一、基礎部分

（-）水

1.熟悉水環(huán)境保護

采取限制或消除進入水體和水域的污染物的措施，使河流、湖泊、海洋、水

庫等水體和水域恢復其應有的正常功能。

2.熟悉水循環(huán)

是指地球上各種形態(tài)的水，在太陽輻射、地心引力等作用下，通過蒸發(fā)、水

汽輸送、凝結降水、下滲以及徑流等環(huán)節(jié)，不斷地發(fā)生相態(tài)轉換以及周而復始運

動的過程。

從海洋的蒸發(fā)開始，蒸發(fā)的水汽升入空中，被氣流輸送到各地，大部分留在

海洋上空，少部分深入內(nèi)陸，在適當?shù)臈l件下，這些水汽凝結成降水，其中海面

上的降水直接回歸海洋，降落到陸地表面的雨雪，除重新蒸發(fā)升入空中的水汽外,

一部分成為地表徑流補給給江河、湖泊，另一部分滲入巖石和土層中，轉化為土

壤中流與地下徑流。地表徑流、壤中流與地下徑流，最后亦流入海洋，構成全球

性同一的、連續(xù)有序的動態(tài)運動的大系統(tǒng)。

5個基本環(huán)節(jié)：水汽蒸發(fā)、水汽輸送、凝結降水、水分滲入以及地表與地下

徑流。

大循環(huán)是海洋與陸地之間，小循環(huán)是海洋與大氣之間。

3.掌握廢水的來源與特性

按來源可分為天然污染源和人為污染源

按污染物釋放的有害物種類可分為物理性污染源（如熱和放射性物質(zhì)）、化

學性污染源（無機物和有機物）、生物性污染源（細菌、病毒等）

按污染源分布和排放特征，可分為點源污染、面源污染和擴散污染。

①點源分為工業(yè)污染源（占5（F7O%,BOD可達10$mg/L）和生活污染源（BOD

在200-400mg/L之間）。

②面源污染主要是農(nóng)田灌溉水形成的徑流和地表雨水徑流，牛圈、豬圈

排放等；

③擴散污染是指隨大氣擴散的有毒、有害污染物通過重力沉降或降水過

程污染水體的途徑，如酸雨、黑雪等。

4.掌握污染物種類及水質(zhì)指標

（1）按形態(tài)分，污染物包括：

①無機懸浮固體（5nm-10mm）

②浮游生物（3微米-10mm）,包括浮游植物和浮游動物

③微生物（80nm-50微米）包括變形蟲類、細菌、病毒

④膠體

⑤低分子化合物

⑥無機離子

⑦溶解性氣體

（2）污染物按危害特征分類：

①耗氧有機物：糖、蛋白質(zhì)、油脂、氨基酸、酯類、木質(zhì)素等有機物質(zhì)。主要來

自工業(yè)廢水和生活污水。BOD<3mg/L時，水體水質(zhì)較好；BOD=7.5mg/L時，水質(zhì)

較差；BOD>10mg/L時，水質(zhì)很差。

②難降解有機物，包括有機氯化合物，有機胺化合物、有機重金屬化合物及多環(huán)

有機化合物，大多有較強毒性，有三致作用，難以降解，可長期存在，并通過食

物鏈累積。主要來自：農(nóng)藥、染料、塑料、合成橡膠、化纖等工業(yè)廢水及農(nóng)田排

水。

③植物性營養(yǎng)鹽：鐵鹽、磷鹽等

④重金屬：Hg、Cd、Pb、Cr、Ni,以及金屬神。有毒性，不可降解，會累積。

⑤無機懸浮物：泥沙、爐渣、鐵屑、灰塵等。本身無毒，但可能會吸附有毒物質(zhì)。

⑥放射性污染物：叱八⑶Cs等

⑦石油類：比水輕，不溶于水，漂浮于水面，遮擋光線和溶氧，油膜堵塞魚鰥，

使魚類死亡。

⑧酸堿

⑨熱污染：微生物代謝加快，溶解氧下降，水質(zhì)惡化

⑩傳播疾病

（3）水質(zhì)指標按性質(zhì)分類可分為：物理指標、化學指標、生物指標

物理指標感官性水質(zhì)指標水溫

色度

濁度

嗅和味

固體物質(zhì)

電導率表示水中溶解性固體的多少

化學指標有機物含量生化需氧量（BODS=80%BOD20：20℃時20天）

化學需氧量COD

總需氧量TOD

總有機碳TOC

植物營養(yǎng)物質(zhì)含氮化合物：總氮、氨氮、亞硝酸鹽和硝酸鹽

含磷化合物：正磷酸鹽、縮合磷酸鹽、有機磷化合物

無機非金屬有害物總種、硒、含硫化合物、氯化物、氟化物

重金屬汞、鎘、鉛、輅等

有毒有害有機污染物酚類化合物、石油類

生物性指標細菌總數(shù)

總大腸菌群

病毒

5.熟悉水污染對人類的危害

（1）固體污染物（常用懸浮物和濁度表示）

①懸浮物使水渾濁，而且使管道及設備堵塞、磨損，干擾廢水處理及回收設備的

工作；

②濁度是對水的光傳導性的測量，表征膠體和懸浮物的含量。主要是水體中含有

泥沙、有機質(zhì)膠體、微生物以及無機物質(zhì)的懸浮物和膠體物產(chǎn)生的渾濁現(xiàn)象，降

低水的透明度，從而影響感官甚至水生生物的生活。

溶解態(tài)（直徑小于Inm）,膠體態(tài)（直徑介于r200nm）,懸浮態(tài)（直徑大于

100nm）o水質(zhì)分析中主要分兩部分：溶解固體DS,能透過孔徑約為3—10微米的

濾膜；懸浮固體或懸浮物SS,不能透過濾膜，兩者組成了總固體TS。

（2）耗氧有機物：碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等，難以單項定量測定，采用幾

個綜合指標來描述：

①化學需氧量（COD）：在酸性條件下，用強氧化劑將有機物氧化成CO2、H20所消

耗的氧化劑量，折算成以每升水消耗氧的毫克數(shù)表示（mg/L）,COD越高，污染

越嚴重。

常用氧化劑重輅酸鉀、高鎰酸鉀

COD”表示，分析污染嚴重的水樣，如生活污水，工業(yè)廢水

CODM”表示，測定地表水等。

根據(jù)ISO規(guī)定，化學需氧量指COD”，COM叫做高鎰酸鉀指數(shù)，與BODs相比,

CODcr測定時間短（2h）,不受水質(zhì)限制；缺點：是不能表示可被微生物氧化的

有機物量，此外，還原性物質(zhì)消耗的部分氧會造成誤差。

②生化需氧量（BOD）

在有氧條件下，有微生物活動降解有機物所需氧量，稱為生化需氧量，mg/L

廢物中有機物分解2個階段。

BOD碳化階段有機物中碳轉化為COo氮轉化為NL的過程LH

BOD氮化或硝化階段氨在硝化細菌作用下轉化為NOJ、NO；LN

這個過程與溫度、時間有關，實際測量中規(guī)定為20℃（實際中一般20天完

成第一階段），國內(nèi)一般用5天的生物化學過程所需氧量為指標，BOD5.

生活污水中BODS一般為BOD.的0.7倍。

一般

COD>BOD20>BOD5>CODM?

BOD5/COD比值可作為廢水是否適宜生化法處理的一個衡量指標，比值越大，

越容易生化處理，一般熱為，BODJCOD大于0.3的廢水才宜采用生化處理。

③總需氧量（TOD）

TOD>COD,水樣在以銷為觸媒的燃燒管中燃燒，900℃,水中有機物完全被氧化,

測量僅需幾分鐘。

④總有機碳（TOO

表示有機物含量，水樣在銷催化劑900C下燃燒，以紅外氣體分析儀測定產(chǎn)

生的C0,量，算出其中的含碳量.為排除無機碳酸鹽干擾，應先將水樣酸化，吹掉CO”僅

需幾分鐘。

（3）富營養(yǎng)化污染

水體中N、P濃度分別超過0.2和0.02mg/L時，引起富營養(yǎng)化，水生生物（主

要為藻類）異常繁殖，耗氧，魚類窒息死亡.其次，水中N02-、N03-經(jīng)食物鏈

進入人體，危害健康或致癌。

（4）無機無毒物質(zhì)（酸、堿、鹽污染物）

酸來源于礦山排水、工業(yè)廢水及酸雨

堿來源于堿法造紙、化學纖維制造、制堿、制革等工業(yè)廢水。

中和產(chǎn)生各種鹽類，酸堿污染伴隨著無機鹽污染。

酸堿污染使水體pH發(fā)生變化，破壞自然的緩沖能力，抑制微生物生長，妨

礙水體自凈，使水質(zhì)惡化、土壤酸化或鹽堿化。此外，酸性廢水腐蝕金屬和混凝

土材料，增加水中的無機鹽和硬度。

（5）有毒污染物：引起生物毒性反應的化學物質(zhì)，工業(yè)使用的有毒化學物12000

種，以500種每年遞增，各類水質(zhì)標準都作了規(guī)定。

①無機有毒物質(zhì)：強烈的生物毒性，有明顯的累積性，可通過食物鏈影響人體健

康。

金屬汞、鎘、修、鉛、鑲、銅、鋅、鉆、鎰、鈦、鈿、錮、銀

非金屬神、硒、氟、硫、氟、亞硝酸鹽等

汞進入人體轉化為甲基汞，有脂溶性及蓄積作用，破壞神經(jīng)功能。

鎘貯存在肝腎組織中不易排出，使腎臟吸收功能不全，降低機體免疫能力，

導致骨質(zhì)疏松、軟化，全身疼痛，骨節(jié)變形，骨痛病。

碑中毒引起中樞神經(jīng)紊亂，腹痛、肝痛、肝等消化系統(tǒng)障礙，伴有皮膚癌、

肝癌、腎癌、肺癌等發(fā)病率增高。

氟化物：破壞血液，影響運送氧和氫的機能。

亞硝酸鹽與人體內(nèi)生成亞硝胺，有強致癌作用。

②有機有毒物質(zhì)：大多為人為合成，難以生物降解，為較強的三致物質(zhì)。主要有

酚類化合物、有機農(nóng)藥（DDT、有機氯，有機磷、有機汞等），聚氯聯(lián)苯（PCB）,

多環(huán)芳煌等。

有機氯農(nóng)藥很穩(wěn)定，半衰期為十幾年到幾十年。

這類物質(zhì)脂溶性高，通過食物鏈富集，對人體造成危害。

③放射性物質(zhì)：原子核水邊而釋放射線，主要包括X射線、a射線、。射線、丫

射線機質(zhì)子束等。

天然的放射性同位素叫、3a、"2Th等一般較弱,無危害。

人工放射性同位素主要有鈾、鐳等放射性金屬的生產(chǎn)和使用過程，如核試驗，核

燃料再處理等。其濃度一般較低，主要引起慢性輻射和后期效應，如誘發(fā)癌癥、

促成貧血、白血球增生，引起遺傳損害等。

⑥油類污染物：石油類和動植物油兩種。

石油開發(fā)、油輪運輸、煉油工業(yè)廢水的排放等。

形成水面油膜，隔絕空氣，破壞水體的復氧過程，附著在土壤顆粒表面和動植物

體表，影響?zhàn)B分吸收和廢物的排出，水中含油0.01-0.lmg/L時，就會對魚類和

水生生物產(chǎn)生影響。

⑦生物污染物質(zhì)：致病性微生物，包括致病細菌、病蟲卵和病毒。主要來自生活

污水、醫(yī)院污水和肉類加工、制革廢水等。通過生物排泄的糞便中含有的細菌、

病菌及寄生蟲等污染水體，引起疾病傳播。特點是：數(shù)量大、分布廣、繁殖速度

快。

⑧感官性污染物：水體中引起異色、渾濁、泡沫、惡臭現(xiàn)象的物質(zhì)，如印染廢水、

煉油廢水。

⑨熱污染：主要來源于熱電廠的冷卻水。水溫升高的危害：溶氧減少，大氣向水

體傳遞氧量減少，而水體生物耗氧升高，使魚類死亡；加快藻類繁殖，富營養(yǎng)化;

水體中化學反應加快，理化性質(zhì)如離子濃度、電導率、腐蝕性變化對管道和容器

腐蝕；細菌生長繁殖，增加了對后續(xù)處理的費用。

⑩海洋污染：主要在靠近大陸的海灣，大量廢水和固廢傾入海水，而水流交換不

暢，對海洋生態(tài)造成破壞。

石油污染、赤潮、有毒物質(zhì)累積、塑料污染和核污染等。

最重的：波羅的海、地中海、東京灣、紐約灣、墨西哥灣等

國家：日本、美國、西歐諸國和前蘇聯(lián)國家

我國：渤海灣、黃海、東海、南海。渤海最重，有漁場外遷、魚群死亡、赤潮泛

濫、灘涂養(yǎng)殖廠荒廢，珍貴的海生資源正在喪失。

特點：污染源多，持續(xù)性強，擴散范圍廣，難以控制。海水渾濁影響海洋植物光

合作用，從而影響海洋生產(chǎn)力。

6.掌握按處理方法分類：物理處理法、化學處理法、物理化學法、生物化學處

理法

污水處理就是采用各種手段將污水中所含的污染物分離出來，或者將其轉化

為無害和穩(wěn)定的物質(zhì)，從而使污水得到凈化。按其作用原理，可分為：

（1）物理法：就是利用物理作用，分離污水中主要是懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)，在

處理過程中不改變其化學性質(zhì)。

①沉淀（重力分離）：利用水中懸浮物和水密度不同的原理，借助重力沉降（或

上?。┳饔?，使其從水中分離出來，沉淀處理設備有沉砂池、沉淀池和隔油池等。

其中沉淀池包括平流失沉淀池、豎流式沉淀池和輻流式沉淀池。

②篩濾（截留）

利用篩濾介質(zhì)截留污水中的懸浮物。篩濾介質(zhì)有鋼條、篩網(wǎng)、砂、布、塑料、微

孔管等。屬于篩濾處理的設備有：格柵、微濾機、砂濾池、真空過濾機、壓濾機

（后兩者主要用于污泥脫水）等。

③氣?。捍朔ㄊ菍⒖諝獯蛉胛鬯?，使其以微小氣泡的形式由水中逸出，使污水

中比重近于水的微小顆粒狀污染物質(zhì)（如乳化油）等粘附在氣泡上，并隨氣泡上

升到水面，形成泡沫浮渣而去除。為了提高氣浮效果，有時向水中投加混凝劑，

這就是混凝氣浮。常用的氣浮處理法為加壓溶氣氣浮法，技術成熟，性能可靠，

該設備除主體外，配套設備主要有加壓溶氣系統(tǒng)、溶氣釋放系統(tǒng)、刮渣機。新型

的氣浮工藝有高效淺層氣浮等。

④反滲透：用一種特殊的半滲透膜，在一定的壓力下，將水分子壓過去，而溶解

在水中的污染物質(zhì)則被半透膜所截留，污水被濃縮。制作半透膜的材料有醋酸纖

維素等高分子有機物。

反滲透法屬于膜分離技術的一種，其它的膜分離技術還有：滲析、電滲析、超濾、

納濾等。

屬于物理處理法的污水處理技術還有：離心分離、磁分離、蒸發(fā)等。

（2）化學法：就是利用化學反應來分離、回收污水匯總的污染物，或者使其轉

化為無害的物質(zhì)。

①混凝法：水中呈膠體狀態(tài)的污染物，通常帶負電荷，膠體顆粒之間互相排斥，

形成穩(wěn)定的混合液，若向水中投加帶有相反電荷的電解質(zhì)（即混凝劑），可使污

水中的膠體顆粒改為呈電中性，失去穩(wěn)定性，并在分子間引力作用下，凝聚成大

顆粒而下沉。這種方法適用于處理化工廢水、含油廢水、印染廢水、制革廢水、

洗毛廢水等。

常用的混凝劑有鐵系（硫酸亞鐵、聚鐵、三氯化鐵等），鋁系（硫酸鋁、堿式氯

化鋁等）。

各種混凝劑通常須在一定的pH范圍內(nèi)使用，生產(chǎn)實際中常添加助凝劑以提高混

凝沉淀的效果。

②中和法：用于處理酸性或堿性廢水。向酸性廢水中加堿性物質(zhì)如石灰、氫氧化

鈉、石灰石等，使其變中性。向堿性廢水中投加硫酸、鹽酸、硝酸等酸性物質(zhì)，

使其變?yōu)橹行裕瑝A性不太強時，也可吹入含COz、SO2的煙道氣進行中和。

③氧化還原法：廢水中呈溶解狀態(tài)的有機或無機污染物，在投加氧化劑或還原劑

后，由于電子的遷移，而發(fā)生氧化或還原作用，使其轉變?yōu)闊o害的物質(zhì)。常用的

氧化劑有空氣、漂白粉、氯氣、臭氧等。常用的還原劑有鐵屑、硫酸亞鐵、亞硫

酸鈉等。氧化法多用于處理含酚、含氯廢水、染色廢水等；還原法多用于處理電

鍍含輅廢水、含汞廢水等。

④電解法：在水中插入電極、通電流，則在陰極板上接收電子，在陽極板上放出

電子。在水的電解過程中，在陽極上產(chǎn)生氧氣，在陰極上產(chǎn)生氫氣。陽極發(fā)生氧

化作用，陰極發(fā)生還原作用。

主要用于處理含輅和含氟廢水。

⑤吸附法：通過固體吸附劑，使廢水中溶解性有機或無機污染物吸附。常用的吸

附劑為活性炭，可吸附廢水中的酚、汞、輅、氯等有毒物質(zhì)，此法還有脫色、脫

臭作用，一般也用于深度處理。

離子交換法也屬于吸附法，只是在吸附過程中，吸附劑每吸附一個離子，同時也

放出一個等當量的離子。

⑥電滲析法：通過一種離子交換膜，在直流電的作用下，使廢水中的離子，朝相

反電荷的極板方向遷移，陽離子能夠穿透陽離子交換膜，而被陰離子交換膜所阻;

同樣，陰離子能穿透陰離子交換膜而被陽離子交換膜所阻。污水中的陰陽離子就

可以得到分離，達到濃縮和處理的目的。

此法可用于酸性廢水回收、含氟廢水處理等。

屬于化學法的處理技術還有：汽提法、吹脫法、萃取法和化學沉淀法等。

(3)生物法：利用生物的新陳代謝功能，使污水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機污

染物被降解并轉化為無害的物質(zhì)，使污水得以凈化。

①活性污泥法：目前使用最廣泛的方法。將空氣連續(xù)鼓入曝氣池的污水中，一段

時間后會形成絮狀的活性污泥?；钚晕勰嗍且环N含有大量微生物的污泥狀絮凝

體，能夠吸附污水中的有機物，微生物以有機物為食，獲得能量并不斷生長增殖,

去除有機物，凈化水質(zhì)。

從曝氣池內(nèi)流出的活性污泥，污水的混合液經(jīng)過沉淀分離，水被凈化排放，

沉淀分離后的污泥作為種泥，部分回流至曝氣池，剩余的污泥適當處理后作為固

廢排放，如濃縮脫水，干化堆肥等。活性污泥法目前已有很多種運行方式，如傳

統(tǒng)活性污泥法、階段曝氣法、生物吸附法、完全混合法、延時曝氣法、純氧曝氣

法、深井曝氣法、氧化溝法、二段曝氣法（即AB法）、缺氧/好氧活性污泥法（即

A/0法）、厭氧/缺氧/好氧活性污泥法（A/A/O法）、序批式活性污泥法（SBR）X

藝等。

上述工藝與火星污泥法基本原理相同，只是在曝氣方式、曝氣池類型、迸出

水方式等因素上有所不同。如階段曝氣法采用漸減供氧，即曝氣池始端到末端供

氧量逐漸減少，深井曝氣則是采用幾十米甚至一百多米的深井作為曝氣池。序批

式則采用間歇進水、間歇曝氣、間歇排水的方式（2013年考過）。

改進的SBR工藝如ICEAS、CASS、UNITANK等在工程實際上得到了廣泛的應

用（2013年考過）.

（2）生物膜法：使污水連續(xù)流經(jīng)固體填料（如碎石、爐渣、塑料、蜂窩、塑料

纖維等），在填料上就能形成污泥狀的生物膜，生物膜上繁殖著大量微生物，能

夠吸附和降解水中的有機污染物，從填料上脫落下來的衰老和死亡的生物膜隨污

水進入沉淀池，經(jīng)過沉淀分離，污水得以凈化。

生物膜法有多種處理構筑物，如生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法及生

物流化床等。

目前工程用較多的為接觸氧化法，建有活性污泥法和生物膜法特點，一把采

用塑料纖維為填料，組組合填料或彈性立體填料，大多采用鼓風曝氣。

生物濾池應用較少，多采用自然通風，近年來以陶粒為填料，采用人工供氧

的生物濾池即曝氣生物濾池（BAF）工藝，已有應用實例。

（3）生物穩(wěn)定塘（又稱氧化塘）：使污水在自然或人工修造的池塘內(nèi)緩慢流動，

貯存，通過微生物（細菌、真菌、藻類、原生動物）的代謝活動降解水中污染物。

其過程與自然水體的自凈過程很相近，構造簡單，易于維護管理，凈化效果好，

節(jié)省能源。

按功能和效能分為厭氧塘、兼性塘、好氧塘（主要為熟化塘或最后凈化塘）、

水生植物糖、生態(tài)塘（如養(yǎng)魚塘、養(yǎng)鴨塘、養(yǎng)鵝塘）、完全容納塘（封閉式貯存

塘）和控制排放塘等。

氧化塘缺點是處理效果受氣候條件影響大，占地面積大，易污染地下水，且

衛(wèi)生條件較差。因此使用應慎重，必須符合設計規(guī)范，且符合當?shù)貧夂驐l件，水

質(zhì)等。

（4）土地處理法：將污水施于土地上，利用土壤的凈化能力使污水得到凈化。

土壤對污水的凈化作用包括：物理過程的過濾、吸附、化學反應與化學沉淀、微

生物的代謝作用下的有機物降解等。該法在凈化污水的同時，能夠充分利用污水

中的水肥資源，有利于農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)，有明顯的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

土地處理有多種形式：慢速滲濾、快速滲濾、地表漫流、濕地灌溉和地下灌

溉等。此外還有人工濕地等。

（5）厭氧消化法：利用兼性厭氧菌或?qū)Ｐ詤捬蹙男玛惔x功能凈化污水，并

且可以產(chǎn)生沼氣的生物處理方法。主要用于污泥的厭氧消化。現(xiàn)在已成為污水處

理的重要方法，可以處理高濃度和中等濃度的有機廢水，也可以處理低濃度的有

機廢水。污水厭氧處理后，一般還需好氧工藝進一步處理。

厭氧消化法的主要處理工藝和設備：普通消化池、厭氧生物濾池、厭氧接觸

法、上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧附著膨脹床（AAFEB）、厭氧流化床（AFB）、

升流式厭氧污泥床（UBF）等。

目前最廣泛應用的是UASB.與好氧工藝相比，厭氧工藝在運行管理上要求

較高，設備復雜、投資高，限制了大規(guī)模應用。

7.掌握按處理程度分類：一級處理、二級處理、三級處理

污水需要幾種方法組成的處理系統(tǒng)進行處理，才能達到要求。流程組合應遵

循先易后難、先簡后繁的原則，先除去大塊垃圾和漂浮物質(zhì)，再依次去除懸浮固

體、膠體物質(zhì)及溶解性物質(zhì)。即首先使用物理法，再使用化學法和生物處理法。

應根據(jù)污水的水質(zhì)、水量、經(jīng)濟性、水體排放規(guī)定，通過調(diào)查、研究和經(jīng)濟

比較后決定，必要時應進行一定的科學實驗。

調(diào)查研究和科學試驗是確定處理流程的重要途徑。

按處理程度分為一級、二級、三級處理，一級、二級是城市污水處理經(jīng)常使

用的，又稱為常規(guī)處理法。

（1）一級處理：是去除污水中的懸浮固體污染物，調(diào)節(jié)pH以減輕污水的腐化程

度和后續(xù)處理工藝的負荷。物理法中的大部分只能完成一級處理的要求，一級處

理BOD去除率約為30%,一級處理一般作為二級處理的預處理。

一級處理中，污水先流經(jīng)格柵，截留去除大塊污物，在沉砂池中去除無機雜

質(zhì)顆粒。沉砂池出水流入沉淀池去除懸浮顆粒（主要是有機懸浮物）后，進入二

級處理系統(tǒng)。

在沉淀池中沉淀的污泥，排入污泥消化池中進行消化，使之穩(wěn)定并減量，消

化污泥再進入干化場或脫水車間進行脫水，之后可填埋，如符合農(nóng)田使用標準，

可作為農(nóng)田有機肥料或土壤改良劑。

（2）二級處理：主要任務是大幅度去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機污染物

質(zhì)，對BOD去除率可達90%以上，處理后污水BOD可下降到20-30mg/L一般污

水就符合排放標準了。

生物法作為二級污水處理的主體工藝，以活性污泥法應用最為廣泛，其核心

是曝氣池和二沉池。傳統(tǒng)活性污泥法為主體的二級工藝基建投資高、運行費用高,

且不能去除氮、磷以及難降解有機物，產(chǎn)生的污泥量大，運行不夠穩(wěn)定等特點，

近年來出現(xiàn)了一些優(yōu)于傳統(tǒng)工藝的二級處理工藝，如AB法、A/O工藝A/A/O工

藝、天然生物凈化系統(tǒng)、厭氧生物處理技術及生物膜法工藝等，使二級工藝朝多

功能、高效率、低費用的方向發(fā)展。

（3）三級處理

目的是進一步去除二級工藝未去除的污染物，包括未降解的有機物和氮、磷

等營養(yǎng)性、可溶解無機物等。三級方法很多，共有生物脫氮法、混凝沉淀發(fā)、砂

濾以及離子交換和電滲析等。三級處理后，BOD能從20~30mg/L降到5mg/L以下,

能夠去除大部分氮和磷。

三級處理也是深度處理，但又不完全一樣。三級處理通常是在常規(guī)處理之后，

為了從污水中去除某些特定的污染物（如氮、磷等）而增加的一項處理工藝。

深度處理往往以污水回收利用為目的，而增加的處理工藝，對利用方式不同

水質(zhì)要求不同，如活性炭過濾、反滲透以及電滲析等。

一皴出水二級出水三級HI水

(排放、灌溉)(排放、灌溉》《排放、再用)

(二)大氣

1.了解地球大氣層：大氣組成和大氣結構

大氣的主要成分包括N2(78%)、02(21%),Ar(0.9%)、CO2(0.0314%),另

外含He、Ne、Kr、Xe等，還有H2O(1一3%波動)，此外含有一些痕量組分：M、

嘰、CO、SOz、NHj、NQ、NOz、0、等，地表大氣壓為101300Pa,質(zhì)量相當于地球

質(zhì)量的1*10*倍，大氣質(zhì)量99.9%集中在50km以下范圍內(nèi)，海拔大于100km的

大氣中，質(zhì)量僅占大氣圈的百萬分之一。

大氣層的機構：根據(jù)溫度隨海拔高度的變化情況將大氣分為四層。

對流層--

0-(1016)km15-56℃N2、0八CO?、H20

平流層(10-16)-50km-56--2℃Ox

中間層

5080km-2--92℃N0\02

熱層80500km-92-1200℃NO、02\0

(1)對流層：赤道最厚16-18km,中緯10—12km,兩級8一9km。氣溫隨海拔升高

而降低，沒上升100m,溫度下降0.6C,地表輻射長波輻射的緣故，貼近地面的

空氣吸熱膨脹上升，上面的冷空氣下降，形成強烈的對流，一般低緯度強、夏季

強。

對流層密度大，3/4的質(zhì)量在對流層。

對流層分為2層，l-2km為低層大氣，污染物等。

「2km以上的為自由大氣，雨、雪、雹等均在此層。

頂部還有一層，溫度特別低，水會結冰，因此難以進入平流層。

(2)平流層：對流層頂?shù)?0km的大氣層，平流層下部30一35km以下，溫度變化

不大為同溫層，上部隨海拔升高而上升。

①平流層空氣沒有對流運動，平流運動占優(yōu)勢。

②空氣稀薄，水汽、塵埃少，很少有天氣現(xiàn)象。

③在15―601011范圍內(nèi)，有20km的一層6層。

(3)中間層：平流層頂?shù)?0km高空的大氣層，空氣稀薄，溫度隨高度增加而迅

速降低，這一層空氣對流強烈。

(4)熱層(電離層)：空氣高度電離，溫度隨大氣升高而升高。

熱層以上稱為逃逸層，分子大部分發(fā)生電離，又稱為外大氣層。

2.掌握大氣污染的概念

大氣污染是指大氣中污染物的濃度達到了可以破壞生態(tài)系統(tǒng)和人類正常生

存和發(fā)展的條件的程度，從而對人和物造成危害的現(xiàn)象，有自然原因，如火山爆

發(fā)、森林火災、巖石風化等；也有人為原因，如各類燃燒物釋放的廢氣和工業(yè)排

放的廢氣等。目前的大氣污染主要是人為因素。

形成大氣污染的三大因素：污染源、大氣狀態(tài)和受體。

污染源分為生活污染源、工業(yè)污染源、交通污染源。

大氣污染是主要環(huán)境問題之一，迄今11次重大污染事件中，7次是大氣污

染造成的，如馬斯河谷煙霧事件，倫敦煙霧事件等。

3.了解大氣污染的特點：局部、區(qū)域性、全球性

(1)局部大氣污染：在較小的空間尺度內(nèi)(如廠區(qū)，或者一個城市)產(chǎn)生的大

氣污染問題，在該范圍內(nèi)造成影響，并可以通過控制該范圍內(nèi)的措施加以解決的

局部污染。

(2)區(qū)域性污染：跨越城市乃至國家的行政邊界的大氣污染，需要通過各行政

單元相互協(xié)作才能解決的大氣污染，如北美、歐洲、東亞的酸沉降。

(3)全球性大氣污染：涉及整個地球大氣層的環(huán)境問題，如臭氧層破壞及溫室

效應等。

4.熟悉大氣污染的危害：對生物、材料和氣候的危害

由于一些有害氣體的大量排放，不僅造成局部地區(qū)的大氣污染，而且影響到

全球性的氣候變化，以及大氣成分的組成，即出現(xiàn)全球環(huán)境問題。

(1)對人體的危害。如細顆粒物與硫的氧化物、CO、光化學煙霧和鉛等重金屬

均對人體不利。

①大氣顆粒物。其對人體健康的影響取決于：a在呼吸道中的位置與顆粒大小有

關，0.01一1.O|Lim的細小粒子在肺泡中的沉降率最高，大于10|Lim的大多留在鼻

咽等位置。b對人體組織的影響取決于其化學組成。其中PAHs隨呼吸進入人體

引起肺癌，許多重金屬如Fe、Be、AkMn、Pb、Cd等，也會對人體造成危害。

因此，呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)的發(fā)病率和死亡率增高。

②SO?。部分停滯于上呼吸道，在潮濕的黏膜上生成H2S0O&SO3,增強刺激。進

入血液的S02可破壞酶活力，影響碳水化合物及蛋白質(zhì)的代謝，損害肝臟，使血

中蛋白與球蛋白比例降低，免疫機能受到影響。

③CO。與血紅蛋白結合能力是6的210倍，嚴重阻滯輸氧，引起缺氧中毒。

④近地面臭氧：有高氧化性，對黏膜系統(tǒng)、眼睛、鼻咽、喉等有損傷。Os濃度水

平過高或長時間接觸，會引起呼吸系統(tǒng)病變，造成中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害，另外使

PAN（過氧乙酰硝酸酯）濃度升高，有潛在致癌作用。

⑤Pb。抑制生物體酶，慢性毒性。輕度中毒為神經(jīng)衰弱、消化不良；中度為腹絞

痛、貧血、多發(fā)性神經(jīng)??；重度為肢體麻痹和中度性腦病例。

（2）對植物危害。

損害植物酶的功能組織，影響新陳代謝，破壞原生質(zhì)的完整性和細胞膜。此

外，還會損害根系生長及其功能，減弱輸送作用與導致生物產(chǎn)量減少等。

危害取決于劑量、組成等。SO,能直接損害植物葉子，長期阻礙植物生長，

氟化物影響關鍵的酶催化作用，可導致氣孔關閉等。

（3）對材料的危害：可使建筑物和金屬制品及皮革、紡織等物發(fā)生性質(zhì)變化，

造成損失。SO,可腐蝕金屬、建筑石料及玻璃表面，還可使紙張變脆褪色，皮革

脆裂等，0；及NO,使染料與繪畫褪色。

（4）對氣候的影響：降低能見度，造成區(qū)域大氣質(zhì)量惡化。水循環(huán)對人類很重

要，大氣污染會導致水循環(huán)改變，另外，CO2等濃度升高，導致全球氣候變化、

臭氧層消耗和其他環(huán)境問題等。

5.熟悉全球性大氣污染問題：酸雨、溫室效應、臭氧層破壞

（1）溫室效應：大氣中某些痕量氣體含量增加，引起地球平均氣溫上升的效應。

這類痕量氣體稱為溫室氣體，主要包括COz、CH,、0”氧化亞氮和氟氯燒（氟利

昂）等，尤其以CO?的溫室效應最明顯。

溫室氣體對來自太陽的短波輻射具有高度的透過性，而對地面反射的長波輻

射卻有高度的吸收性能。co?的強吸收帶在12.5一17口01之間，其他溫室氣體的吸

收帶大多在7-13mm的紅外大氣窗口區(qū)內(nèi)。溫室氣體大量增加，地面反射的紅外

輻射留在大氣層內(nèi)，使地球表面的能量平衡發(fā)生改變，大氣層溫度升高，氣候變

暖，形成溫室效應。

溫室效應帶來的主要環(huán)境影響有：

①氣候變化。全球變暖，北半球冬天變短、變濕；夏季變長、變干燥。亞熱帶可

能變干，熱帶可能更濕，由此海洋產(chǎn)生更多的熱量和水分，氣流更強，熱帶風暴

的能量比現(xiàn)在大50%,臺風和颶風更加頻繁。極地或高山冰川融化，海平面上升,

淹沒沿海城市、低地和海島。

②生態(tài)環(huán)境變化?？赡軐е挛锓N的滅絕和農(nóng)作物的減產(chǎn)。co?的濃度增長是無法

逆轉的。

(2)酸雨。pH小于5.6的雨雪或其他形式的大氣降水(霧、露、霜)是一種大

氣污染現(xiàn)象。由于COz存在，即便是清潔的降水也會呈弱酸性，空氣中的C0?濃

度平均為621mg/nf(316ppm)左右，此時雨水pH值為5.6。當平均.6時,便發(fā)

生了酸雨。

對形成酸雨的作用，硫酸占60-70%,硝酸占30%,鹽酸占5%,有機酸占2%。

所以，人為排放的S02和NO*是形成酸雨的兩種主要物質(zhì)。

①SO,和酸雨。人為排入大氣中的SO2約為13000萬t/a,其中9000萬t/a來自

燃煤，約占76%。S0,進入大氣候，會在合適的氧化劑、催化劑存在下形成H60,。

在干燥條件下，S0,發(fā)生光化學反應轉化為SO”在轉化為H2SO4,該過程十分緩

慢。在潮濕條件下，SO,轉化為&S0」的過程常與云霧的形成同時進行，先由S02

生成亞硫酸(HzSO、)，在Fe、Mn等金屬鹽雜質(zhì)的催化作用下，H￡0,迅速被氧化

為比SOJ。當空氣中有NH"時，這種酸化反應會進一步發(fā)展。

②N0.和酸雨。大氣污染主要是NO和N0?。人為排放的NO,是由化石燃料高溫燃燒

產(chǎn)生。NO占95%以上，一旦進入大氣，轉化為NO”NO,轉化為HNO"包含以下過

程：

a慢過程2NO+O2=2NO2

t

3NO2+H2O=2NOf+NO+2H

b快過程：0,參與反應

NO+O3=NO2+O2

t

3NO2+H2O=NO.；+NO+2H

cNOz和仇達到較高濃度時，出現(xiàn)在0.

2NOz+O尸N2O5+O2

N2O,+H2O=2NO,+2H*

dNO?在霧和水滴中,Fe、Mn或SO2催化：

4N02+2H20+02（加催化劑）=4NOJ+4H*

上述四個過程與空氣中污染物種類及大氣的氣象條件有關。N0?與S02同時存

在時，還可以存進so,向SOj和&so,轉化，加速酸雨形成。

③酸雨的危害：破壞森林生態(tài)系統(tǒng)，改變土壤性質(zhì)與結構，破壞水生態(tài)系統(tǒng)，腐

蝕建筑物和損害人體的呼吸道和皮膚。

（3）臭氧層耗竭：0s主要在平流層中2（F25km高空。臭氧層對保護地球上的生

命以及調(diào)節(jié)氣候都具有極為重要的作用。近年由于平流層飛行器的增多，N0,和

氟氯燒等進入平流層等原因，出現(xiàn)了臭氧層空洞。

主要是超音速飛機排放的大量N0,,以及氟氯化碳，如CFCL（氟利昂-11）、

CFCL（氟利昂T2）等，氟利昂在對流層內(nèi)性質(zhì)穩(wěn)定，但進入平流層，與6容易

發(fā)生反應，降低仇濃度。通常認為是與NO*的催化作用有關，如：

NO+O3=NO+O2

NO2+O=NO+O2

凈效應：03+0=02+02

其次，氟氯化碳光解產(chǎn)生的活性氯自由基（C1）,氯氧自由基（C10）,亦與

臭氧發(fā)生反應：

C1+O3=C1O+O2

C1O+O=C1+O2

O3+O=O2+O2

臭氧層破壞的危害：首先，大量紫外線輻射將達到地面危害人體健康。0,;

濃度減少1%,地面紫外線輻射將增加2%,皮膚癌發(fā)病率增加2一5%。此外，還會

使白內(nèi)障發(fā)病率升高，以及對人體免疫系統(tǒng)功能產(chǎn)生抑制作用。紫外輻射升高，

也會對動植物產(chǎn)生影響，危及生態(tài)平衡。另外，還會導致地球氣候異常。

6.掌握大氣污染物的分類：顆粒污染物和氣態(tài)污染物

大氣污染物可分為顆粒物和氣態(tài)污染物。

（1）顆粒物是固體或液體狀物質(zhì)，又稱為塵，可分為：

粉塵：1.0-100口01之間，多在10*m以上；

降塵：粒徑大于10口01的微小顆粒，能夠自然沉降；

飄塵：小于10mm的微小顆粒；

煙塵：通過燃燒、熔融、蒸發(fā)、升華、冷凝等過程生成的固、液態(tài)顆粒；

云塵：粒徑小于0.25的顆粒。

總懸浮顆粒物TSP（粒徑＜100um的總和）

可吸入顆粒物PM"粒徑小于10|jm的總和

PM,5；粒徑小于2.5|am的顆粒物，可通過呼吸道進入肺泡，危害更大。

（2）氣態(tài)污染物

①一次污染物，可分為無機氣態(tài)污染物和有機氣態(tài)污染物。

ASO”多數(shù)為S02,少數(shù)為S03

BN0x:NO和N02

C揮發(fā)性有機物（VOCs）:可分為六類：飽和烷燒和鹵代燒、烯姓和鹵代烯燒、

芳香煌和鹵代芳香燒、含氧有機物、含氮有機物、含硫有機物。VOCs來源復雜,

主要是燃料燃燒、溶劑揮發(fā)、石油化工以及天然源等。

D碳氧化物CO*:CO和CO”CO主要來源于汽車尾氣排放，C0,是溫室氣體。E含

鹵素的化合物：濃度低但有重要作用，含氟氯的氟利昂類物質(zhì)和含溪的哈龍類物

質(zhì)，使臭氧層消耗的關鍵因素。

②二次污染物

一次二次

含硫化合物

so?、H2SSO3、H2so八MSO」

COxCO、C02無

N0xNO、NH3NO2、HN(h、MNOs

VOCs碳氫化物酮、醛、過氧乙酰硝酸酯

鹵素化合物HF、HC1無

VOCs+N0x烯燒、芳香燒、泉基化合物、。3、二次有機氣溶膠

NO*等

二次污染物危害更大，洛杉磯光化學煙霧：汽車排放大量的NO*和VOCs,通

過復雜的化學反應形成的大氣污染現(xiàn)象；倫敦煙霧事件是由于燃煤導致的大量煙

塵和so,排放，在化學反應作用下形成的&S04、硫酸鹽等混合酸性煙霧。

③空氣中還存在以下有毒有害污染物

APAHs:兩個以上苯環(huán)，包括蔡、慈、菲等150余種，有些還含氮、硫等。苯并

(a)館是代表，很強致癌性。B[a]P是燃料在400C時熱解、環(huán)化、聚合而成，

由5個苯環(huán)組成，限定量為0.1Hg/lOOm：我國很多城市都超過這個限定值。

7.掌握主要大氣污染物的來源

(1)顆粒物質(zhì)：指除氣體之外的包含于大氣中的物質(zhì)，包括各種固體、液體和

氣溶膠。其中固體的又灰塵、煙塵、煙霧，以及液體的云霧和霧滴，其粒徑范圍

主要在200—0.1um之間。

降塵：粒徑大于lOnim的微小顆粒，能夠自然沉降；多產(chǎn)生于固體粉碎、燃

燒殘余物的結塊及研磨粉碎的細碎物質(zhì)，自然界刮沙塵暴也可以產(chǎn)生降塵。

飄塵：小于10)uni的微小顆粒；煤氣和霧在內(nèi)的顆粒狀物質(zhì)，粒徑小，重量

輕，在大氣中呈懸浮狀態(tài)，分布廣泛，可進入人體產(chǎn)生危害。

因空氣動力條件的不同，顆粒污染物會發(fā)生不同程度的遷移。降塵受重力作

用可以很快降到地面，而飄塵可在大氣中保持很久。細顆粒物還可以作為水汽等

的凝結核，參與形成降水過程。

(2)硫化物：硫常以SO2和H2s的形態(tài)進入大氣，一部分也以亞硫酸及硫酸鹽微

粒進入大氣。大氣中硫2/3來自天然源，其中以細菌活動產(chǎn)生的HS最為重要。

人為源產(chǎn)生的主要是S02,來自于含硫煤和石油的燃燒、石油冶煉以及有色金屬

冶煉等。天然源的H2s進入大氣也會被氧化為SO?,這也是重要來源。

SOz無色，有刺激性氣味，不可燃氣體。分布廣，危害大。S02和飄塵具有

協(xié)同效應。

SON在大氣中不穩(wěn)定，最多可存在「2天，相對濕度較大及有催化劑存在時,

可生成SO”進而生成H60,和硫酸鹽。硫酸鹽在大氣中可存在一周以上，能漂移

至1000km以外，造成區(qū)域性污染。SO,也可在太陽紫外線照射下發(fā)生光化學反應，

生成SO,和硫酸霧，從而降低大氣能見度。

(3)碳氧化物。主要為CO和CO?。

co無色無味有毒，化學性質(zhì)穩(wěn)定，在大氣中不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學反應,

可以停留較長時間。co是由含碳物質(zhì)不完全燃燒產(chǎn)生的，天然源較少，主要是

由汽車等交通工具產(chǎn)生的。

co一定條件下可轉變?yōu)镃O2,co被人體血液中的血紅蛋白吸收，會造成傷害

甚至致死。

C0Z是大氣中一種正常成分，主要來源于生物的呼吸作用和化石燃料的燃燒。

C02參與地球碳平衡，但近年來急劇增加，導致溫室效應，造成全球氣候變化。

(4)氮氧化物NOx

種類多，包括NQ、NO、NO?、N。、N。、N。等。以NO和NO?為主.

天然排放的N0“主要來自土壤和海洋中有機物的分解，屬于自然的氮循環(huán)

過程。

人為源的NO,大部分來自化石燃料的燃燒過程，如汽車、飛機、內(nèi)燃機及工

業(yè)窯爐的燃燒；也有部分來自生產(chǎn)、使用硝酸的過程，如氮肥廠、有機中間體廠、

有色及黑色金屬冶煉廠等。

NO,是形成酸雨的主要物質(zhì)之一，也是光化學煙霧和03消耗的一個重要因子。

高溫燃燒時，95%的是N0,但極不穩(wěn)定，易生成NO”所以普遍以NO?存在。

溫度較大或有云霧存在時，N0?進一步與HQ作用生成HNO”有催化劑時，N0,轉

化為HNO,更快。

(5)碳氫化物：烷燒、烯煌和芳煌等，主要來源于植物的分解，人為源排放量

雖小，卻非常重要。

人為源主要是石油燃料的不充分燃燒和石油類的蒸發(fā)過程。燃油機動車也是

主要來源。

碳氫化物是形成光化學煙霧的主要成分，在0、0-0H?存在時，會發(fā)生一系

列鏈式反應，生成醛、酮、烷、烯以及自由基，自由基進一步促進N0向N0?轉

化，造成光化學煙霧。另外多環(huán)芳燒，如3,4-苯并花，具有明顯的致癌作用。

8.掌握粉塵的物理性質(zhì)(見上6.)

9.了解地球大氣特征

大氣圈中空氣的運動主要是由于溫度差異引起的。

(1)輻射逆溫層。

對流層中氣溫一般隨高度增加而降低。垂直遞減率r=-dT/dz。一般r>0,

但一定條件下會反常；當^=時，為等溫氣層；當r<o時，稱為逆溫氣層。逆溫

現(xiàn)象（即溫度隨高度增加而增加）經(jīng)常發(fā)生在低氣層中，這時氣層穩(wěn)定性強，不

利于大氣發(fā)生垂直運動。

近地面層的逆溫多由于熱力條件形成，以輻射逆溫為主，另外還有平流逆溫、

融雪逆溫和地形逆溫等。輻射逆溫是地面因強烈輻射而冷卻所形成，多發(fā)生在距

地面100m~150mo最有利于形成的是平靜而晴朗的夜晚。有風有云都能減弱逆溫,

如風速超過2一301人時，輻射逆溫就不易形成。當白天地面受日照而升溫時，近

地空氣溫度上升，夜晚地面向外輻射溫度降低，使近地空氣溫度下降，形成逆溫

現(xiàn)象。

（2）大氣穩(wěn)定度。一個空氣氣塊的穩(wěn)定性是由密度和溫度共同作用來完成的。

一般來說，大氣溫度垂直遞減率越大，氣塊越不穩(wěn)定；反之，氣塊越穩(wěn)定。如果

垂直遞減率很小，甚至形成等溫或逆溫狀態(tài)，這時，對大氣垂直運動形成巨大障

礙。

干絕熱垂直遞減率（干空氣在上升時溫度降低值與上升高度之比），若r＜

rd,則大氣穩(wěn)定，「＞rd,大氣不穩(wěn)定。

io.了解大氣污染物擴散方式

（1）點源擴散的高斯模型（高架連續(xù)點源）

（2）線源擴散模型（路南北走向，車流量為2600輛/h）

（3）面源擴散模型

（4）可沉降顆粒物的擴散模型（前面三種只適用于粒徑小于15111nl的污染物，

當＞15日m時，有明顯的重力沉降作用）。

11.掌握氣象要素

（1）對大氣狀態(tài)和物理現(xiàn)象給予定量或定性描述的物理量稱為氣象要素。

①氣溫：離地1.5m百葉箱內(nèi)的溫度。C,計算時用K。

②氣壓：大氣作用在單位面積上的作用力，KPa。

③氣濕：反映空氣中水汽含量的多少（相對濕度和露點）。

④風：空氣質(zhì)點的水平運動，16個方位表示。

⑤云：漂浮在空中的大量小水滴或小冰晶或兩者混合物（10等分）。

⑥能見度：在當時條件下，正常人的眼睛所能見到的最大水平距離，稱為能見度,

反映大氣的渾濁程度。

（2）大氣邊界層的溫度場

①大氣邊界層：受下墊面影響的低層大氣，厚度約為「2km。

②氣溫垂直分布『=-妙/（12,可以反映大氣的穩(wěn)定度，通常指單位高差（100m）

氣溫變化速率的負值。

③干絕熱遞減率，一般=lK/100m

④氣溫層結與煙羽形狀

波浪形：擴散良好

錐形：在中性大氣中

平展型：垂直方向擴散很小

爬升型：煙羽下部穩(wěn)定，上部不穩(wěn)定

漫煙型：上部穩(wěn)定下部不穩(wěn)定

受限型：上下層都穩(wěn)定

（3）大氣邊界層的風場：一般只觀測地面風速（10m高處心）。

（4）風和大氣湍流的影響

風可使污染物向下風向擴散，湍流可使污染物向各方向擴散，濃度梯度可使

污染物發(fā)生質(zhì)量擴散，其中風和湍流起主導作用。

大氣氣塊作規(guī)則運動時，水平方向上的分量為風，鉛直方向上的分量為鉛直

速度。在摩擦層里有亂流，一種是動力亂流，即湍流，是因為有規(guī)律水平運動的

氣流遇到起伏不平的地形擾動所產(chǎn)生的。另一種是熱力亂流，也即對流，是由于

地表面溫度與地表面附近的溫度不均一，近地面空氣受熱膨脹而上升，陵之上面

的冷空氣下降，形成對流。

海陸風、城郊風（熱島效應）、山谷風（山坡和谷地受熱不均）

12.了解降水與大氣污染

濕沉降：通過降雨降雪等使顆粒物從大氣中去除的過程。這是去除大氣顆粒

物和痕量氣態(tài)污染物的有效方法。分為雨除和沖刷。

雨除：顆粒物作為成云的凝結核，通過凝結過程和碰撞過程增大為雨滴，落

到地面，顆粒物隨之去除。對半徑＜1口01的顆粒物去除效率高。

沖刷：降雨時在云下面的顆粒物與降下來的雨滴發(fā)生碰撞或擴散、吸附過程,

使顆粒物去除，對半徑為4inm以上的顆粒物去除效率高。

通過濕沉降可以去除大氣中80—90%的顆粒物，但對半徑2Hm的顆粒物沒有

明顯的去除作用，可遠距離傳輸。

13.了解酸雨化學

大氣中的so2轉化為so”隕后被水吸收生成H2SO4,從而形成酸雨或硫酸煙

霧。

(1)so2的氣相氧化

①直接氧化

SO-hv(290—340nm)=S02(單重態(tài))

-

SO2+hv(340400nm)=S02(三重態(tài))

能量較高的單重態(tài)分子可躍遷

3

'SO2+M=SO2+M

'SO2+M=SO2+M因此主要以三重態(tài)分子形式存在

直接氧化：

802+02=804=805+0,

或SO4+SO2=2SO5

②被自由基氧化

重要反應：SOz+HO?(在M催化下)=HOSOj

HOSO2?+O2(在M催化下)=HO2?+SO3

SO3+H2O=H2SO4

H2O.+NO=NO2+HO?

所以HO?又重生

與其他自由基的反應：CH3CHOO?+SO2=CH3CHO+SO3

HO2*+SO2=HO?+SO3

CH3O2*+SO2=CH}O*+SO3

CH3c(0)O2?+SO2=CHJC(0)o?+so3

③被氧原子氧化(大氣污染中氧原子主要來源于NOz光解)

N02+hv=N0+0*

SO2+O?=SO3

各種活性粒子對SO?的氧化中，以H0?氧化S02的反應速率常數(shù)為最大，其次是

()?

(2)液相氧化

①液相平衡SO2+H2O=SO2?H2O

SO2*H2O=H++HSO3-

HSO「=H*+SO/

②①對S02的氧化，0?可溶于大氣的水中，將S0?氧化

2

03+S02?H20=2H*+S04+02

O3+HSO3=HSO4+O2

22

O,+SO3=SO4+O2

③H2O2對SOz的氧化

HSO3+H2O2=SO2OOH+H2O

SO2OOH+H=H2SO4

④金屬離子對S0,液相氧化的催化作用

Mn”的催化氧化反應、Fe"的催化氧化反應，Mn??和Fe"共存時的催化

當pH低于4或5時，是使S氧化為硫酸鹽的重要途徑。pH約為5或更

大時，0、的氧化作用更快，pH更高時，F(xiàn)e、Mn的催化作用更顯著。

降水中的pH為5.6,背景值為5。

酸雨化學：

SO2+[O]=SO3

SO3+H2O=H2SO4

SO2+H2O=H2SO3

H2S0,+[0]=H2S04

NO+[O]=NO2

2NO2+H2O=HNO3+HNO2

[0]指各種氧化劑

SO]和NOx經(jīng)過氧化后溶于水形成HfO4、HNO?HNO?是造成酸雨的主要原因。

Mn、Cu、V等使酸性氣體氧化的催化劑，03、H0Z?又是氧化劑，飛灰中的CaO'CaCO”

NH、都可以中和起緩沖作用.

14.了解破壞化學

平流層中的來源于平流層中的。2的光解

O2+hv(入<243nm)=0*+0*

0?+()2+乂=0州

平流層中的6消耗有兩條途徑，一條是。3光解

O3+hv=O2+O*

該過程使能夠吸收來自太陽的紫外輻射的根本原因，由于0?很快會與02

反應，重新生成仇，因此這種消除途徑并不能真正消耗仇

03+0*=202

這樣才能清除0”但正常情況下與上述反應動態(tài)平衡。

由于人類活動的影響，H0x?NOj和C10j等活性基團進入平流層，破壞了03

層的穩(wěn)定狀態(tài)。

(1)NOx對6的破壞

①平流層中N0*的來源

N20的氧化：N2O+O?=2NO

超音速和亞音速飛機排放和宇宙射線分解

②NO*清除仇的過程

NO+O3=NO2+O2

NO2+O?=NO+O2

凈反應：03+0*=202

③N0*的消除：NO、NO?都易溶于水，被下沉氣流帶到對流層，隨降水去除是主要

方式。另外還有平流層頂紫外線作用下光解：

NO+N?=N2+0*

W+NONQ+0-

(2)HOj對O3層破壞

①H0,來源：甲烷、HQ、比與激發(fā)態(tài)原子氧的反應，0?是由以光解產(chǎn)生。

②清除過程：?H+O3=*OH+O2

?OH+O-=?H+O2

凈反應：03+0?=202

?OH+O3=HO2?+O2

HO2?+O?=?OH+O2

凈反應：O；+O?=2O2

(3)CIO,對6的破壞

①來源：有天然海洋生物產(chǎn)生或氟氯甲烷的光解，或CFCL與0?的反應

②清除反應：C1?+O,=C1O?+O2

C1O*+O?=C1?+O2

凈反應：03+0?=202

15.了解點源擴散模式

(1)高架點源大氣污染模式

C(x,y,z)=Q/(27TUayoz)*exp[-y2/(20y2)-z2/2az2]

Q:源強-單位時間內(nèi)排放的污染物的量mg/s

U:煙囪口的風速

ay:橫向的擴散系數(shù)，在一定條件下為一常數(shù)

az：鉛直的擴散系數(shù)

(2)高斯修正(對地面及源高)

地面P點的實際濃度：

C(x,y,z)=Q/(271Uayaz)*exp[-y2/(20y2)]{exp[-(z-He)2/20z2]+

exp[-(z+He)2/2az2]

16.了解線源擴散模式

公路交通排放

17.掌握除塵器的分類及工作原理

去除顆粒物通常利用除塵技術，即將含塵氣體引入具有一種或幾種力作用的

除塵器，使顆粒物相對其運載氣流產(chǎn)生一定的位移，并從氣流中分離出來，最后，

沉降到捕集表面上。

根據(jù)除塵器的主要機制可將其分為機械式除塵器、過濾式除塵器、濕式除塵

器、靜電除塵器四類。

(1)機械式除塵器：利用重力、慣性、離心力等方法將顆粒物分離出來，達到

凈化的目的。包括重力沉降室、慣性除塵器和旋風除塵器等，其中以旋風除塵器

的應用最廣，構造簡單，效率在40—90%之間。

重力沉降只適用于50Hm以上的顆粒。

慣性除塵器適于非粘性、非纖維性粉塵的去除，效率50~70%,適于10~20

*m以上的粗塵。

(2)過濾式除塵器：利用多孔介質(zhì)來分離捕集氣體中的塵粒，有內(nèi)部過濾和外

部過濾之分。內(nèi)部過濾是把松散多孔的濾料填充在框架內(nèi)作為過濾層，塵粒在濾

層內(nèi)被捕集。外部過濾器是用纖維織物作為濾層，通過表面捕集。(袋式除塵應

用最廣泛)。濾層可用棉、毛、有機纖維、無機纖維織成。

濾袋的捕塵有以下機制：

①篩濾作用：粉塵層厚還會提高除塵效率，但要注意清灰。

②慣性碰撞作用：粒徑＞1口小粒子與濾料碰撞。

③擴散作用：小于粒子熱運動。

④靜電作用：濾布與粉塵電荷相反時。

⑤重力沉降作用。

袋式除塵器效率可大于99%,工業(yè)應用廣泛，但不適于含油、含水及黏結性

粉塵，也不適于高溫含塵氣體，應預先冷卻。

(3)濕式除塵器：利用液網(wǎng)、液膜、液滴或氣泡與塵粒發(fā)生慣性碰撞、擴散、

粘附、凝聚等作用，從廢氣中捕集塵粒，并具備吸收氣態(tài)污染物的作用，凈化氣

體。

能同時去除顆粒污染物和氣態(tài)污染物，結構簡單造價低，去除效率高，可以

處理高溫廢氣及粘性塵粒和液滴。

耗能、耗水，易被腐蝕設備，產(chǎn)生的廢液和泥漿易造成二次污染。

有噴淋塔、文丘里洗滌器、沖擊式除塵器和水膜除塵器等。凈化后的氣體通

常須脫水。

(4)電除塵器：靜電除塵器是利用高壓電場產(chǎn)生的靜電力(庫侖力)的作用，

使粒子荷電，在電場驅(qū)動下定向運動，從氣體中分離出來。

①粒子荷電：放電場附近的自由電子、正離子被加速，與之碰撞的顆粒物電離，

放更多電子，帶上負電荷，實現(xiàn)荷電。

②粒子沉降：荷電粒子向集塵極運動，與集塵極的電荷中和，沉積。

③粒子清除：積到一定厚度，擊打脫落。

電除塵器幾