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环境工程
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1.环境和环境问题 1.1环境 人类是环境的产物,又是环境的创造者。 环境不仅向人类提供维持生存的物质,同时也提供了人类在智力、道德、社会和精神等方面发展的机会。人类同时也在通过自己的劳动利用环境,创造物质财富,克服不利的自然条件,不断地创造和改善人类居住生活环境。
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环境 是指人类的生存空间。它是指主体以外的且围绕主体、占据一定空间、构成主体生存条件的各种实体或社会因素。
环境是一个及其广泛的概念,它不能孤立存在,总是相对于某一个中心而言。不同的中心相应有不同的环境范畴。
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不同群体对环境的认识 普通人群:环境应该是让人赏心悦目的景观。例如:蓝天白云、碧水长流的自然风景。如果针对居住环境而言,应该是符合卫生要求。此外,还应具备必要的生活配套条件,例如,学校、商场、公共休闲的绿地或公园、交通方便等。 环境保护行政管理部门、政府人员:环境的概念应该是遵照《中华人民共和国环境保护法》的有关规定:“本法所称环境,是指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,包括大气、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村。” 环境科学家:环境是人类进行生产和生活的场所。我们要以辩证的观点来认识环境。在环境科学里,人是中心事物,环境主要是人类的生存环境。即作用在人这一中心客体上的、一切外界事物和力量的总和。
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1.2 环境问题 概况地说,环境问题是指全球环境或区域环境中出现的不利于人类生存和发展的各种现象。按照环境问题产生原因,主要分为原生环境问题和次生环境问题。 原生环境问题 是由自然环境本身变化引起的。如火山喷发、地震、洪涝、干旱、滑坡等。 次生环境问题 是人类活动作用于周围环境而引起的环境问题。是环境科学研究的主要对象。
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原生环境问题 1976年7月28日,那一个黑色的可怕瞬间……一场人类史上堪为最惨烈的地震灾难降临到中国人民的头上:转眼间唐山市区变成一片废墟,242419人丧生(包括天津等受灾区),36万多人受重伤,70万多人受轻伤,15886户家庭解体,7821个妻子失去丈夫,8047个丈夫失去了妻子,3817人成为截瘫患者,25061人肢体残废,遗留下孤寡老人3675位,孤儿4204人,数十万和平居民转眼变成失去家园的难民,全国人民被投入到巨大的悲痛之中。 唐山大地震后被震弯的铁路
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原生环境问题 印度尼西亚苏门答腊岛以北海域当地时间2004年12月26日上午8时发生里氏8.5级强烈地震,并引发海啸,东南亚和南亚数个国家受波及,造成重大人员伤亡(最后报道遇难者超过15万人。
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次生环境问题
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2 水体污染及其控制技术 2.1水体自净与水体污染 水体 又称水域,是指海洋、河流、水库、沼泽、冰川、地下水等地表与地下贮水体的总称。
水体 又称水域,是指海洋、河流、水库、沼泽、冰川、地下水等地表与地下贮水体的总称。 环境容量 自然环境包括水环境对污染物质都具有一定的承受能力,即所谓的环境容量。
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水体自净 水体能够在其环境容量的范围以内,通过物理、化学和生物的作用,使排入的污染物质的浓度和毒性随时间的推移在向下游流动的过程中自然降低。
水体污染 排入水体的污染物在数量上超过该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量,从而导致水体的物理特征、化学特征和生物特征发生不良变化,破坏了水中固有的生态系统,破坏了水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用。
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2.2污染源和主要污染物 2.2.1水体污染源 水体污染源是指向水体排入污染物或对水体产生有害影响的场所、设备和装置。根据污染物来源不通,水体污染源可以分为人为污染源和天然污染源两大类。其中,人为污染源是环境保护研究和水污染防治中的主要对象。
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2.2.2主要污染物 化学性污染物 物理性污染物 生物性污染物 无机无毒物质 无机有毒物质 有机有毒物质 需氧物质 植物营养物质 油类物质
悬浮物质 物理性污染物 热污染物 放射性污染物 生物性污染物
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2.3水质指标和水质标准 2.3.1水质指标 固体污染物指标 COD 需氧污染物指标 BOD 其他需氧污染物指标 pH值 细菌总数
细菌污染指标 总大肠菌群数 金属有毒有害物质 非金属有毒有害物质 有毒物质指标 有机有毒有害物质 放射性物质
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2.3.2水质标准 《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)
依据地表水水域环境功能和保护目标,按功能高低依次划分为五类: I类 主要适用于源头水、国家自然保护区; Ⅱ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地 一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾 类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等;
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Ⅲ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二
级保护区、鱼虾类越冬场、泅游通道、水产 养殖区等渔业水域及游泳区; IV类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接 触的娱乐用水区; V类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域
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《污水综合排放标准》 (GB ) 执行标准等级的确定: (1)特殊保护水域,指国家《地表水环境质量标准》(GB )中的Ⅰ、Ⅱ类水域,不得新建排污口,现有的排污单位由地方环保部门从严控制,以保证受纳水体水质符合规定用途的水质标准。 (2)重点保护水域,指国家《地表水环境质量标准》(GB )中的Ⅲ类水域和《海水水质标准》 Ⅱ类水域,对排入该区水域的污水执行一级标准。
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《污水综合排放标准》 (GB ) (3)一般保护水域,指国家《地表水环境质量标准》(GB )中的Ⅳ 、Ⅴ类水域和《海水水质标准》 Ⅲ类水域,对排入该区水域的污水执行二级标准。 (4)对排入城镇下水道并进入二能污水处理厂进行生物处理的污水执行三级排放标准。
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2.4 水体污染控制的基本途径 1. 减少废水及其污染物的产生量 改革生产工艺 改进生产设备 2. 减少废水及其污染物的排放量 提高水的重复利用率 回收有用物质 加强工业废水与城市污水的综合治理
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2.5 污水处理基本方法与系统 2.5.1 污水处理基本方法 按照污水的净化原理,分为物理法、化学法和生物法。
2.5 污水处理基本方法与系统 污水处理基本方法 按照污水的净化原理,分为物理法、化学法和生物法。 1、 物理法 利用物理作用处理废水的方法,主要用于分离去除废水中不溶性的悬浮污染物。在处理过程中不改变废水的化学性质。常采用的有沉淀法、过滤法、离心分离法、蒸发法、气浮法、反滲透法。 2、化学法 利用化学反应或物理化学作用处理、回收废水中的污染物,或将其转化为无害物质。常用的方法有化学沉淀法、混凝法、中和法、萃取法、吸附法、氧化还原法、离心交换法、电渗析法等。
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3、生物法 微生物具有氧化分解有机物并将其转化成稳定无机物的能力,废水生物处理法就是利用微生物的这一功能,并采取一定的人工措施,营造有利于微生物生长繁殖的环境,使微生物大量法制,以提高微生物氧化、分解有机物的能力从而使废水中的有机污染物得以净化的方法。 根据采用的微生物的呼吸特性,生物处理可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。根据微生物的生长状态,废水生物处理又可分为悬浮生长型(如活性污泥法)和附着生长型(如生物膜法)。
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污泥 曝气池 曝气转盘
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污水处理系统 污水中的污染物质是多种多样的,因此不可能只用一种方法就可以将所有的污染物都去除干警,往往需要集中处理方法的组合以达到预期净化效果与排放标准。 根据处理程度的不通,废水处理系统可以分为一级处理、二级处理和三级处理。 一级处理主要解决悬浮固体、胶态固体、悬浮油类等污染物的分离,多采用物理法。一级处理通常是二级处理的预处理。
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三级处理是在一级、二级处理后,进一步处理难降解有机物、氮和磷等可溶性无机物等。处理后的水质可以达到工业用水和生活用水的标准。
二级处理主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(即BOD、COD物质),多采用较为经济的生物处理法。它往往是废水处理的主体部分。经二级处理后,一般均可以达到排放标准。 三级处理是在一级、二级处理后,进一步处理难降解有机物、氮和磷等可溶性无机物等。处理后的水质可以达到工业用水和生活用水的标准。
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3 大气污染及其控制技术 3.1大气污染物与污染源 大气污染 指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到足够的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害环境的现象。 大气污染源 分为自然源和人工源两类。自然源是火山喷发、森林火灾等自然原因产生的沙尘、SO2、CO等。人工源是指任何向大气排放一次污染物的工厂、设备、车辆或行为等。
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人 工 源 按污染源形成的原因 按污染物排放的方式 按污染物排放的时间 按污染源的运动形式 按污染源的排放空间 工业污染源 农业污染源
交通污染源 生活污染源 点源 按污染物排放的方式 线源 人 工 源 面源 连续源 间断源 按污染物排放的时间 瞬时源 固定源 按污染源的运动形式 移动源 地面源 按污染源的排放空间 高架源
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大气污染物 指以各种形式进入大气中,并可能引起的大气污染的物质。
大气污染物 指以各种形式进入大气中,并可能引起的大气污染的物质。 按照和污染源的关系,分为一次污染物和二次污染物。按照污染物的形态,分为颗粒污染物和气态污染物。 沙尘暴 汽车尾气
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两种重要的二次污染物 硫酸烟雾 又称伦敦烟雾,是由烧煤所产生的烟尘、SO2与自然雾混合在一起,积聚在低层大气中形成的烟雾。 伦敦曾多次发生煤烟事件,其中最严重的一次是于1962年12月5日发生的,历时5天,死亡4000多人。伦敦型烟雾是由居民、工厂取暖排放的煤烟和冬季早晨的雾相伴而生。构成这次事件的一次污染物是SO2和煤尘,其二次污染物主要是硫酸雾和硫酸盐气溶胶。硫酸雾是大气中的SO2在相对湿度比较高、气温比较低,而且又有煤烟颗粒物存在时所发生的催化反应而形成的。
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光化学烟雾 又称为洛杉矶烟雾。是由碳氢化合物和氮氧化合物等一次污染物,在阳光的照射下发生化学反应和光化学反应生成的。
美国洛杉矾光化学烟雾事件发生在1940年,其表现是白色烟雾(有时带紫色或黄褐色),大气能见度降低,具有特殊气味,刺激眼睛和喉粘膜.使呼吸困难。其中生成的03 。可使橡胶制品开裂,使植物叶片变黄甚至枯萎,烟雾一般发生在相对湿度较低的夏季晴天,出现在中午或刚过中午,夜间消失。大气中光化学氧化剂(03等)浓度很高。
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3.2大气污染控制标准 环境空气质量标准( GB ) 一类区为自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区。 二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。 三类区为特定工业区。
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位于一类区的污染源执行一级标准(一类区禁止新、扩建污染源,一类区现有污染源改建执行现有污染源的一级标准);
大气污染物综合排放标准(GB ) 本标准规定的最高允许排放速率,现有污染源分一、二、三级,新污染源分为二、三级。按污染源所在的环境空气质量功能区类别,执行相应级别的排放速率标准,即: 位于一类区的污染源执行一级标准(一类区禁止新、扩建污染源,一类区现有污染源改建执行现有污染源的一级标准); 位于二类区的污染源执行二级标准; 位于三类区的污染源执行三级标准。
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3.3大气污染控制与常用治理技术 3.3.1大气污染控制途径 1.合理规划、合理布局 2.改进燃烧方式和改变燃料构成,推广清洁能源
3.采用区域采暖,集中供热的方法 4.减少交通废气污染 5.绿化造林
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3.3.2大气污染治理技术 1.颗粒污染物的治理 从气体中除去或收集固态或液态粒子的设备称为除尘装置,有时也叫除尘器。 除尘装置可分为以下几种类型: 重力除尘器 机械式除尘器 惯性力除尘器 离心力除尘器 湿式除尘器 过滤式除尘器 电除尘器
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重力除尘器 惯性除尘器 旋风除尘器
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电除尘器 袋式除尘器 文丘里除尘器 喷淋塔
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2.气态污染物的治理 吸收法 吸附法 催化法 燃烧法 冷凝法 3.汽车尾气的治理 主要采用的方式有机内净化、机外净化,采用清洁能源和替代驱动等方式。 机内净化是改进发动机的燃烧方式,使污染物的产生量减少。 机外净化是利用在发动机外部的催化净化设备,对排出的废气进行治理。
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采用清洁能源是指采用,类似天然气、甲醇等燃料替代化石燃料,从根本上减少污染物的产生量。
替代驱动则是通过智能化设计,在汽车内配备多个驱动方式,根据燃料的情况和实际运行方式,选择合适的驱动凡是驱动汽车,同时使得尾气中有害成分保持在最低状态。 另外,还可以通过对道路交通的合理规划,合理调配城市区域内的交通量,使尾气排放总量控制在一个合理的范围内。还可以种植树木草坪来对尾气进行吸收净化。
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3.4全球性环境问题 3.4.1温室效应和全球变暖 大气中的某些微量气体,对太阳辐射不能接受或很少接受,对地面的长波辐射却强烈吸收,导致大气升温的现象称为温室效应。引起温室效应的这些微量气体称为温室气体。包括二氧化碳、氟氯烃、甲烷、低空臭氧和氮氧化物等。其中,起主要作用的是二氧化碳,温室效应的55%都是有二氧化碳贡献的。当大气中的温室气体含量增加,就会加剧温室效应,引起全球气候变暖。
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全球气候变暖对人类生活产生的影响,主要反映在两个方面:
1.沿海地区的海岸线变化 全球气候变暖一方面会使两极和高山上的冰盖而膨胀,从而使海水平面上升。海水平面上升主要使沿海地区受到威胁,沿海低地有被淹没的危险,还会引起海水倒灌,洪水排泄不畅,土地盐渍化等后果。 2.气候带移动 全球气候变暖会引起温度带的北移。温度带北移会使大气运动发生相应的变化,全球降水也会发生变化。但是对于低纬度热带多雨地区,则面临着洪涝威胁。另外还会使农业的不稳定性增大,使生物多样性发生变化等。
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控制对策: 控制全球气候变暖,控制温室效应,根本途径就是减少大气中温室气体的含量,特别是二氧化碳的含量。因此: 一是调整能源战略。尽量减少化石燃料的试用,提高燃料的热效率,大力开发各种新能源,改变能源结构。 二是开展绿化对策 控制和制止乱砍滥伐森林,大力植树造林。绿色植物能够吸收二氧化碳,从而减少大气中二氧化碳的含量。
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酸雨 酸雨,即酸沉降,是指pH值小于5.6的降水。 1.酸雨的成因 酸雨形成的主要因素是SO2和NOx(主要是NO和NO2)。据估计,全球每年人为排入大气的硫氧化物约为2亿吨,其中二氧化硫约为1.5亿吨,排入大气的氮氧化物约为1.5亿吨。 根据产生酸雨的主要污染物的类别,酸雨分为由二氧化硫形成的硫酸型酸雨和由氮氧化物形成的硝酸型酸雨。我国的酸雨类型主要是以二氧化硫为主要产生因子的硫酸型酸雨。
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2.酸雨的危害 (1)、使湖泊酸化。 (2)、酸雨使河流pH值降低,对水生生态系统产生影响。 (3)、抑制土壤中有机物的分解和氮的固定、淋洗与土壤粒子结合的钙、镁、钾等营养元素,使土壤贫瘠化。 (4)、酸雨伤害植物的新生芽叶,干扰光合作用,影响其发育生长。 (5)、腐蚀建筑材料,金属结构、油漆及名胜古迹等
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3.酸雨的防治对策 (1)加强对酸雨的科研工作。 (2)建立模型,对酸雨污染作时空预测。 (3)制定严格的排放标准,控制二氧化硫对大气的污染。 (4)试用低硫燃料和改进燃烧方法,减少二氧化硫排放量。 (5)采用石灰法,中和已酸化是水质 (6)开展国际合作,解决跨国污染。
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被酸雨腐蚀的雕像 酸雨落到西瓜上,造成的密密麻麻的小坑
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3.4.3臭氧层破坏 臭氧层存在于距地球表面15~50km高空中,对太阳光中的紫外线有极强的吸收作用,能吸收高强度紫外线的99%。据美国宇航局观测的资料表面,自1969年以来,全球除赤道以外,所有地球臭氧层中臭氧的含量减少了3%~5%。1985年,英国科学家首先发现南极已出现空洞。对于臭氧层破坏的原因,多数科学家认为是工业化以后人为影响所致,是氯氟烃这类自然界中没有的化合物消耗臭氧的结果。
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臭氧层破坏的危害 对人类健康的影响 紫外线辐射会使人患上皮肤癌和白内障疾病,加速人的皮肤老化和损坏人的免疫能力。 对动物的危害 紫外线辐射可杀死动物的卵,影响孪生动物的正常繁殖 ,进而影响正果生态系统。 对植物的危害 紫外线辐射会使植物叶片变小,减少了光合作用的面积,导致植物生长的不正常甚至死亡,引起农作物产量急剧减产。 对材料的危害 紫外线辐射还会影响材料的试用寿命,如塑料老化、油漆裂化等。
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臭氧层破坏的防治对策 大气层中臭氧层的消耗 ,主要是因为消耗臭氧的化学物质引起的。因此防治臭氧层消耗的基本途径就是减少这些化学物质的排放,其中特别是氟氯烃和溴氟烃。氟氯烃和溴氟烃主要用于制冷剂和灭火器中。要减少这些物质的排放,最好的方法就是不使用它们,因此要大力开发它们的替代品。
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4 固体废物污染及其控制技术 4.1固体废物概述 4.1.1固体废物的定义
4 固体废物污染及其控制技术 4.1固体废物概述 4.1.1固体废物的定义 固体废物是指在生产、生活和其他活动中产生,在一定时间和地点无法再利用而被丢弃的污染环境的固态、半固态废弃物质。 固废是一个相对性的概念,也被称为“放错了地点的原料”。从一个生产环节来看,它们是废物,但是从另一个生产环节来看,它们往往又可以作为原料来使用。
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4.1.2固体废物的分类 按形状可分为固体废物和泥状废物;按其组成可分为有机废物和无机废物;按其来源可分为工业固体废物、矿业固体废物、农业固体废物、有害固体废物和城市垃圾等废物。按其危害性可分为一般固体废物和危险性固体废物。
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4.1.3固体废物的危害 侵占土地 污染大气 污染土壤 污染水体 影响环境卫生和景观
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4.2固体废物处理处置利用原则 4.2.1减量化 减量化是指减少固体废物的产生量和排放量,从源头上直接减少或减轻固体废物的数量和减少其体积,还包括尽可能地减少其种类、降低危险废物的有害成分的浓度、减轻或清除其危险特性等。减量化是防治固体废物污染环境的优先措施。
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在日常生活生活中,减少一次性物品的的使用,例如用玻璃杯代替塑料杯,用瓷盘代替纸碟,用海棉代替纸巾等
在日常生活生活中,减少一次性物品的的使用,例如用玻璃杯代替塑料杯,用瓷盘代替纸碟,用海棉代替纸巾等.尽量购买包装简单的大型经济包装的商品,饮用买回家加水的浓缩果汁。目的是为了减少包装垃圾。 重复使用和修理使用目前已有的东西。把不再使用的东西捐献出去,供他人使用。借或租赁暂时需要的东西。 将洗衣店连同洗好送来的衣架退回去,重复使用。 减少办公室垃圾: 采用双面复印,一节约纸张。重复使用纸张,例如,使用单面使用过的纸张和收到的信纸。 报告和信件在电脑上进行仔细修改后再打印。文件进行传阅,不必人手一份。
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4.2.2资源化 资源化是采取管理和工艺措施从固废中回收物质和能源,加速物质和能源循环,创造经济价值的技术方法。 资源化的原则是:技术是可行的;经济效益比较好;废物应尽可能在排放源就近利用,以节省废物在存放、运输等过程的投资;产品符合国家相应的产品质量标准,具有市场竞争力。 资源化的途径:物质回收 物质转换 能量转换
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4.2.3无害化 无害化是指对已产生又无法或暂时不能综合利用的固体废物,经过物理、化学或生物方法,进行对环境无害或低危害的安全处理、处置,达到废物的消毒、解毒或稳定化,以防治并减少固体废物的污染危害。 目前,固体废物无害化处理已经发展称为一门崭新的工程技术,如垃圾的焚烧、卫生填埋、堆肥、粪便的厌氧发酵、有害废物的热处理等。
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垃圾的分类收集 有机垃圾(黄桶):包括瓜果皮、蔬菜、剩饭菜、变质食品、树叶、枝条等。这些垃圾经分类收集后,集中处理,制成高效有机肥,每吨有机垃圾约可生产0.3吨有机肥料。有机肥返还土壤,有助于维护生态系统的营养循环与健康。 可再生垃圾(绿桶):包括废纸、废塑料、废金属、废玻璃、废织物等。这些垃圾经过进一步分离后,可以回收、生产再生产品。这些是生活垃圾中回收、再利用的主要部分,对于提高可耗竭资源的利用效率、减轻可耗竭资源的压力具有非常重要的意义和价值。
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不可再生垃圾(蓝桶):包括不可再生的建筑垃圾、渣土、灰烬、卫生间废纸等难以回收利用的废弃物。这一部分资源最终可以通过堆积、填埋进行处理,可有效减少对地下水、地表水、土壤及空气的污染。其中一部分可以用作建筑、修路的填料或基料加以利用。 有害垃圾(红桶):包括:废电池、废荧光灯管、废水银温度计、废油漆桶、过期药品等。这些危险废弃物需要专门机构负责特殊的安全处理,将其危害降到最低。比如:废电池中所含的汞、镉是污染性极强的有毒重金属,但回收电池可提取稀有金属锌、铜和二氧化锰。 通过可再生资源的回收再利用,可以减少污染,节省资源,促进资源的循环利用。
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如每回收利用1吨废纸可再造出800~850公斤好纸,可节约2~3立方米的木材,挽救31棵大树,节约1
如每回收利用1吨废纸可再造出800~850公斤好纸,可节约2~3立方米的木材,挽救31棵大树,节约1.2吨煤以及其他一些化工原料,而且比生产等量的新纸减少74%的污染。目前我国废纸回收率仅为20-30%,每年流失废纸600万吨,相当于浪费森林资源100~300万亩。而每回收1吨废塑料可获得0.7吨二级原料或者 L的无铅汽油或柴油;每回收1吨废钢铁可炼好钢0.9吨,比用矿石冶炼节约成本47%,减少空气污染75%,减少97%的水污染和固体废物;而循环再制造铝罐可节省95%的能源,减少95%的空气污染,丢弃一个铝罐就等于浪费半个铝罐的石油。废玻璃回收再制造可降低成本20%,减少能耗约32%,减少空气污染20%和水污染50%。回收一个玻璃瓶节省的能量,可使灯泡亮4个小时。
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4.3固体废物的处理技术 物理处理 包括压实、破碎、分选等。 化学处理 包括氧化、还原、中和等。 生物处理 包括好氧处理、厌氧处理和兼氧处理 热处理 包括焚烧热解以及熔烧、烧结等。 固化处理 主要处理危险固废
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年5月23日,投资5.4亿元人民币建成的双港垃圾焚烧发电厂正式投产并进入商业运营。这是国内目前规模最大、自动化水平最高的垃圾焚烧发电厂。其装机容量为24000千瓦,日处理生活垃圾1200吨,占天津市日产生活垃圾总量的25%,年上网发电量为1.2亿千瓦时,相当于每年节约优质原煤4.8万吨。该项目采用了半干法+袋式除尘+活性炭系统,使垃圾燃烧产生的烟尘经处理后,浓度比普通家庭烹调的油烟浓度还低,可达到欧盟标准,使垃圾成为再生资源 。
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天津双港垃圾焚烧发电厂
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天津双港垃圾焚烧填埋厂
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精制有机堆肥成品 堆肥场
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4.4固体废物的最终处置 固废的最终处置包括陆地处置和海洋处置。 海洋处置 包括深海投弃和海上焚烧。随着人们对保护生态环境重要性人事的加深和总体环境意识的提高,海洋处置受到越来越多的限制,以被国际公约禁止。 陆地处置 可分为土地耕作、永久贮存进而土地填埋三种类型。其中应用最多的是土地填埋处置技术。
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垃圾填埋场
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防滲层结构 滲滤液收集管
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5 噪声及其他污染控制技术 5.1噪声污染及其防治 噪声是指在人的生存环境中出现了一些妨碍人的生活、学习、生产和思考的,令人感到不愉快的声音。显然,一种声音是否为招生,不单独取决于声音本身的物理性质,还与各人所处的生活环境与主观愿望有关。
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噪声的分类 按照噪声产生的机理可分为空气动力性噪声、机械性噪声和电磁性噪声。按噪声的来源,可分为工业噪声、交通噪声、建筑噪声和生活噪声。
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噪声的危害 1.干扰睡眠 连续噪声可以使人熟睡时间缩短; 40dB连续噪声,可使10%的人受影响 70dB连续噪声,可使50%的人受影响 突然的噪声可使人惊醒。 40dB突发的噪声,可使10%的人惊醒 60dB突发的噪声,可使70%的人惊醒
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2.导致听力损伤 暂时性听阈迁移 又称听觉疲劳 永久性听阈迁移 即噪声性耳聋 大量统计资料表明: <80dB,长期工作不耳聋 <85dB,10%可能耳聋 <90dB,只能保护80%的人工作40年不耳聋 突然暴露在140~160dB的高强度噪声下,就会使听觉器官发生急性外伤,引起鼓膜破裂流血,螺旋体从基底地形剥离,双耳完全失听。
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3.对人体生理和心理的影响 噪声会引起人体紧张的反映,刺激肾上腺素的分泌,因而引起心率改变和血压升高。另外,噪声还会使人烦恼激动、易怒,甚至失去理智。噪声也容易使人疲劳,往往会影响精力集中和工作效率。 4.影响儿童和胎儿发育 5.干扰语言交流 6.影响动物生长 7.损害建筑物
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噪声污染控制技术及对策 噪声的传播过程中有三个要素,即噪声源、 传播途径和接受者。因此控制噪声应从这三个方面来考虑。 1.从声源处治理噪声是降低噪声最有效和最根本的办法。及时部分减弱生源处的噪声强度,也可以使传播途径中或接受到处抑制噪声工作简化。主要通过下列措施来实现:将发声体改造成不发声体或发声小的物体;改进设备的结构设计;改革生产工艺和操作方式;提高接代谢加工质量和装配精度。
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2.从传播途径上控制 主要是利用阻断和屏蔽声波的传播或利用声波传播的能量随距离衰减的规律来控制噪声。有吸声、消声、隔声等技术。 (1)吸声 可利用吸声材料和吸声结构降噪。 吸声材料具有松软多孔的特性。声波进入后,和孔隙中的空气和材料的纤维发生振动、摩擦,把声能转变成热能消耗掉,达到降噪的目的。 吸声结构是利用共振的原理做成的,主要用于对低频噪声的吸收。有薄板共振吸声结构、薄膜共振吸声机构、穿孔板共振吸声结构、微穿孔板共振吸声结构和空间吸声体等。
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泡沫吸声材料 穿孔复合吸声板 空间吸声体
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(2)消声 通过消声器来实现降噪。既可以阻止和减弱噪声传播又允许气流通过。有阻性消声器、抗性消声器和微穿孔板消声器等。
消声弯头 百叶式 消声器 盘式消声器
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(3)隔声 利用墙板、门窗、隔声罩等构件将噪声源与接受者分隔开以减弱噪声的传递。主要隔声措施有隔声罩、隔声间、隔声屏、隔声门和隔声窗等。
防火钢制隔声门
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隔声屏障 隔声窗 组装式隔声间 柴油发电机隔声罩
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3.个人防护 当降低噪声在技术上和经济上有困难时,可采用个人防护的办法。最常用的个人防护用品有耳塞、耳罩和头盔三种。
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5.2电磁辐射污染及其防治 电磁辐射是有振荡的电磁波产生的。电磁污染是指电磁辐射强度超过人体所能承受的或一起设备所允许的限度时所构成的电磁辐射污染。电磁辐射以其产生的方式有天然和人工两种。天然电磁辐射来自太阳辐射、宇宙射线等,量很小。环境中的射频本底主要还是人工电磁辐射。电磁辐射的危害主要表现在:电磁波辐射影响生物组织、电磁波辐射导致人体的病变、电磁波对电子设备的干扰。
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电磁辐射污染的防护 采取综合防治的方法。合理塑化剂使用各种电子设备,减少电磁泄漏,从根本上减少电磁辐射的排放量。通过合理布局,是电磁污染源远离居民稠密区;制定设备的辐射标准并进行严格控制;对已进入环境中的电磁辐射,要采用技术防护手段。主要有以下防护方法: 电磁屏蔽 远距离控制和自动作业 个人防护 加强城市规划,实行分区控制
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5.3光污染及其防治 光是电磁波的一部分,光污染是指光辐射过量而对生活、生产环境以及人体健康产生的不良影响。可分为: 眩光污染 灯光污染 可见光污染 视觉污染 其他可见光污染 红外光污染 紫外光污染 激光污染
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光污染是伴随着工业于城市发展所带来的一种新污染。由于光污染不能通过分解、转化、稀释来消除。因此,只能加强预防。
扰人的 光污染
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5.4热污染 热污染是指工业生产和现代生活中排除的废热造成的环境污染。主要包括城市热岛效应和对水体的热污染。 随着城市化进程持续加速发展,城市人口急剧增加,这势必对局地气候产生重大的影响。在人口密集,工集中桑叶的城市区域,由人类锪孔排放的大量热量再加上其他自然条件的共同作用使城区温度普遍高于郊区的气温,这种现象称为“城市热岛效应”。
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一般百万人口的大城市年平均温度比周围农村高约0. 5~1. 0℃。如美国洛杉矶市区温度年均值比周围农村高0. 5~1
一般百万人口的大城市年平均温度比周围农村高约0.5~1.0℃。如美国洛杉矶市区温度年均值比周围农村高0.5~1.5℃。上海每年平均35℃以上的高温天数要比郊区多5~10d以上。 水体热污染主要来源于含有一定热量的工业冷却水。水体热污染的危害主要包括以下几个方面:影响农业生产;是水体溶解氧含量降低;加重水体中某些重金属及有毒物质的毒性;急剧水体富营养化;影响水生生物的生长、繁殖;热水使河面蒸发大,造成失水严重;堵塞钢刀,河床抬高,增加洪水发生次数;水温升高,降低冷却效率,造成资源浪费。
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热污染的防治 多开发利用太阳能、风能等可再生能源; 提高热能转化和利用率及对废热的综合利用 提高冷却排放技术水平,减少废热排放; 加强绿化,增加森林覆盖面积; 严格限制热排放。
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5.5放射性污染及其防治 放射性是原子裂变而释放出射线的物质属性。具有这种性质的物质叫放射性物质。放射性物质衰变时原子核中释放出对人体有害的α射线、β射线、γ射线和X射线。 放射源: 天然放射源 是判断环境是否受到放射性污 染的基准。 人工放射源 核工业 核电站 核试验 医疗照射 其他人工污染源
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放射性污染的危害 放射性物质主要是通过食物链经消化道进入人体,其次是经呼吸道进入人体;通过皮肤吸收的可能性很小。放射性核素进入人体后,其放射线对机体产生持续照射,知道放射性核素蜕变成稳定性核素或全部排除体外为止。人体内受某些微量的放射性核素污染并不影响健康,只有当照射达到一定计量时,才能出现有害作用。当内照射计量大时,可能出现近期效应,如头疼、头晕、食欲下降等,继而出现白细胞和血小板减少等。超计量放射性物质在体内长期作用,可产生远期效应:如出现肿瘤、白血病和遗传障碍等。
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放射性污染的防护 外照射防护 缩短受照时间; 增加和放射性源之间的距离; 将人体屏蔽起来。 内照射防护 防止放射性物质进入和贮存在 体内。 例如:戴口罩、手套,穿工作服和靴子 等,工作后沐浴、更衣,严禁在放射性 场所饮食、饮水和吸烟。
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6环境质量评价 环境质量 指环境系统的内在结构和外部所表现的状态对生物界的生存和繁衍的适宜性。
环境质量 指环境系统的内在结构和外部所表现的状态对生物界的生存和繁衍的适宜性。 环境质量评价 是按照一定的评价标准和评价方法评估环境质量的优劣,预测环境质量的发展趋势和评价人类活动对环境影响的学科 环境质量评价分类 按照所评价的环境质量的时间属性,可分为环境质量回顾评价、环境质量现状评价和环境质量影响评价。
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6.1环境质量现状评价 根据近期的环境检测资料和数据,对某地区环境质量现状做出评价称为环境质量现状评价。它的主要内容是:查清评价区内已有的污染源和污染物;摸清评价银子的本底浓度值;分析现有环境质量与人类发展间的关系。
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环境质量现状评价的基本程序: 确定评价目的,制定评价大纲; 收集与评价有关的背景资料; 环境质量现状监测; 选择评价标准; 建立评价模型; 现状评价; 评价结论及对策。
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6.2环境质量影响评价 环境质量影响评价 是对拟议中的建设项目、区域开发计划和国家政策实施后,可能对环境产生的影响进行的系统性识别、预测和评估。 环境质量影响评价制度 是指把环境影响评价工作以法律、法规或行政规章的形式确定下来从而必须遵守的制度。环境影响评价不能代替环境影响评价制度。前者是评价技术,后者是进行评价的法律依据。
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预测方法: 数学模型法 利用描述污染物在环境在环境中变化规律的数学模型来预测建设项目的环境影响。 物理模型法 根据相似理论,按照一定的比例,将现场缩小成室内模型,经过试验模拟,来预测建设项目的环境影响。 类比分析法 参照在类似环境中类似建设项目所造成的环境影响来预测拟建项目的环境影响。 专业判断法 在听取专家意见的基础上,通过汇纂大业判断来估计建设项目的环境影响。
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环境质量影响评价的工作程序大体可分为三个阶段:
准备阶段 主要研究国家有关的法律和法规。进行初步工程分析和环境现状调查,摔重点选评价项目,编制评价工作大纲,并送环境保护管理部门审查; 正式工作阶段 按评价大纲的要求,全面并有重点地开展各环境要素的环境影响预测,主要工作为工程分析和环境现状调查,并进行环境影响预测和评价环境影响; 报告书编制阶段 汇总和分析第二阶段工作所取得的各种数据、资料,得出结论,完成环境影响报告书的编制。
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