環境科學與工程概論-全套課件 第1-8章 緒論、生態學基礎-其他物理性污染

1環境科學與工程概論2全球忽冷忽熱31949年來樂山大佛

首次被洪水淹至腳趾42020年洪雅縣漲大水5霰【xiàn】冰雹62013年2月21日日本遭遇暴雪襲擊2013年1月嚴寒天氣致威斯康辛州(美）堆起近8米冰山7主要內容緒論生態學基礎水體污染控制大氣污染控制固體廢物處理與資源化土壤污染與防治物理性污染控制8教學目的：

1、幫助學生樹立正確的環境觀，掌握基本的環境保護工作思路。2、獲得必要的環境科學基礎知識，了解環境科發展前沿，提高環境科學基本素養；3、了解解決環境問題的基本途徑及技術方法；4、了解國家的相關環境保護相關法律法規和標準；5、培養學生的環境意識，為將來從事專業技術工作時正確處理經濟建設與環境保護之間的關系打下必要的基礎。9環境科學（研究內容，任務）環境工程學（研究內容，任務）一個分支學科環境（概念）人類－對象環境問題１．概念，分類２．世界上面臨的環境問題？可持續發展環境保護環境觀第一章緒論3.我國面臨的環境問題10一、環境與環境問題１.1環境環境就其詞義而言，是指某項主體周圍的空間及空間中的介質。在環境科學中，所研究的環境是人類的生存環境，它包括自然環境與社會環境兩部分。

自然環境是人類賴以生存和發展的各種自然因素的總和，即通常所稱的自然界。

社會環境是指人類的社會制度等上層建筑條件，包括社會的經濟基礎、城鄉結構以及同各種社會制度相適應的政治、經濟、法律、宗教、藝術、哲學的觀念與機構等。11

分類：⑴按環境性質分為：自然環境、半自然環境（被人類破壞后的自然環境）、社會環境。⑵按環境范圍：宇宙環境（星際環境）、地球環境（地理環境）、區域環境、微環境和內環境⑶按環境要素：大氣環境、水環境(如海洋環境、湖泊環境等)、土壤環境、生物環境(如森林環境、草原環境等)、地質環境⑷環境功能：特定空間環境(如航空、航天的密封艙環境等)、車間環境(勞動環境)、生活區環境(如后室環境、院落環境等)、城市環境、區域環境(如流域環境、行政區域環境等)、全球環境和星際環境等。

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《中華人民共和國環境保護法》明確指出：“本法所稱環境是指影響人類生存和發展的各種天然的和經過人工改造的自然因素的總體，包括大氣、水、海洋、土地、礦藏、森林、草原、野生生物、自然遺跡、人文遺跡、自然保護區、風景名勝區、城市和鄉村等。”這里還沒有涉及上述環境的全部內容，只是提出目前與人類密切的，必須加以保護的那一部分人類的自然環境和社會環境。131.２環境問題

(1)概念與分類

全球環境或區域環境中出現的不利于人類生存和發展的現象，均概括稱為環境問題。由自然力引起的環境問題：第一類環境問題（原生環境問題）如地震、洪澇、干旱和滑坡等。由人類活動引起的環境問題：第二類環境問題（次生環境問題）如環境污染、生態破壞。1415八大公害事件16馬斯河谷事件：1930年12月1～5日，比利時馬斯河谷工業區工業區處于狹窄盆地中發生氣溫逆轉，工廠排出的有害氣體在近地層積累。3天后，有人發病，癥狀為胸痛、咳嗽、呼吸困難等。一周內有60多人死亡。心臟病、肺病患者死亡率最高。多諾拉事件：1948年10月26～31日，美國賓夕法尼亞州多諾拉鎮。該鎮處于河谷，10月最后一個星期大部地區受反氣旋和逆溫控制，加上26～30日持續有霧，使大氣污染物在近地層積累。二氧化硫及其氧化作用的產物與大氣中塵粒結合是致害因素。發病者

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人，占全鎮總人口43%。癥狀是眼痛、肢體酸乏、嘔吐、腹瀉；死亡17人。17洛杉磯光化學煙霧事件：20世紀40年代初期，美國洛杉磯全市50

多萬輛汽車每天消耗汽油約1600萬升，向大氣排放大量碳氫化合物、氮氧化物、一氧化碳。該市臨海依山，處于50千米長的盆地中，汽車排出的廢氣在日光作用下，形成以臭氧氣為主的光化學煙霧。18倫敦煙霧事件：1952年12月5～8日，英國倫敦市。5～8日，英國幾乎全境為”濃霧”覆蓋，4天中死亡人數較常年同期約多4000人：45

歲以上的死亡最多，約為平時3倍；1歲以下死亡的，約為平時2倍。事件發生的1周中，因支氣管炎死亡的人數是平時的9.3倍。四日市哮喘事件：1961年，日本四日市。1955年以來，該市石油冶煉和工業燃油產生的廢氣嚴重污染城市空氣。重金屬微粒與二氧化硫形成硫酸煙霧。1961年，哮喘病發作。1967年，一些患者不堪忍受痛苦而自殺。1972年，全市共確認哮喘病患者達817

人，死亡10多人。米糠油事件：1968年3月，日本北九洲市、愛知縣一帶生產米糠油時所用的脫臭熱載體多氯聯苯作，由于生產管理不善，混入米糠油中，人食用后中毒，患病者超過1400人。至7～8月份，患病者超過5000人，其中16人死亡，實際受害者約13000

人。19水俁病事件：1953～1956

年，日本熊本縣水俁市含甲基汞的工業廢水污染水體，使水俁灣和不知火海的魚中毒，人食毒魚后受害。1972年，日本環境廳公布：水俁灣和新縣阿賀野川下游汞中毒者有

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人，其中60人死亡。痛骨病事件：1955～1972年，日本富山縣神通川流域鋅、鉛冶煉工廠等排放的含鎘廢水污染了神通川水體。兩岸居民利用河水灌溉農田，使稻米含鎘，居民食含鎘稻米和飲用含鎘水而中毒。1963～1979年3月，共有患者130人，其中死亡

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人。

(2)環境問題的發展原始社會農業社會工業社會當代(3)環境問題的特點第一：長期性。第二：關聯性。2223(4)當前世界面臨的主要環境問題

當前人類所面臨的主要問題是人口問題、資源問題、生態破壞問題和環境污染問題。它們之間相互關聯、相互影響，成為當今世界環境科學所關注的主要問題。

24人口問題、環境問題緊密交纏，像兩個惡毒的符咒。1950年之前，人類達到17億用了數千年，而50年之后，人類人口翻三番只用了50年，人口增長形成的資源缺乏和資源的破壞已經成為當今世界面臨的最重大問題。──人口爆炸據聯合國預測，到2025年,全世界60歲以上老年人口將達到11.7億，而中國就占1/4，那時，世界平均每7個人當中就有1個老年人，而中國每5個人當中就有1個老年人。──人口老齡化人口問題25資源問題連年干旱缺水造成北方不少地區耕地干裂世界上所剩下的原始森林中，只有20%是比較完整的，其余都已被破壞得支離破碎目前１１億人未能用上安全飲用水，２４億人缺乏充足的用水衛生設施(5)當代中國環境問題的八大社會特征隨著社會轉型的加劇進行，環境問題日益嚴重；環境問題不僅表現為人（社會）與自然的矛盾，而且越來越表現為人與人之間的矛盾；隨著居民生活水平的提高，生活污染在環境問題中的分量加重；城市環境問題受到高度重視，并在局部有所緩解；農村環境問題失控，呈日益蔓延和加重的趨勢；環境問題與貧困問題有形成惡性循環的趨勢；公眾環境意識水平低下；環境問題與其他社會問題交叉、重疊，解決的難度日益加大。27二、環境科學與環境工程１.環境科學

環境科學是研究人類環境質量及其控制的科學。從廣義上說，它是對人類生活的自然環境進行綜合研究的科學，是研究人類周圍空氣、土地、水、能源、礦物資源和生物等所有環境因素及其與人類的關系以及環境質量和環境保護的科學。屬于自然科學方面的有環境地學、環境生物學、環境化學、環境物理、環境醫學、環境工程學；屬于社會科學方面的有環境管理學、環境經濟學、環境法學等。28環境科學的任務：一是研究在人類活動的影響下環境質量的變化規律和環境變化對人類生存的影響；二是研究保護和改善環境質量的理論、技術和方法。

正確認識自然規律，運用整體化和綜合化的系統思想去研究事物的結構、關系和規律。明確事物之間的關系不再是簡單的因果鏈的一端而是一個相互交叉影響的網絡。29當前，環境科學的具體研究內容包括：人類社會經濟行為引起的環境污染和生態破壞；環境系統在人類活動影響下的變化規律；確定當前環境質量惡化的程度及其與人類社會經濟活動的關系；尋求人類社會經濟與環境協調持續發展的途徑和方法，以爭取人類社會與自然界的和諧。

30２.環境工程

環境工程學是環境科學的學科分支之一，是一門新興的綜合性工程技術學科。它主要研究近代工業污染控制理論、技術和方法；研究采用工程技術科學方法保護和合理利用自然資源；研究人類因從事社會與經濟活動而導致的對生態環境的破壞進行超前的預測和采取的對策。31環境工程學的主要研究內容包括：環境污染防治工程（水污染防治工程、大氣污染防治工程、固體廢棄物污染防治工程、噪聲與振動控制等。），環境系統工程，環境質量評價。環境工程學的任務：一是要保護環境，消除人類活動對它的有害影響；二是要保護人類，消除不良環境對身心的損害，使人們得以健康和舒適地生存．32三、環境觀1.天命論環境觀統治地位的哲學思潮是唯心主義和宗教神學的天命論，把一切自然現象及其對人類生產與生活的影響歸結為某種超自然力量的作用。殷虛卜辭中有“帝令其雨”、“帝令其風”、“帝令雨足年，帝令雨女其足年”，把晴雨變化和年成好壞都歸結為天帝的旨意。《詩經》云；“敬之敬之，天維顯思。命不易哉!毋曰高高在上；涉降厥土，日監在茲！古希臘哲學家也有類似的觀點，柏拉圖認為地球上一切可以觀察到的事物不過是理念的拙劣的摹象。泰勒斯則認為神用水創造出萬物。這些神創造論者認為自然界是上帝創造的，主觀唯心論者則認為自然界是人類精神的產物，都否認自然界固有的客觀規律和人類對自然界的影響。332.地理環境決定論環境決定論把自然環境看作社會發展的決定因素拉采爾：(1)地球表面居民的分布和集團；(2)作為人類遷移結果的這些分布對自然環境的依賴性，(3)自然環境對個人和社會所產生的影響，例如氣候對民族特性的影響。他在該書中把人說成是環境的產物．認為人和生物一樣，其活動、發展和分布均受環境的嚴格限制，環境“以盲目的殘酷性統治著人類的命運”。環境決定論是生產力比較低下，科學不甚發達的條件下的環境觀或自然觀，反映了人類對大自然的畏懼和順從的態度．和天命論的自然觀是一脈相承的。

343.征服論的環境觀18世紀的工業革命帶來了這樣的契機，以蒸汽機為代表的機械革命大大解放了生產力，人類進一步征服了海洋，開采了更多的礦產，砍伐森林、耕墾草原、攔河筑壩、移山填海……人類似乎真正征服了自然，成了自然的主人。俄國的米丘林提倡“我們不能等待大自然的恩賜，向大自然索取是我們的任務”。我國則有過“人有多大的膽，地有多高的產”的口號，更把征服論發揮到極致，陷入唯意志論的境地。其他國家在其經濟發展史上幾乎也都經過征服論盛行的階段，不顧自然規律，掠奪式開發自然資源，忽視環境保護，從而引起環境惡化，人類最終自食惡果。354.協調論的環境觀新的環境觀則認為人類是自然的兒子而不是主人，人類只有保持同自然界(環境)的平衡與協調才能生存與發展。“人”與“天”的關系不再是誰戰勝誰，而應是“人天共存”或“人地歸一”。四.可持續發展古巴比倫文明的毀滅中美洲瑪雅文明的衰亡樓蘭的消失中國黃河流域、北京（沙塵暴）若爾蓋草原甘肅民勤縣

不重視可持續發展的歷史教訓37瑪雅金字塔瑪雅天文臺38樓蘭古城遺址

虛擬復原的樓蘭古城

39紅軍長征路：若爾蓋草原沼澤已經消失401、《寂靜的春天》——對人類行為和觀念的早期反思4.1可持續發展戰略的由來蕾切爾·卡遜

20世紀50年代末，美國海洋生物學家蕾切爾.卡遜（Rachel.Karson)在潛心研究美國使用殺蟲劑所產生的種種危害之后，于1962年發表了環境保護科普著作《寂靜的春天》。

《寂靜的春天》通過對污染物富集、遷移、轉化的描寫，闡明了人類同大氣、海洋、河流、土壤、動植物之間的密切關系，初步揭示了污染對生態系統的影響。她告訴人們：“地球上生命的歷史一直是生物與其周圍環境相互作用的歷史，只有人類出現后，生命才具有了改造其周圍大自然的異常能力。在人對環境的所有襲擊中，最令人震驚的，是空氣、土地、河流以及大海受到各種致命化學物質的污染。這種污染是難以清除的，因為它不僅進入了生命耐以生存的世界，而且進入了生物組織內。”2、增長的極限》——引起全世界反響的“嚴肅思考”《增長的極限》報告認為：由于世界人口增長、糧食生產、工業發展、資源消耗和環境污染這五項基本因素的運行方式是指數增長而非線性增長，全球的增長將會因為糧食短缺和環境破壞于下世紀某個時段內達到極限。443、聯合國人類環境會議——人類對環境問題的正式挑戰1972年，聯合國人類環境會議在斯德哥爾摩召開，來自世界113個國家和地區的代表匯聚一堂，共同討論環境對人類的影響問題。大會通過的《人類環境宣言》宣布了37個共同觀點和26項共同原則。4、《我們共同的未來》——環境與發展思想的重要飛躍1983年3月，成立了以挪威首相布倫特蘭夫人任主席的世界環境與發展委員會（WCED）。1987年，向聯合國大會提交了研究報告《我們共同的未來》（五）聯合國環境與發展大會——環境與發展的里程碑聯合國環境與發展大會于1992年6月在巴西的里約熱內盧召開。共有183個國家的代表團和70個國際組織的代表出席了會議，102位國家元首或政府首腦到會講話。會議通過了《里約環境與發展宣言》（又名地球憲章》）和《21世紀議程》兩個綱領性文件。各國政府代表還簽署了聯合國《氣候變化框架公約》4.2可持續發展的定義

樸素的可持續發展觀念古來有之，但現代意義上的可持續發展概念則是挪威首相布倫特蘭夫人在《我們共同的未來》報告中首次提出的。所謂可持續發展是指：“既滿足當代人的需要，又不對后代人滿足其需要的能力構成危害的發展”。這一定義得到廣泛的接受，并在1992年聯合國環境與發展大會上取得共識。包括兩個重要概念：一是人類要發展，要滿足人類的發展需求；二是不能損害自然界支持當代人和后代人的生存能力。

我國學者對這一定義作了如下的補充：可持續發展是“不斷提高人群生活質量和環境承載能力的、滿足當代人需求又不損害子孫后代滿足其需求能力的、滿足一個地區或一個國家人群需求又不損害別的地區或國家人群滿足其需求能力的發展”。

從應用的角度來理解可持續發展的概念，則應結合應用領域的可持續發展定義，如：生態角度：保護和加強環境系統的生產和更新能力社會角度：改進人類的生活質量，同時不要超出支持發展的生態系統的負荷能力經濟角度：在保護自然資源的質量和其所提供服務的前提下，使經濟發展的凈效益增加到最大限度科技角度：轉向更清潔、更有效的技術-盡可能接近“零排放”或“密閉式”工藝—盡可能減少能源和自然資源的消耗倫理角度：不應當損害后代人維持和改善其生活標準的能力。鼓勵經濟增長

提倡資源的永續利用和保持良好的生態環境

謀求社會的全面進步

4.3可持續發展戰略的基本思想4.4可持續發展的基本原則（內涵）

（1）公平性原則（2）持續性原則

（3）共同性原則

52五、環境保護的發展歷程1．限制階段2．“三廢”治理階段3.綜合防治階段4．規劃管理階段53牛油紙糯米紙玻璃紙A4紙石頭紙第二章生態學基礎1.生態系統基本概念2.生態系統的組成3.生態系統中的能量流動4.生態系統中的物質循環5.生態平衡6.城市生態系統討論題：1、你支持一些饑荒嚴重的國家在森林或草原等重要的生態系統開荒種糧嗎？你的保護生態系統與人類樂趣的分界線是什么？

2、增加能源需求而不節能猶如打開下水閥門還想在浴缸里放滿水一樣。請談談我們為什么要節能，以及中國政府和居民可以從哪方面考慮節能？3、隨著人口增加，是應該開墾更多的土地還是運用科學技術去提高現有土地的農業產量？請分析存在的問題。4、分析中國南水北調的優劣。

5、為什么發展中國家比發達國家空氣污染嚴重？在這一點上發達國家是否有可做的工作？

6、你的學校核城市如何處理固體廢物？固廢產量在你的學校和城市是否可以得到限制？如何限制？有哪些障礙？

7、農藥使用的危害與益處相比是否物有所值，你支持那種結論，請給出依據。

生態學的定義（1）

生態學（Ecology）一詞最早是由德國生物學家黑格爾于1869年提出的。其英文詞首和經濟學（Economics）是相同的，均來自于希臘文，表示家庭居處或環境的意思，可見，生態學與經濟學、家庭、環境等有著密切的關系。黑格爾把生態學定義為“研究有機體與其有機和無機環境之間相互關系的科學”。

后來有的學者把生態學定義為“研究生物或生物群體與其環境的關系，或生活著的生物與其環境之間相互聯系的科學”。生態學的定義（2）生態學中所說的生物包含植物、動物和微生物。最近，由于人類環境問題和環境科學的發展，生態學也擴展到人類生活和社會形態等方面，把人類這一生物物種也列入生態系統中，來研究并闡明整個生物圈內生態系統的相互關系問題。生態學的定義（3）生態學的發展生態學原是一門研究生物與其生活環境相互關系的科學，是生物學的重要分科之一。初期主要研究植物，后來逐漸涉及動物和人類。目前，隨著現代科學技術的發展并向生態學的不斷滲透，賦予它新的內容和動力，使其成為多學科、較活躍的科學領域之一。按研究范圍對生態學進行分類：個體生態學種群生態學群落生態學生態系統生態學（簡稱生態系統）1、生態系統的概念生態學生態系統生態學（簡稱生態系統）物種種群生物群落周圍環境能量流動物質循環信息聯系一個分支個體的總和生物的總和生物圈（生態圈）1.1生物圈

生物圈實際是全球生態系統。

生物圈是指地球上有生命活動的領域及其居住環境的整體。它在地面以上達到大致23km的高度及地面以下延伸至12km的深處，其包括平流層的下層、整個對流層以及沉積巖圈和水圈。但絕大多數生物通常生存于地球陸地之上和海洋表面之下各約100m厚的范圍內。生物圈存在的基本條件是：第一、可以獲得來自太陽的充足光能。第二、要存在可被生物利用的大量液態水。第三、生物圈內要有適宜生命活動的溫度條件，在此溫度變化范圍內的物質存在氣態、液態和固態三種變化。第四、提供生命物質所需的各種營養元素。1.2生物多樣性生物多樣性系指某一區域內遺傳基因的品系、物種和生態系統多樣性的總和。全球生物多樣性的狀態據估計，2000年來約有110多種獸類和130多種鳥類從地球上消失，其中1/3是19世紀前消失的，1/3是19世紀滅絕．另1/3是近50年來滅絕的。近50年來我國僅動物就絕滅了數十種，另外尚有數百種面臨瀕危絕滅的境地。我國植物中的珍稀和特有種也有數十種絕滅。在中國國家重點保護野生動物名錄中，受保護的瀕危野生動物達400多種。植物紅皮書中記述的瀕危植物高達l019種。據聯合國估計，到2000年地球上特有10％-20％的植物消失。2生態系統及其組成生態系統是指特定地段中的全部生物(即生物群落)和物理環境相互作用的任何統一體。生態系統就是一個相互進行物質和能量交換的生物與非生物部分構成的相對穩定的系統。它是生物與環境之間構成的一個功能整體，是生物圈能量和物質循環的一個功能單位。生態系統的組成生態系統生物部分分解（還原）者生產者綠色植物光能合成細菌、化能合成細菌消費者一級消費者——草食動物二級消費者——肉食動物三級消費者——大型肉食動物四級消費者——頂級肉食動物有機營養微生物微型動物非生物部分物質代謝原料陽光CO2H2O、O2無機營養鹽分非生命的有機物質基質巖石、砂、泥等媒質水、空氣、土壤等食物鏈食物網生態系統(一)生物部分Ⅰ、初級生產者初級生產者指全部綠色植物或某些能進行光合作用或化能合成作用的細菌，又稱為自養有機體。綠色植物通過光合作用把CO2、H2O和無機鹽類轉化成有機物質．把太陽能以化學能的形式圈定在有機物質中。因此，綠色植物是整個生態系統的物質生產者。光能合成細菌和化能合成細菌也能把無機物合成為有機物。如硝化細菌能將NH3氧化為HNO2和HNO3，并利用氧化過程中釋放的能量，把CO2、H2O合成為有機物。這類細菌雖然合成的有機物質不多，但它們對某些營養物質的循環卻有重要意義。Ⅱ．消費者消費者指直接或間接利用綠色植物所制造的有機物質作為食物來源的異養生物．又稱為異養有機體。主要是各種動物，也包括某些腐生和寄生的菌類。Ⅱ．消費者(1)草食動物它們以植物的葉、枝、果實、種子為食．如牛、羊、免、鹿、蝗蟲和許多魚類等。在生態系統中，綠色植物所制造的有機物質首先作為這類動物的食物，所以草食動物又稱為初級消費者或第一級消費者。Ⅱ．消費者(2)肉食動物它們以草食動物或其他弱小動物為食，包括次級消費者和三級消費者等。初級消費者、次級消費者等之間并沒有嚴格的界限，許多雜食性動物，既是初級消費者．又是次級消費者或三級消費者。因而構成復雜的食物鏈和食物網。Ⅱ．消費者(3)寄生動物寄生于其他動、植物內，靠吸取宿主營養為主。(4)腐食動物以腐爛的動植物殘體為食。Ⅲ、分解者分解者主要是指各種微生物，也包括某些以有機碎屑為食物的動物，又叫做還原者。它們以動植物的殘體和排泄物中的有機物質作為維持生命活動的食物來源，并把復雜的有機物分解為簡單的無機物歸還環境，供生產者再度吸收利用．從而構成生態系統中營養物質的循環。微生物（真菌）橙蓋傘分解者大地的清道夫-------蜣螂（屎殼郎）(二)非生物部分非生物環境是生態系統中生物賴以生存的物質和能量的源泉及活動的場所．原料部分：主要是陽光、O2、CO2、H2O、無機鹽及非生命的有機物質；媒質部分：指水、土壤、空氣等；基質：指巖石、砂、泥。（三）生態系統的類型1．陸地生態系統陸地生態系統包括整個陸地上的各類生物群落。

根據地球緯度及水、熱等環境條件，按植被的優勢類型可分為森林生態系統、草原生態系統、荒漠生態系統、凍原生態系統等。森林生態系統，又可再分為熱帶林、亞熱帶林、溫帶林、寒帶林等生態系統，以下還可再分。森林生態系統

各種類型的森林,占陸地面積的28.5%

草原生態系統

各種大草原,占陸地面積的25%

農田生態系統

所有耕地，占陸地面積的10%

荒漠生態系統

指氣候干旱、降水稀少、植被貧乏的自然地帶陸地生態系統2．水生生態系統水生生態系統包括海洋和陸地上的江、河、湖、沼等水域．其面積占地球表面的2/3。它又可以分為海洋生態系統和淡水生態系統。淡水生態系統又可再分為流水生態系統(河、溪)和靜水生態系統(湖泊、水庫)。淡水生態系統

如湖泊、池塘等，其水量不足全球水量的1%海洋生態系統

面積遼闊，約占地球總面積的71%幾種典型地物的反射波譜曲線（1）地物對不同波長的電磁波的反射率是不同的。（2）不同地物具有不同的波譜反射率曲線。（3）同一地物在不同的條件下，具有不同的波譜反射率曲線。不同植物或同一植物的不同生育期以及不同健康狀況，其反射波譜不同。可利用反射波譜曲線鑒別植物的種類、生育期和健康狀況。

植物的反射波譜曲線（四）生態系統基本特征(1)開放性在生態系統中．能量是單向流動，即從綠色植物接收太陽光能開始，到生產者、消費者、分解者以各種形式的熱能消耗、散失為止，不能再被利用形成循環。

(2)運動性在相互適應調節狀態下，生態系統呈現出一種有節奏的相對穩定狀態．并對外界環境條件的變化表現出一定的彈性。這種穩定狀態，即是生態平衡。

(3)自我調節性在不斷與外界進行能量和物質交換過程中，通過自身的運動而不斷調整其內在的組成和結構，并表現出一種自我調節的能力，以不斷增強對外界條件變化的適應性、忍耐性。維持系統的動態平衡。

(4)相關性與演化性對一個具體的生態系統而言，它總是隨著一定的內外條件的變化而不斷地自我更新、發展和演化。表現為一種產生、發展、消亡的歷史過程，呈現出一定的周期性。3、生態系統中的能量流動3.1能量源泉（太陽）熱核聚變（氫原子聚變成氦，并以電磁波形式向空間釋放出能量）

太陽輻射能的分配3、生態系統中的能量流動3.2能量流動方式消費者4生產者消費者1消費者2消費者3BBBBRRRRR分解者RDD+nD+nD+nD+n太陽光S生態系統中的能量流動和轉換，也服從熱力學的第一、第二定律。能量流動的特點：自然條件下，能量固定率為1％。生態系統的能量流動為單向流動。流動中能量急劇減少，從一個營養級到另一個營養級都有大量的能量以熱的形式散失掉。

在生態系統中，當其生產的能量與消耗的能量保持一定的相對平衡時，該生態系統的結構和動能才能保持動態平衡，也就是生態平衡。在生態系統中，各級消費者之間的能量利用率不高，為10％左右。也就是生態金字塔。能量流動的特點：1000100101浮游動物魚水域生態系統的生態金字塔浮游植物4、生態系統中的物質循環物質循環組成生物體的C、H、O、N、P、S等化學元素，不斷進行著從無機環境到生物群落，又從生物群落回到無機環境的循環過程，這就是生態系統的物質循環。生物圈是地球上最大的生態系統，其中的物質循環帶有全球性，這種物質循環又叫生物地球化學循環。物質循環伴隨能量流動，能量流動孕于物質循環之中能量流動是單向的，不可逆；物質循環是循環流動的4.1水循環在太陽能和地球表面熱能的作用下，地球上的水不斷被蒸發成為水蒸氣，進入大氣。水蒸氣遇冷又凝聚成水，在重力的作用下，以降水的形式落到地面，這個周而復始的過程，稱為水循環。水循環水循環水是物質循環的必要介質，其他物質循環都結合水循環進行。地球上淡水資源中只有不到1％的部分是人類可以利用的液態水太陽能是水循環的驅動力水的年平均循環量表(百萬立方米／年)海洋降水3.24×108海洋蒸發3.60×108陸地降水0.98×108陸地蒸發0.62×1084.2碳循環碳元素約占生物體干重的49％，碳是有機化合物的“骨架”，沒有碳就沒有生命。碳在無機環境與生物群落之間是以CO2的形式進行循環的。碳循環大氣中CO2含量變化對氣候變化產生嚴重影響4.3氮循環硝酸鹽氨或銨鹽大氣中的氮細菌分解NOX人類經濟活動對氮循環的影響氮氧化物大量輸入大氣，造成空氣污染向環境輸入大量硝酸鹽，與磷一起造成水體富營養化。4.4磷循環化石磷礦床磷酸鹽巖石鳥糞層食物鏈天然侵蝕人工開采海鳥和魚散失在深海沉積層中淺海沉積層原生質合成磷酸鹽化細菌溶解的磷酸鹽磷循環小部分進行生物地球化學循環，大部分單向流失，是不可更新資源。造成水體富營養化5.生態系統中的信息聯系生態系統中各成分之間存在著信息聯系（或信息傳遞、信息流），這些信息把生態系統聯系成為一個有機的整體。物理信息：以光、聲音、顏色等構成了生態系統的物理信息。化學信息：生物代謝活動中分泌的一些物質（維生素、生長素、抗菌素和性激素等），作為信息傳遞，使生物種群間、類發生聯系或變化。6、生態平衡在一定時間和相對穩定的條件下，生態系統的生產者、消費者和分解者之間，不斷地進行能量流動、物質循環和信息聯系，并保持一種動態平衡，這便是生態系統的動態平衡，簡稱生態平衡。生態平衡的失調當外界干擾超過生態系統的自我調節能力時，即超過生態平衡的閾值時，將造成生態系統的結構破壞、功能受阻、生態功能紊亂以及反饋自控能力下降，稱為生態平衡的失調。女子花510萬買6387只羊放生生態平衡的失調自然原因：火山噴發、海陸變遷、雷擊火災、海嘯地震、洪水與泥石流以及地殼變動人為原因：大量排放有毒有害污染物、大面積毀壞森林、過度放牧、濫殺動物等生態平衡的調節當生態系統的生產者、消費者和分解者在不斷地進行能量流動、物質循環和信息聯系過程中，受到自然因素和人類活動的影響時，系統保持其自身穩定的能力。這種能力實際上是指生態系統的一種適應能力。建立生態系統的最佳平衡從整體和全局出發考慮對自然環境的影響，使生態系統建立更佳的動態平衡。

7.城市生態系統城市生態系統的研究，是城市生態學的一個主要內容，目的是尋求高度集中的人口及所從事的各種社會活動與自然環境的良好合作途徑，以促進經濟有序發展和生態系統的良性循環。城市的含義及特征

城市是指具有10萬以上人口，住房、工商業、行政、文化等建筑物占50％以上面積，具有較為發達的交通網絡和車輛往來頻繁的人類集居區域。

城市的主要特征為：1.是非農業人口集中區域；2.是一定區域的政治、經濟或文化中心；3.是由多種建筑物組成的物質設施綜合體。城市的發展1950年，世界上人口超過100萬的大城市有71個，800萬人口以上的特大城市僅有倫敦。但是到了1970年，大城市增至157個，特大城市增至11個。2000年，大城市有400個，特大城市達30個以上。城市生態系統是一個以人類生活和生產活動為中心的，由居民和城市環境組成的自然、社會、經濟復合生態系統。7.1城市生態系統概念7.2城市生態系統特點相對于自然生態系統來說，有許多不同的特點：1.城市生態系統是人工生態系統

人工控制對城市生態系統的存在和發展起著決定作用。但是，人工控制是在自然控制的大背景下起作用的，必然受到太陽輻射、氣溫、氣候、風、水源狀況等自然因素控制。2.城市生態系統是以人為主體的生態系統城市生態系統中，人口高度集中，其他生物的種類和數量都很少。動物群落基本上是家養動物群落，其生存除部分受氣候與疾病等的影響外，基本不受天敵的威脅，而主要受人的支配。人是城市生態系統中主要的消費者。在城市生態系統中，生產者、消費者所占的比例，與其在自然生態系統中的比例正好相反，是以消費者為主的倒三角形營養結構。城市生態系統中的營養結構人類動物植物人類動物植物自然生態系統中的營養結構3.城市生態系統是不完全的生態系統城市中的植物，其主要作用已變為美化環境、消除污染和凈化空氣。由于植物產量遠遠不能滿足當地消費者的糧食需要，必須從城市以外輸入。需要異地分解廢棄物（垃圾廠、化糞池、垃圾場等）4.城市生態系統是高度開放的系統大量、高速的輸入輸出流、能量、物質和信息在系統中高度濃集，高速轉化，其能量轉化功率為每平方米每年（42~126）×107焦耳。生物（人）---自然（環境）系統工業---經濟系統文化---社會系統只考慮人的生物性活動。只考慮人的經濟活動。只考慮人的社會活動和文化活動5.城市生態系統是多層次的復雜系統7.3城市生態系統的結構與功能1.城市生態系統的結構

它著重反映系統的空間因素及其相互作用，由于不同專業的研究角度和出發點不同，所以城市生態系統的劃分也各異。

以下是幾種不同的城市生態系統。社會學家劃分的城市生態系統城市生態系統城市空間城市社會城市居民城市組織人口結構勞動結構智力結構政治組織經濟組織文化組織群眾組織家庭組織人工環境人工設施（建成區環境）施工環境基礎設施生產設施生活服務設施自然環境自然資源土地、空氣、淡水、食物、能源、原料地域環境地質、地貌、氣候水文、土壤、生物環境生態學家提出的城市生態系統結構圖城市生態系統生物系統城市居民家養生物野生生物非生物系統人工物質系統住宅與公共建筑物道路設施工廠交通運輸通訊設施市政管網設施環境資源系統氣域水域土地礦產能源系統生物能（食物等）自然能化石燃料城市中各子系統的特點、環境問題和解決措施2.城市生態系統的功能

(1)物質流城市外區域的大量工業原料和農副產品輸入工業產品與廢棄物的輸出

輸入生產庫存輸出廢棄物累積如建筑道路如五金產品、建筑材料消耗城市系統中貨物流的流程途徑空氣流這種資源流的流動速率和強度，直接影響著城市的大氣環境質量。輸入輸出生產消費空氣28.39×10428.39×104氧65580.965542.73.3441.5CO2130.59182.6457.065.01由該表能得出什么結論呢?北京的空氣流位:萬噸該表可以出：北京市由于氧的消耗量過大,使O2---CO2的平衡被嚴重破壞,從而看到北京環境質量確有待改善,也可推斷出北京的綠地面積太少了,離要求太遠.這都是規劃上失誤的證明.CONCLUSION:熱原生能源次生能源有用能源最終能源傳輸率損耗熱損耗熱損耗熱損耗熱利用率損耗熱傳輸率轉化率利用率（2）能量流城市生態系統能量流的基本過程原生能源（一次能源）：從自然界直接獲取的能量形式，主要包括：煤、石油、天然氣、油頁巖、油沙、太陽能、風能、水能、潮流能、波浪能、核能、地熱能等。次生能源：

經過加工或轉化，便于輸送、貯存和使用的能量形式。如電力、柴油、液化氣.有用能源：

使用者為了達到使用目的，將次生能源轉化為特殊的使用形式。如機械能，熱能等。城市生態系統與自然生態系統能量流動的相同點：遵守熱力學第一、第二定律，在流動中不斷有損耗，不能構成循環除部分熱損耗是同輻射傳輸外，其余的能量都是由物質攜帶的，能流的特點體現在物質流中。但是能量每流過一個能級時，并不服從所謂的“10%定律”Eg.北京市2000年預計輸入6000萬噸標準煤，暫不考慮其燃燒釋放的SOX、NOX、粉塵等對環境的污染，僅就燃燒一項，燃燒熱達1.76×1018焦耳。我國能源利用率按30%計,則進入城市環境的余熱:1.76×1018×(1－30%)=1.23×1018焦耳在城市的生態系統中，存在著強大的能流、物流，必然對環境產生不可估量的影響。這些熱量進入城市環境是十分驚人的。目前北京市的“熱島”效應已很嚴重，“熱島”強度已達5℃城市熱島效應原因有很多：1.城市地區植被減少，導致地面蒸發散熱減少；2.諸如混凝土、瀝青一類的建筑材料的比熱容和導熱系數更高，會吸收儲存更多的太陽輻射熱；3.太陽輻射熱在高密度的建筑物之間多次反射，導致城市環境變熱；為什么會有熱島效應？“屏風樓”4.城市建筑物阻擋了風的流動，阻礙了城市的散熱5.城市的交通工具、工業生產設備、家用電器、人口等自身會發熱，導致氣溫升高。香港夏季城市（粗線）與鄉村（細線）氣溫對比咋辦喲？？⑶信息流自然信息：水文、氣候、地質、生物、環境等社會經濟信息：人口、科教、人才、新技術、市場、金融、價格、貿易等信息流的功能：輸入分散的、無序的信息，輸出經過加工的、集中的、有序的信息。同時信息流也附于物質流中，如報紙廣告和電視、書刊等都是信息的載體。信息的流量反映了城市的發展水平和現代化程度。城市人口流動在時間上和空間上的變化。

勞力流是特殊的人口流。（人口在時間上的空間上的變化）

智力流則是特殊的勞力流。（智力在時間上的變化，反映著城市智力結構的改變過程，而智力在空間上的變化則反映智力在不同部門中的改變。）

（4）人口流（5）價值流物質流的表現，是物質流以計量形式的體現。包括投資、產值、利潤、商品流通和貨幣流通等，反映城市經濟的活躍程度。自然生態系統城市生態系統組成主體各種生物人類營養結構金字塔型倒金字塔型系統功能物質量、能量流和信息流除了前述3個功能，還具有人口流和價值流能量流通通過食物網在各生物間流通利用機械設備調控機制具有自凈能力依賴性強，易破壞自然生態系統與城市生態系統的不同之處3.城市生態系統的調控原則循環再生原則協調共生原則持續自生原則7.4生態城市的概念

按生態學原理建立起來的一類社會、經濟、自然協調發展，物質、能量、信息高效利用，生態良性循環的人類聚居地。所以，生態城市必然是一個綠化非常好的城市，而綠化非常好的城市不一定是生態城市。

生態城市的五大特征：（一）市民素質高

是指在該城市中人口增長得到有效控制，人們受著良好的教育，科技事業比較發達并且能夠有力、持續地推動經濟、社會和環境事業的發展。（二）天藍地綠水清

在生態城市里，善待自然、保護環境成為社會公德和人們的自覺行為準則；到處是綠蔭草地、青山綠水的城市景觀，人的行為與大自然有機結合、相互協調。（三）資源高度利用

生態城市是一個真正意義上的可持續發展的社會。所有的原材料和能源得到最合理、相對最高效率的利用；在生產和消費的源頭就嚴格控制廢物的產生，廢物一旦產生就必須按設定的方案進行回收、再生和再利用。（四）產業結構優化

在生態城市中發展的產業都必須以不破壞生態平衡為前提，大力發展高新技術產業，利用新技術改造傳統產業。生態城市的產業中必定有三個共同點：一是應用先進技術發展生態農業和都市園林，其二是旅游業以生態旅游為特色，三是環保產業發達并有一定的帶動性。（五）城市規劃科學

生態城市的建設和管理必須重視以下幾點：建筑布局合理；嚴格控制建筑密度；大力提高建筑物的傳統個性和文化藝術品位；城市配套設施和基礎設施充足而且先進；城市管理納入法治軌道。第四代房！！中國環境保護部4月27日發布2017年環境日主題第三章

水體污染控制3.1水體污染3.2污水的水質污染指標與水質標準3.3水體的污染源3.4水體污染控制的基本途徑3.5污水處理基本方法3.6廢水中微生物脫氮除磷原理3.7城市污水處理系統我國城市水資源存在極其匱乏且涉及面廣的問題，全國城市每年缺水60億m3，每年因缺水造成經濟損失約2,000億元。2016年《中國環境狀況公報》我國水污染的特征（1）

（一）污染不斷加劇，水質惡化日趨嚴重（二）各流域水體自南向北水質逐漸變差（三）湖泊水庫水體富營養化不容輕視

3.1水體污染

天然水中所含的各種物質，根據溶質粒徑的大小和形態分為四大類：（1）溶解氣體

溶質粒徑小于10-9m，以分子狀態存在于水中。根據氣體在水中含量的多少，進一步劃分為主要氣體和微量氣體。（2）溶解性物質

溶質粒徑小于10-9m，主要以離子形態存在于水中，根據含量和生成原因，又再細分為主體離子、生物生成物、微量元素。3.1.1天然水的組成3.1.1天然水的組成（2）（3）膠體物質

溶質粒徑為10-9m～10-7m時，屬于膠體溶液，根據膠體的性質又分為無機膠體和有機膠體。（4）懸浮物質

溶質粒徑＞10-7m，為懸濁液或懸浮液，根據物質性質分為細菌、藻類及原生動物、泥沙、粘土和其他不溶物質。

水體是指河流、湖泊、池塘、水庫、沼澤、海洋以及地下水等水的聚集體，是由水本身，水中的懸浮物、溶解物、膠體物質、底泥和水生生物等，構成的一個完整的生態系統或完整的自然綜合體。

天然水體是一個動態平衡體系，他對其中的各種物質具有一定的自動調節能力，經過體系內部一系列的連鎖反應（生態系統食物鏈作用）和相互作用，又建立新的平衡。3.1.2水體的自凈

正常情況下，當水體接納了一定量的有機污染物后，在無人干預條件下，借助于水體自身的調節能力使污染物濃度不斷降低，最后水質恢復到污染前的水平和狀態，我們把水體的這種自我凈化作用叫作水體自凈。水體的自凈能力有一定的限度，每一類水體的自凈作用都有一個最大域值即自凈容量。水體的自凈容量是指在水體正常生物循環中能夠凈化有機污染物的最大量。水體自凈（根據凈化機制）

(1)物理凈化：天然水體的稀釋、擴散、沉淀和揮發等作用，使污染物質的濃度降低。(2)化學凈化：天然水體的氧化還原、酸堿反應、分解、凝聚等作用，使污染物質的存在形態發生變化和濃度降低。(3)生物凈化：天然水體中的生物活動過程，使污染物質的濃度降低。特別重要的是水中微生物對有機物的氧化分解作用。水體的自凈作用分為三類：3.1.3水體污染物與來源

水體污染概念：

因某種物質的介入，而導致水體化學、物理、生物或者放射性等方面特性的改變，從而影響水體的有效利用，危害人體健康，或者破壞生態環境、造成水質惡化的現象。3.1.3水體污染物與來源

水體污染分類化學性污染油類污染植物營養物質污染需氧物質污染有機有毒物質污染無機有毒物質污染無機物質污染生物性污染懸浮物質污染物理性污染熱污染放射性污染3.2污水的水質污染指標與水質標準3.2.1污水的水質污染指標污水的水質污染指標生物學水質指標------細菌總數、總大腸菌群數等。物理性水質指標-----溫度、色度、嗅和味、渾濁度、總固體（TS)、懸浮固體(SS)、溶解固體(DS)、電導率等。化學性水質指標------pH值、堿度、硬度、各種陰/陽離子、各種重金屬、農藥、溶解氧、化學需氧量（COD)、生物化學需氧量（BOD）、總需氧量（TOD）、總有機碳（TOC)等。3.2.2水質標準GB3097-1997海水水質標準GB/T14848-93地下水質量標準CJ3020-93生活飲用水水源水質標準GB5084-92農田灌溉水質標準GB12941-91景觀娛樂用水水質標準GB11607-89漁業水質標準GB5749-85生活飲用水衛生標準GB3838-2002地表水環境質量標準GB8978-1996污水綜合排放標準《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）

依據地表水水域環境功能和保護目標，按功能高低依次劃分為五類：

I類主要適用于源頭水、國家自然保護區；

Ⅱ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級保護區、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產卵場、仔稚幼魚的索餌場等；

Ⅲ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級保護區、魚蝦類越冬場、泅游通道、水產養殖區等漁業水域及游泳區；

IV類主要適用于一般工業用水區及人體非直接接觸的娛樂用水區；

V類主要適用于農業用水區及一般景觀要求水域瀘沽湖符合I類標準撫仙湖符合I類標準，水質優；洱海符合Ⅱ類標準，水質優；陽宗海、程海符合Ⅲ類標準，水質輕度污染；滇池、草海、外海為V類，水質中度污染；異龍湖、星云湖、杞麓湖為劣V類。云南省9大高原湖泊2016年水質狀況按排放污染物的性質分為兩類污染物:(1)第一類污染物指能在環境或動植物體內積累，對人體健康產生長遠不良影響。（要求一律在車間或車間處理設施排出口采樣，最高允許排放濃度必須符合表3－5,不得用稀釋法處理）

(2)第二類污染物指長遠影響小于第一類污染物質。（要求在排污單位排放口采樣，最高允許排放濃度必須符合表3－6，可用稀釋法處理）《污水綜合排放標準》

（GB8978-1996）執行標準等級的確定：(1)特殊保護水域，指國家《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）中的Ⅰ、Ⅱ類水域，不得新建排污口，現有的排污單位由地方環保部門從嚴控制，以保證受納水體水質符合規定用途的水質標準。(2)重點保護水域，指國家《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）中的Ⅲ類水域和《海水水質標準》Ⅱ類水域，對排入該區水域的污水執行一級標準。(3)一般保護水域，指國家《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）中的Ⅳ、Ⅴ類水域和《海水水質標準》Ⅲ類水域，對排入該區水域的污水執行二級標準。(4)對排入城鎮下水道并進入二級污水處理廠進行生物處理的污水執行三級排放標準。3.3水體污染源水體污染源分為自然污染源和人為污染源兩大類型。自然污染源指自然界本身的地球化學異常釋放有害物質或造成有害影響的場所。人為污染源指由于人類活動產生的污染物對水體造成的污染。人為污染源包括工業污染源、生活污染源和農業污染源；按排放污染物空間分，可分為點源和面源。3.4水體污染控制的基本途徑減少廢水及其污染物的產生量改革生產工藝改進生產設備減少廢水及其污染物的排放量提高水的重復利用率回收有用物質加強工業廢水與城市污水的綜合治理廢水的處理程度當接納水體的環境容量較大時，可利用水體的稀釋和自凈能力，減少對污水的處理程度。這有助于節省投資和能源。廢水的處理程度例題南方某條河流，其最枯流量Q=3m3/s,相應的河水溶解氧含量DO=6mg/L,現有一有機廢水q=105m3/h、BOD5=380mg/L要從岸邊集中排入河中。為了滿足接納水體（該河段為《地面水環境質量標準》中規定的Ⅲ類水體）對溶解氧的含量要求，試計算此廢水所需要的處理程度。2.河水中可以利用的氧量為V1=(DO-[DO])αQ=(6-5)mg/L*0.75*3*103L/s=2.25*103mg/s解：1.參數確定一般河水中溶解氧的混合系數α=0.75Ⅲ類水體的溶解氧含量[DO]不低于5mg/L3.廢水中污染物降解耗氧及達到Ⅲ類水體需氧V2=q[DO]+q[BOD5]V1=V2得出[BOD5]=72.6mg/L4.判析根據一級排放標準，[BOD5］’的最高允許排放濃度為30mg/L根據DO計算出的[BOD5]>[BOD5]’，因此計算處理程度時應采用較小的允許值：E＝[(380-30)/380]×100%=92.1%一、溫江區城市污水處理廠二、綿陽塔子壩污水處理廠工藝流程

進水粗格柵污水提升泵房細格柵計量槽曝氣沉砂池E區O區A區沉淀池回用水池污泥泵房重力濃縮池脫水機房出水泥餅混合液回流回流污泥剩余污泥厭氧

好氧

兼氧

預處理系統圖片曝氣池和二沉池圖片放空后的曝氣池圖片放空后的二沉池圖片放空后的生化池圖片污泥處理系統

三、龍泉污水處理廠工藝流程

進水粗格柵污水提升泵房細格柵計量槽曝氣沉砂池

SBR池沉淀池回用水池污泥泵房重力濃縮池脫水機房出水泥餅回流污泥剩余污泥曝氣池出水消毒3.5污水處理的基本方法過濾法沉淀法氣浮法反滲透法離心分離法一、物理法過濾法處理設備：格柵、濾網、濾池、微濾機

使污水通過濾料（如砂等）或多孔介質（如布、網、微孔管等），以截留水中的細懸浮物，同時通過濾層膜的吸附作用，將水中大部分細菌除去，從而使廢水凈化的處理方法。機械自動格柵安裝運行中的自動機械格柵不銹鋼機械自動格柵沉淀法

利用污水中的懸浮物和水密度不同的原理，借重力沉降（或上浮）作用，使其從水中分離出來。

沉淀處理設施有沉砂池、沉淀池和隔油池等。

沉砂池沉淀池沉淀池可分為普通沉淀池和淺層沉淀池兩大類。普通沉淀池包括平流式、豎流式和輻流式3種形式。淺層沉淀池有斜板沉淀池和斜管沉淀池

輻流式沉淀池氣浮法布氣氣浮溶氣氣浮電氣浮

將空氣通入污水中，并使其以小氣泡的形式從水中析出成為載體，使污水中的的部分污染物質（乳狀油和密度近于1.0mg/cm3的微細懸浮顆粒等）粘附在氣泡上，并隨氣泡浮升到水面，形成泡沫浮渣－氣、水、顆粒三相混合體，從而使污染物質從污水中分離出去。布氣氣浮：利用剪切力將混合于水中的空氣粉碎成微細氣泡并進行氣浮的方法。（水泵吸水管吸氣氣浮、射流器氣浮、擴散曝氣氣浮和葉輪氣浮）設備簡單，易于實現。缺點是空氣被粉碎的不夠充分，形成氣泡較大，在供氣量一定的條件下，氣泡總表面積小，且上浮速度快與被污染物接觸時間短，效率不高。壓縮空氣微孔板分散成細小氣泡擴散板曝氣氣浮上法235葉輪氣浮法適用于處理水量不大，污染物濃度高的廢水。溶氣氣浮：使空氣在一定壓力作用下溶解于水中，并達到過飽和狀態，在突然使溶水減到常壓，這時溶解在水中的空氣，便以微小氣泡的形式從水中逸出，進行氣浮過程。電氣浮：將含有電解質的廢水作為可電解的介質、通入電流進行電解，利用電解液中的氧化還原效應，和由此產生的微小氣泡的上浮作用來處理廢水。泥渣少，電耗大。豎流式電解氣浮池平流式電解氣浮池反滲透法

用一種特殊的半滲透膜，在一定的壓力作用下，將水分子壓濾過去，而溶解于水中的污染物質被膜所截留，被壓濾透過膜的水就是處理過的凈水。

長安垃圾填埋場滲濾液處理

使含有懸浮固體（或乳狀油）的廢水進行高速旋轉，由于懸浮固體和廢水的質量不同，受到的離心力也將不同，質量大的懸浮被甩到廢水的外側，因此使懸浮、廢水分別通過各自的出口排出，懸浮固體被分離，廢水得以凈化。離心分離法二、化學法中和法氧化還原法混凝法電解法吹脫法吸附法空氣氧化法處理含硫廢水工藝流程

含硫廢水經隔油沉渣后與壓縮空氣及水蒸氣混合，升溫至80～90℃，進入氧化塔，塔徑一般不大于2.5m，分四段，每段高3m。每段進口處設噴嘴，霧化進料，塔內氣水體積比不小于15。廢水在塔內平均停留時間l.5～2.5h。混凝技術溯源大概起源于古埃及。最初使用混凝劑的人們并沒有混凝的概念，但已付諸實踐。混凝劑：一些天然的成分，包括天然的礦物鹽和植物提取物。在公元前十六世紀，就有用甜扁桃汁作混凝劑的記載。埃及人、羅馬人、希臘人已經知道明礬的混凝性能。在中國，春秋戰國時期就使用明礬凈水。1827年第一次試驗使用硫酸鋁作混凝劑進行凈水試驗標志著混凝方法成為水處理技術。1884年美國人Hyatt取得濾池處理水以硫酸鋁預處理的專利權。1880～1890年在水處理的實踐中系統地采用硫酸鋁和硫酸鐵；并進行了混凝工藝可行性研究。

常用的混凝劑無機鋁系硫酸鋁明礬聚合氯化鋁（PAC）聚合硫酸鋁（PAS）適宜pH：5.5-8鐵系三氯化鐵硫酸亞鐵聚合氯化鐵硫酸鐵（國內生產少）聚合硫酸鐵適宜pH：5-11，但腐蝕性強有機人工合成陽離子型：含氨基、亞氨基聚合物國內尚少陰離子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM）非離子型：聚丙烯酰胺（PAM）兩性型使用極少天然淀粉、動物膠、樹膠、甲殼素等微生物絮凝劑生物質炭吸附法除鉛Pb

生物法：采取一定的人工措施，創造更有利于微生物生長和繁殖的環境，使微生物大量增殖，提高微生物對污水中的有機污染物氧化降解效率的污水處理方法。按參與作用的微生物種類和供氧情況分為：好氧法和厭氧法。

三、生物法Ⅰ.好氧生物處理在有氧條件下，有機污染物作為好氧微生物的營養基質而被氧化分解，使污染物的濃度下降。由于有機污染物的結構和性質不同，在處理系統中，好氧微生物的優勢種群組成和數量也相應變化。好氧有機物分解途徑

活性污泥與廢水充分接觸后由于活性污泥顆粒有較大的比表面積，其表面的黏液層能迅速吸附大量的有機或無機污染物，吸附過程約在30min內完成，可吸附的有機或無機污染物又在微生物酶的作用下進行分解或合成代謝作用。

好氧生物法主要有活性污泥法、生物膜法，另外還有生物氧化塘、土地處理系統等。

好氧生物處理機理（1）活性污泥法

將空氣連續鼓入曝氣池的廢水中，經過—段時間后，水中就會形成一種絮凝體，這絮凝體就是“活性污泥”。它主要由大量繁殖的微生物群體所構成。活性污泥的含水率一般在98％-99％左右。它有很強的吸附和氧化分解有機物的能力。活性污泥法就是以好氧活性污泥為主體的廢水生物處理方法。活性污泥正常、異常性狀對比正常性狀異常性狀活性污泥法的基本流程

在這個流程中，曝氣池和二次沉淀池是主要的構筑物，因此稱它們為活性污泥系統。初次沉淀池曝氣池二次沉淀池再生池回流物泥剩余污泥空氣廢水出水污泥利用生物絮凝體為生化反應的主體物利用曝氣設備提供氧源對體系進行攪拌增加接觸和傳質過程采用沉淀方法除去有機物通過回流使微生物返回系統經常排除一部分生物固體活性污泥法的基本特點活性污泥法經不斷發展已有多種運行方式，如傳統活性污泥法、階段曝氣法、生物吸附法、完全混合法、純氧曝氣法、二段曝氣法、缺氧/好氧活性污泥法(A/O法）、序批式活性污泥法（SBR法）、氧化溝法等。SBR是序列間歇式活性污泥法SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術，又稱序批式活性污泥法。

SBR技術采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩定生化反應替代穩態生化反應，靜置理想沉淀替代傳統的動態沉淀。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，SBR技術的核心是SBR反應池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統。（2）生物膜法生物膜法：利用生物在固體表面的附著生長對廢水進行生物處理的技術，稱為生物膜法。生物膜：是通過附著而固定于特定載體上的結構復雜的微生物共生體，在系統中液體流經不同的濾床表面，濾床填料可以是石頭、沙礫或塑料網等，其表面附著的大量微生物群落可以形成一層黏液狀膜即生物膜。

通過廢水和生物膜的相對運動，使廢水和生物膜接觸，生物膜中的微生物不斷與廢水接觸，吸附有機物、在膜內進行有機物的生物氧化與降解，以供自身生長和繁殖，使廢水得到凈化。

生物膜是微生物高度密集的物質，是由好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物和較高等動物組成的生態系。大量微生物的生長會使生物膜增厚同時使其生物活性降低或喪失。生物膜法凈化廢水原理：

相對于活性污泥來說，與懸浮污泥系統相比，生物膜系統的主要優點是無需回流污泥，在單位體積生物膜中所含的微生物數量更高、比表面積更大。生物膜比活性污泥具有更強的吸附能力和降解能力，可以吸附和降解污水中的各種污染物，具有速度快、效率高的特點。

在使用生物膜法處理污水時，要求在處理系統的構筑物中裝填一定數量的填料，這些填料一方面可以擴大處理系統的比表面積，另一方面為微生物提供附著固定的載體。生物膜處理系統的性能、效率取決于其中微生物活性的高低和所裝填料的多少及其比表面積。一般來說，生物膜法較多應用于特殊行業的廢水處理中，如印染廢水等。生物膜法的構筑物生物濾池（普通生物濾池、曝氣生物濾池、塔式生物濾池等）

生物轉盤

好氧生物流化床

氧化塔

氧化塘

滴濾系統—生物濾池（Tricklingfiltersystem）

通過轉動的柵欄噴淋裝置將污水均勻分布于多孔處理床（例如由石子等鋪成）上。在多孔處理床上可生長多種微生物群落和原生動物。當污水緩慢地流過處理床時，微生物就吸收并降解了其中的有機成分，使得污水得到處理。

在這樣的處理系統中，天然形成了食物鏈，微生物利用有機物生長繁殖，原生動物等以微生物為食，從而維持在一個動態平衡中。如果污水中的營養BOD過高，就會導致微生物的過量生長繁殖從而引起多孔處理床的堵塞，這樣便會降低處理效果。普通生物濾池初沉池濾床二次沉淀池進水出水生物濾池又稱滴濾池塔式生物濾池進水進水通風出水

在這樣的處理系統中，一系列圓盤結構裝置部分浸沒于污水中，部分在空氣中并不斷地旋轉，這樣便保持了良好的通氣效果及與污水的接觸，從而在圓盤上形成了“生物膜”。這樣的“生物膜”是由各種微生物、原生動物等構成的微生物群落。在掃描電鏡下，典型的生物轉盤的“生物膜”有兩層結構，外層主要由絲狀菌等好氧微生物組成，內層由包括脫硫弧菌在內的厭氧微生物構成。因此這樣的“生物膜”具有去除BOD及無機物（主要是硫酸鹽）的功能。生物轉盤處理系統與滴濾系統相比，具有占地少、效率高、運行穩定等優點，但其前期投資較大。這種系統已經成功地用于處理城市污水和各種工業廢水。旋轉生物接觸氧化系統生物轉盤流化床反應器

由于污水的泵入或曝氣（空氣或氧氣）作用，流化床反應器中的載體物質（浮石、砂子、塑料等）會在反應器中不斷流動，因而得名。

在這種系統中，由下向上進入的廢水的流速或曝氣的程度被控制在足以使載體流動不互相接觸，但又不能破壞“生物膜”結構的程度。該系統的最大優點是載體的比表面積被充分利用，但能耗較高，運行成本也相對較高。該系統可用于BOD的去除，也可以用于廢水中硝酸鹽的處理。高位槽三相分離器流化床二沉池水泵空壓機好氧生物流化床流程進水出水生物接觸氧化塔

SJP型生物接觸氧化塔具有結構簡單、占地面積小、負荷高、適應能力強、處理效果好、操作方便等特點，廣泛應用于輕工、化工、紡織、冶金和城市污水等各行業的水處理。

設計參數：BOD5

負荷：2—6kgBOD/日.m2

停留時間：2--5小時

氣:水=(10—25):1

其處理量為5—50m3/h氧化塘法Ⅱ.厭氧生物處理

在隔絕與空氣接觸的條件下，依賴兼性厭氧菌和專性厭氧菌的生物化學作用，對有機物進行生物降解的過程，稱為厭氧生物處理法或厭氧消化法。厭氧生物處理法的處理對象是：高濃度有機工業廢水、城鎮污水的污泥、動植物殘體及糞便等。一、厭氧菌的生化過程兩個階段：產酸階段；產甲烷階段產酸菌：可將復雜的有機物轉化為簡單的小分子的一類微生物，它們參與產甲烷階段以前的所有分解有機物的過程并產生小分子有機酸。這類微生物包括細菌、真菌、原生動物。甲烷菌：能將簡單有機小分子轉化為甲烷氣體的一類微生物。按形態可分為四種：八疊球狀、桿狀、球狀、和螺旋狀。世代時間比較長，要求嚴格的厭氧環境。二、厭氧生物處理的影響因素溫度：影響厭氧分解有機物的速度。在35℃--38℃的中溫發酵、52℃--55℃的高溫發酵下有機物分解速度較快。pH：一般要求pH為中性。營養成分：一般采用BOD:N:P=200:5:1。有機負荷：某些化學污染物超過一定的濃度范圍時，對厭氧發酵有抑制作用甚至完全破壞厭氧發酵過程，如金屬離子銅鎳和鎘化合物的允許濃度在100--200mg/L,甲醛必須小于

100mg/L，甲苯小于440mg/L。

三、厭氧生物處理的類型普通厭氧反應器（AP）厭氧接觸反應器（ACP）上流式厭氧污泥床反應器（UASB）厭氧生物濾池（SFF）厭氧流化床反應器（AFB）四、厭氧生物處理的主要構筑物1、化糞池化糞池是一個矩形密閉的池子，用隔墻分為兩室或三室，各室之間用水下連接管接通。廢水由一端進入，通過各室后由另一端排出。懸浮物沉于池底后進行緩慢的厭氧發酵。各室的頂蓋上設有人孔，可定期（數月）將消化后的污泥挖出，供作農肥。這種處理構筑物通常設于獨立的居住或公共建筑物的下水管道上，用于初步處理糞便廢水。2、普通消化池

主要用于處理城市污水的沉淀污泥。普通消化池多建成加頂蓋的筒狀。生污泥從池頂進入，通過攪拌與池內污泥混合，進行厭氧消化。分解后的污泥從池底排出。產生的生物氣從池頂收集。普通消化池需要加熱，以維持高的生化速率。這種處理構筑物通常是每天加排料各1～2次，與此同時進行數小時的攪拌混合。優點：可以處理含固體物較多的污水；構筑物較簡單，操作方便，不產生堵塞現象缺點：處理負荷較低，停留時間長，設備體積較大.3、厭氧接觸反應器優點：包括普通反應器的所有優點，另外其負荷率、有機物降解率均高于普通污水消化池。缺點：工藝操作.工藝流程較復雜。4、上流式厭氧污泥床反應器（UASB)優點：負荷率高,水停留時間短,無須另設污泥回流裝置。缺點：易發生短流現象,對水只負荷較敏感。

UASB布置結果示意圖布水區反應區三相分離區出水區工業級UASB裝置鋼制圓形結構五、厭氧生物濾池特點：處理效率高且不易產生堵塞現象。六、厭氧流化床反應