然力引起的为原生环境问题,也是第一环境问题,如火山喷发、地震、洪涝、干旱、滑坡等引起的环境问题。
B、由于人类的生产和生活活动所引起的生态系统破坏和环境污染,反过来又危及人类自身的生存和发展的现象,为次生环境问题,也是第二环境问题。
次生巩固境问题包括生态破坏、环境污染和资源浪费等方面,目前所指的环境问题一般是指次生环境问题。
(3)环境系统与的环境因素环境系统地球表面各种环境因素及其相互关系的总称为环境系统。
它实际上是一个不割的整体,但通常把地球环境系统分为大气圈、水圈、土壤圈(或土壤-岩石圈)与生物圈。
人类的活动实质上在大气圈、水圈、土壤圈三圈交会处的生物圈中存在。
特点 a .物质与能量进行着永恒的能量流动和交换 b. 各种生命元素如N、C 、S、P、O、Ca、Mg、K等在地表环境中不断循环,并保持相对稳定的浓度 c. 环境系统是一个开放系统,但能量的收入和支出保持平衡,因而地球表面温度相对恒定 d.具有自我调节能力,维持组成各环境系统的各环境因素相对的稳定性,所有这些都是生物圈各生命发展与的繁衍不可少的条件。
环境因素包括非生物的和生物的。
非生物因素有温度、光、大气、土壤、岩石以及其它如重力、压力、声音和火等。
生物因素是指各种有机体,它们彼此作用,并同非生物环境密切联系着。
从地球各圈层的质量分布表可看出,岩石-土壤圈质量最大,占据了绝大部分的地球质量,但是与人类生活直接相关的部分不多,因此岩石-土壤圈的研究也最少。
水圈的质量较多,但同样的与人类生活密切相关的部分主要是河流、湖泊、地下水中可用的淡部分,在环境工程化学中工作研究得最多.大气的质量相对很少,但是与人类的生存息息相关,只是由于研究手段的原因,在20世纪半叶才开始多方面展开。
(5)环境因素与环境系统间的关系A.环境因素的变化,影响区域环境变化,整个环境系统的变化归根结底是区域环境变化的积累,全球性变化稳定以后,形成新的环境系统,对局部系统产生控制性影响。
例如对森林的滥砍滥伐,造成绿地面积日益缩小,对全球环境因素(物质循环(CO2、H2O为主)和能量循环(直接的是对太阳和地球辐射的吸收和反射的变化,间接的是物质循环过程中携带的化学能、热能等)造成影响,进而影响全球气候和生态平衡,从而建立新的环境系统。
B.环境系统具有一定调节能力,在一定程度上可以对外界的干扰因素进行补偿和缓冲,从而维持环境系统的相对稳定性。
C.环境系统各影响因素的作用相差很大,在一定条件下,某个关键因素发生很小的变化,可能触发内在的反馈机制,引起一系列链式反应,对整个环境系统造成无法挽救的严重后果。
D.环境因素对环境的作用机制复杂. 至今为止,人类还未完全了解环境系统中许多错综复杂的机制,还未能建立精确的模式来揭示环境因素间微妙的平衡关系,有些影响,因科学和人类认知的局限,也只有在不断实践中逐渐认识。
F.生产力的提高,人类对环境的破坏能力逐步增强,对自然界的索求也逐渐增加,对环境的负面影响也越来越大。
二、当前主要面临的环境问题(1)当前人类活动所引起的全球性环境影响主要有下列几个方面:A.天然生态系统的逐渐消失,野生物种大量灭绝,生态系统简化。
农业生态系统的高速发展,少数几种作物代替多样化植被。
人类愈来愈借助化肥与农药来维持农业生态系统的稳定,给生态系统带来了严重的后果.B. 城市化进程加剧,农耕用地面积逐渐缩小,环境背景被破坏,全球环境污染问题日益严重。
C. 土地利用不合理,土壤侵蚀严重,土壤肥力下降,荒漠化成为全球性问题。
D.矿物燃料的燃烧和森林的减少,使大气层中CO2含量正在增长,伴随着热带雨林面积的减少,全球气候将有重大变化。
E.人类对地壳内部金属矿产的开发、利用和弃置,最终将造成这些金属元素在地表环境中浓度的增高。
重金属元素如Hg、Cd、Pb等,毒性重,它们通过食物链危害生态系统。
这些改变多数是不可逆的,如野生动物的灭绝和地表重金属元素浓度的增加;有的则需要较长时间才能恢复,如植被、土壤与大气。
生态破坏是指人类活动直接作用于自然生态系统,造成生态系统的生产力显著减少和结构显著改变,从而引起环境问题。
(2)当前主要面临的环境问题a. 人口问题人口急剧增长是当前环境的首要问题,特别是一些经济不发达国家的人口过度增长,影响了整个国家的经济发展、社会安定和人民生活水平的提高,给人类生活带来许多问题。
如生态环境问题、劳动就业问题、青少年犯罪问题和老龄问题。
b.资源问题主要是指由于人口增长和经济发展,对资源的过量开采和不合理开发利用而产生的影响资源质量的一系列问题。
同人口问题一样,资源问题说到底也是发展问题。
人类社会发展到今天,人口剧增、资源短缺、环境恶化以及生态危机等一系列的世界性问题,已经直接威胁到我们和子孙后代的生存。
c. 生态破坏生态破坏是指人类不合理地开发、利用造成森林、草原等自然生态环境遭到破坏,从而使人类、动物、植物的生存条件发生恶化的现象。
如:水土流失、土地荒漠化、土壤盐碱化、生物多样性减少等等。
d. 环境污染环境污染是指人类直接或间接地向环境排放超过其自净能力的物质或能量,从而使环境的质量降低,对人类的生存与发展、生态系统和财产造成不利影响的现象。
具体包括:水污染在增加,、大气污染、噪声污染、放射性污染等。
随着科学技术水平的发展和人民生活水平的提高,环境污染也特别是在发展中国家。
环境污染问题越来越成为世界各个国家的共同课题之一。
三、环境污染物的环境效应自然过程或人类的生产活动会对环境造成污染和破坏,从而导致环境系统的结构和功能发生变化,谓之环境效应。
可分为:环境物理效应:是物理作用引起的环境效果,如噪声、振动、地面下沉、热岛效应与温室效应等。
例子:噪声与振动:主要是由工矿企业的机器和交通道路的车辆造成的。
噪声与振动不仅会干扰人的思维活动和工作休息,而且还对人体健康有很大的危害。
地面下沉:地处平原的大城市,由于过量开采地下水,就会引起地面下沉。
热岛效应与温室效应:城市和工业区因燃料的燃烧,放出大量的热量,加上建筑群和街道的辐射热量,致使城市的气温高于周围地带,产生热岛效应。
大气中二氧化碳量不断增加,产生所谓温室效应。
另外,工业烟尘和风沙的增加,引起大气混浊度增大和能见度降低,进而和二氧化碳一起影响城区辐射的平衡。
大气中颗粒物的大量存在增加了云雾的凝结核,致使城市降水量增加。
这些也都是环境物理效应。
环境化学效应:在各种环境条件的影响下,物质之间的化学反应所引起的环境效果,如环境的酸化、土壤的盐碱化、地下水硬度的升高、光化学烟雾的发生等等,就是环境化学效应。
例子:环境酸化:主要是酸雨造成的地面水体和土壤的酸度增大。
环境酸化会降低土地肥力,使农业和渔业减产。
环境盐碱化:是由于大量的可溶性盐、碱类物质在水体和土壤中长期积累,或者受到海水的长期浸渍造成的。
地下水硬度升高:这是土壤和第四纪沉积物中的碳酸盐矿物大量可交换的钙、镁离子,在需氧有机物的降解产物──二氧化碳、酸、碱、盐等污染物的酸解作用和盐效应的影响下,一方面促进碳酸盐矿物的溶解,另一方面某些污染物中的各种阳离子(主要是钠离子)与土壤中的钙、镁离子进行交换,从而增加了地下水的硬度。
水硬度的升高增加了水处理的人力和物力消耗。
光化学烟雾:是大气光化学效应的产物,它会恶化大气环境,直接危害人体健康和生物的生长。
除此,填埋在地下的有毒有害废弃物经土壤的渗透传输可使地下水受到污染,甚至引起特殊疾病的流行,也属环境化学效应。
环境生物效应:是指各种环境因素变化而导致生态系统变异产生的后果。
环境生物效应的后果时间上有长有短、程度上有重有轻。
例子:现代大型水利工程的建设,切断了鱼、虾、蟹等的回游途径,致使这些水生生物的生长繁殖受到影响,并导致其生活习性发生变化。
工业废水、生活污水及农业污水大量排入江河湖海,改变了水体的物理、化学和生物条件,致使鱼类受害,数量减少,甚至灭绝。
森林的大量砍伐,植被的大规模破坏,既能引起水土流失,降低土壤肥力,引发干旱、风沙等自然灾害,造成农业减产,又能造成鸟类栖息场所缩减,鸟类减少、虫害加剧。
而致畸、致癌、致突变物质的污染则可引起染色体突变,机体畸变和癌症发病率上升,这是对人类健康的严重威协。
六、环境污染物的迁移转化过程A、环境污染物的迁移:是指污染物在环境中发生空间位置的移动及其所引起的污染物的富集、扩散和消失的过程。
B、环境污染物的转化:指污染物在环境中通过物理的、化学的或生物的作用改变其形态或转变为另一种物质的过程。
各种污染物转化的过程取决于它们的物理化学性质和所处的环境条件,此转化过程往往与迁移过程随伴进行。
C、迁移方式有物理迁移、化学迁移和生物迁移三种。
物理迁移:就是污染物在环境中的机械运动,如随水流、气流的运动和扩散,在重力作用下的沉降,污染物的蒸发、渗透、凝聚、吸附与放射物的蜕变等过程实现转化。
化学迁移:是指污染物经过化学过程发生的迁移,包括溶解、离解、氧化还原、水解、络合、螯合、化学沉淀、生物降解等化学作用实现转化,化学迁移一般包含有物理迁移。
生物迁移:是指污染物通过有机体的吸收、新陈代谢、生育、死亡等生理过程实现的迁移。
富集:有的污染物(如一些重金属元素、有机氯等稳定的有机化合物)一旦被生物吸收,就很难排出生物体外,这些物质就会在生物体内积累,并通过食物链进一步富集,使得生物体中该污染物的含量达到物理环境的数百倍、数千倍甚至数百万倍,这种现象叫做富集。
污染物的转化可分为物理转化、化学转化和生物转化。
物理转化:包括污染物的相变、渗透、吸附、放射性衰变等。