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环境工程

扩大字体  缩小字体 发布日期:2011-05-05   阅读次数:15707
一、概念1)界说环境工程是研讨和从事防治环境污染和进步环境质量的科学技能。环境工程同生物学中的生态学、医学中的环境卫生学
一、概念
1)界说
环境工程是研讨和从事防治环境污染和进步环境质量的科学技能。环境工程同生物学中的生态学、医学中的环境卫生学和环境医学,以及环境物理学和环境化学有关。由于环境工程处在草创阶段,学科的范畴还在开展,但其间心是环境污染源的办理。
2)基本内容
人们对环境工程学这门学科还存在着不同的知道。有人以为,环境工程学是研讨环境污染防治技能的原理和办法的学科,首要是研讨对废气、废水、固体废物、噪声,以及对构成污染的放射性物质、热、电磁波等的防治技能;有人则以为环境工程学除研讨污染防治技能外还应包含环境体系工程、环境影响评价、环境工程经济和环境监测技能等方面的研讨。尽管对环境工程学的研讨内容有不同的观点,可是从环境工程学开展的现状来看,其基本内容首要有大气污染防治工程、水污染防治
每个人都经过呼吸效果,不停地同大气进行气体交流。一个成年人一天内同大气之间的气体交流量约10~12立方米。一般,一个人五星期不吃东西,或五天不喝水,尚能活命;可是五分钟不呼吸就会丧生。所以说,空气尤其是清洁的空气是人的生命顷刻不行短少的。可是,20世纪中叶以来,进入大气中的污染物的品种和数量不断增多。现已对大气构成污染的污染物和或许对大气构成污染而引起人们留意的物质就有100种左右,其间影响面广,对环境损害严峻的首要有硫氧化物、氮氧化物、氟化物、碳氢化合物、碳氧化物等有害气体,以及飘浮在大气中含有多种有害物质的颗粒物和气溶胶等。
大气中的污染物有的来自天然界自身的物质运动和改动,有的来自人类的出产和消费活动。人类出产活动排放的有害气体办理,和工业废气中颗粒物的去除原理和办法的研讨是大气污染防治工程的首要任务。
水是悉数生物生计和开展不行短少的。水体中所含的物质非常杂乱,元素周期表中的元素简直都可在水体中找到。人类出产和日子消费活动排出的废水,尤其是工业废水、城市污水等很多进入水体构成水体污染。
因而,选用废水物理处理法、废水化学处理法、废水生物处理法和废水物理化学处理法等办法进行办理,以及充分运用环境自净才干,以防止、减轻直至消除水体污染,改善和坚持水环境质量,并要拟定废水排放规范,合理地运用水资源,加强水资源办理,就成为水污染防治工程的首要任务。
人类在开发资源、制作产品和改善环境的进程中都会发生固体废物,并且任何产品经过消费也会变成抛弃物质,终究排入环境中。跟着人类出产的开展和日子水平的进步,固体废物的排放量日益添加,污染水体、土壤和大气。固体废物具有两重性,关于某一出产或消费进程来说是抛弃物,但关于另一进程来说往往是有运用价值的质料。因而,固体废物处理和运用既要对暂时不能运用的抛弃物进行无害化处理,如对城市废物采纳填埋、焚化等办法予以处置;又要对固体废物采纳办理或工艺办法,完成固体废物资源化,如运用矿业固体废物、工业固体废物制作修建资料,运用农业抛弃物制取沼气等。
废气、废水和固体废物的污染,是各种天然要素和社会要素一起效果的成果。操控环境污染有必要根据当地的天然条件,澄清污染物发生、搬迁和转化的规则,对环境问题进行体系剖析,采纳经济手法,办理手法和工程技能手法相结合的归纳防治办法,变革出产工艺和设备,开发和运用无污染动力,运用天然净化才干等,以便取得环境污染防治的最佳效果。环境污染归纳防治是在对废水、废气、固体废物单项办理的基础上开展起来的。
环境问题往往具有区域性特征。运用体系工程的原理和办法,对区域性的环境问题和防治技能办法进行全体的体系剖析,以求取得最优化计划,是环境体系工程的首要任务。环境体系工程办法还可运用于不同的规划、等级、剖面的体系,如大气体系(大气污染模型、大气分散等)、地上水体系(河流污染、湖泊污染的剖析和城市污水再生运用)、地下水体系、海洋体系以及某一环境工程单元进程体系等。
环境工程学是一个巨大而杂乱的技能体系。它不只研讨防治环境污染和公害的办法,并且研讨天然资源的维护和合理运用,讨论废物资源化技能、变革出产工艺、开展少害或无害的闭路出产体系,以及按区域环境进行运筹学办理,以取得较大的环境效果和经济效益,这些都成为环境工程学的重要开展方向。
天然资源的有限和对天然资源需求的不断添加,特别是环境污染的操控方针和对动力需求之间的对立,促进环境工程学对现有技能和未来技能开展进行技能开展的环境影响评价和环境影响评价,为维护天然资源和社会资源供给根据。
有人以为猜测科学技能进步所发生的副效果,实质上便是猜测未来的环境问题。美国从60年代中期开端讨论一些科学技能革命带来的二次影响。如建造原子能电站,尽管与传统的动力工业比较,二氧化碳和二氧化硫的污染大约削减了一半,可是添加了放射性污染。因而,资源、生态、经济三者开展的动态平衡决议着环境工程未来的开展趋势。
3)研讨方针
在环境科学中,一般以为环境是指围绕着人群的空间,及其间能够直接、直接影响人类日子和开展的各种天然要素的整体,但也有些人以为环境除天然要素外,还应包含有关的社会要素。
世界各国的一些环境维护法规中,往往把环境中应当维护的环境要素或方针,如大气、水、土地、矿产、森林、草原、野生动物和植物、名胜古迹、景色游览区、天然维护区、日子居住区等称为环境,但环境并不限于这些内容。
二、环境工程首要内容
1)水体污染操控
水体的污染并没有严厉的界说和固定不变的规范。能够要求水体水质:①坚持天然状况;②契合饮用水原水要求;③适于鱼类的生计和繁衍;④适于农业灌溉;⑤适于游水和其他水上文体活动;⑥契合各种工业用水原水的要求;⑦不呈现不干净状况等。关于这些水体的水质,许多国家都规则有详细的要求。我国公布有《地上水环境质量规范》,作为操控水体污染的根据。水体污染源首要来自日子污水、工业废水、农业废水和降水引起的地上径流;沿海区域的地下水体,还有海水侵略。水体污染物首要有:①病原体,如病菌、病毒和寄生虫卵等;②来源于动植物的有机物,如动植物排泄物、动植物残体、机体的组分等,它们在水体中的细菌效果下耗费溶解氧;③植物养料,首要有氮、磷化合物,将使潺湲的水体呈现富营养化;④有毒有害的化学品,如含氯农药(DDT、六六六等)、外表活性剂、重金属盐类、放射性物质等;⑤其他,如油脂、酸、碱、温水,悬浮物等(见废水水质)。进入水体的污染物,有些在微生物的效果下能够降解,如日子污水中有机物,在细菌的效果下大多转化为重碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐等无机物;有些不能降解,如大多数无机污染物。水体的降解效果、稀释效果和周围环境的换质效果(如从水面上的空气中吸收氧),使得受污染的水体水质趋于恢复的才干,称为自净才干。当污染物量不超越自净才干时,水体基本上坚持正常状况;当超越自净才干时,水体就会呈现不干净状况。
水体污染的操控办法,除加强污染源的办理,以下降废水量和污染量外,政府应拟定和公布法规以操控废水的排放,如我国政府拟定和公布了《中华人民共和国水污染防治法》、《工业“三废”排放试行规范》等法规。乡镇应建造完善的排水管系和废水处理厂,并拟定和施行办理制度。工业布局和工艺要考虑环境要求。出产废水有必要处理后出厂(见工业废水办理),废水再用,特别是树立废水灌溉体系,是防止废水污染水体的有用途径。
日子用水供给
饮用水的质量直接影响人体健康。乡镇应建造完善的给水体系,向居民供给契合《日子饮用水卫生规范》的饮用水(见用水水质)。给水水源的严厉维护、原水的完善处理(见给水处理厂)和给水管网的精心维护(见给水管网维护)是保证供水水质优秀的有力办法。
2)大气污染操控
对不同规模内的大气质量要求是不同的。空阔区域应当坚持空气的天然质量。城区的空气应当有较高的质量。污染源的部分空间特别是车间内部空气质量的要求能够低些,但不该损害作业人员或居民的健康。我国公布了《大气环境质量规范》、《工业企业规划卫生规范》等规章以便操控大气污染。大气污染有部分性的,如室内污染、单个烟囱的污染;有区域性的,如城市交通污染。由于空气是活动的,部分性的污染能够成为区域性的,区域性的污染规模扩展后,乃至成为全球性的。
大气污染会构成降尘量添加,能见度下降,树木成长不良,乃至干枯。可是,最首要的损害是影响人类健康,轻则致病,重则逝世。由大气的硫污染引起的1952年伦敦烟雾事情,构成4000人逝世。大气污染引起的酸雨,损伤植物,腐蚀修建物,受害面积较广,正引起严峻重视。
大气污染源首要是矿藏燃料(煤、石油、燃气)的焚烧。某些工业出产进程排放的污染物也污染大气,但一般只影响邻近区域。大风和车辆行进构成尘土飞扬,有时也污染大气(见交通工程)。火山爆发是另一个污染源。   大气污染物首要有:①烟尘。悉数非气态污染物的总称,也称颗粒物,首要是粉尘和烟。粉尘一般来自表土。烟是不完全焚烧的产品,主体是碳粒,吸附有其他杂质。烟尘的损害是下降大气的一般质量和能见度。可是,加铅汽油焚烧时构成的铅粒和工业出产中的粉尘和烟雾,能够直接致病。②一氧化碳。燃料焚烧不完全的产品,是无色、无臭、有毒的气体,略轻于空气,分散较快。在交通繁忙的城市,地上空气中的一氧化碳来自轿车,浓度有时高达10~100ppm,而在浓度为10ppm的空气中日子8小时,就或许影响人们的精力活动。③二氧化硫。含硫矿藏燃料焚烧的产品。在我国首要来自烧煤的锅炉和炉灶。腐蚀器物,影响呼吸道。用烟囱向高空分散时,常氧化为三氧化硫,构成硫酸或硫酸盐,溶入雨滴,会呈现pH值低于5的酸雨。④氮氧化物。一氧化氮、二氧化氮等氮氧化物是燃料在高温下焚烧的产品,大气中的氮在高温下能氧化成一氧化氮,然后转化为二氧化氮。氮氧化物在大气光化学反响中是反响物,浓度高时直接影响健康。⑤碳氢化合物。一般是汽油焚烧不完全的产品。浓度较低不直接损害健康,但在大气光化学反响中是反响物。⑥光化学反响氧化剂。在阳光照射下氮氧化物和碳氢化合物的反响产品,臭氧、一氧化氮、二氧化氮、过氧乙酰硝酸酯(PAN)、甲醛、丙烯醛、硝酸等的混合体,是二次污染物。它们的污染参数是总氧化剂。含光化学反响氧化剂的烟雾称光化学烟雾,曾构成严峻损害,对健康的归纳影响尚在研讨中。浓度在约0.1ppm就有影响眼膜和呼吸道的症状。此外,硝酸或许是构成酸雨的另一个要素。⑦二氧化碳。在一般情况下大气中的二氧化碳,由于植物的光合效果和生物的呼吸效果,浓度一般处于平衡状况。可是日益添加的矿藏燃料焚烧量使大气中的二氧化碳浓度呈上升趋势。由于二氧化碳有温室效应,有人以为有或许引起地球大气平均温度添加、极冰消融,构成严峻的环境问题。
大气污染的操控办法,造林和城市美化有助于大气质量的改善,营建防风林带能够防止尘土分散。但大气污染的防治首要在于:①动力改造。有或许时,用无污染动力(太阳能、风能、地热水能、电能和蒸汽),或低污染动力(燃气和油类)代替煤。煤的分配也要顾及污染操控,低硫煤应分配给炉灶和小型焚烧设备,较易选用防止污染办法的大型焚烧设备应分配含硫较高的煤。含硫高的燃料可用脱硫技能下降硫含量。燃气的脱硫技能见城市燃气净化。②设备和操作的改造。改造除尘设备有助于烟尘量的下降,进步焚烧设备的功率能够下降一氧化碳和碳氢化合物的污染量。火焰温度的操控,能够削减氮的氧化和二氧化碳的分化。轿车废气污染的防治首要依托改造轿车的焚烧体系,已进行了很多的研讨,仍在不断改造中。轿车废气中的铅粒只需不必加铅汽油才干消除。③废气处理。是大气污染防治的最终手法。烟气中的粉尘能够用过滤、洗刷、离心别离、静电沉降、声波沉降等办法与气流别离。去除烟气中的二氧化硫有多种办法:将石灰石粉末吹入焚烧室,与二氧化硫化组成灰分;用碱性物质吸收或吸附二氧化硫,然后运用;在催化剂效果下焚烧烟气,使二氧化硫转化为三氧化硫、烟气冷却时与冷凝水结合为硫酸。烟气中的氮氧化物也可用化学办法去除。
3)固体废物处置
固体废物的处置办法有埋葬、焚化或加工运用。焚化也能够看作是一种处理办法。由于灰烬仍要处置。固体废物特别是废物的搜集和储放既要花钱少,又要不影响环境卫生。①农业固体废物(秸秆、畜粪)一般都是有机物,我国农村向来用作饲料、燃料和肥料。近10年来,用沼气发酵法处理农业固体废物。沼气是清洁便利的燃料,残渣是杰出的肥料。工业固体废物量少时,常作为废物处理。量多时,先考虑运用(见工业废渣及其运用);无法运用时才埋葬或焚化。有毒有害的废物埋葬前要经过无害化处理,无法处理的密封后埋葬。③城市废物是城市中固体废物的混合体。在我国,厨房剩下物质习惯上和废物别离搜集,用于喂猪和肥田。处置废物的办法首要是埋葬,少量焚化,也用于堆肥。埋葬包含填地、填坑、改沼泽地为场所和弃之于海。弃海即便近期未见不良后果,远期堪虑。以往埋葬废物和简略的倾弃邻近,持续污染环境并构成鼠患。现在要求每日倾弃的废物当天用泥土掩盖并压实,称卫生埋葬。废物埋葬场美化后,经过10年或更长的时刻可在上面建房。埋葬场上可用卫生埋葬法造假山,可添加废物埋葬量,美化环境。采纳废旧物资收回办法,能够削减废物的数量。
4)噪声污染操控
搅扰人们歇息、学习、日子和作业,乃至影响健康的声响,总称为噪声。噪声由许多纯音组成。纯音(单频率的声响)的声压(p)可用与基准声压(p0挨近一般人的听阈,一般选用p0=2×10-5帕)比较的声压级(Lp)表明,单位为分贝(dB),它的数学表达式为Lp=201g(p/p0)。噪声强弱的测定较杂乱,不但要结合各纯音的频率,还要结合人的片面感触。有多种办法测量,一般选用声级,单位也用分贝。声级可用声级计直接测得。声级添加40分贝,声压约增百倍,搅扰大大添加。一般以为低于85分贝时不致影响听力。喷气飞机起飞时的噪声达150分贝,使耳鼓发痛。160分贝的噪声使人致聋。噪声还影响人的中枢神经体系和心血管体系,会导致神经衰弱和心血管病。噪声还影响说话和电话的运用。可使人致聋的噪声还影响某些外表的运用。   噪声首要来自机器(工业噪声)和交通工具(交通运输噪声)。操控噪声首先是不必喧嚣的设备:或则变革工艺,如改铆接为焊接;或则转换机械,如用压桩机代替打桩机。其次是改造机械的结构和资料,如进步部件精度削减磕碰,用非金属资料代替金属资料,传动部件用弹性构件,整机选用隔振机座或隔声罩,排气口设消声器,交通工具外形选用流线型等。再次是正确操作,如正确运用润滑剂,正确运用喇叭等音响设备。树立隔声屏障(如墙、土丘)或修建外表多用吸声、隔声资料,以及城市合理规划等等,也是有用的办法(见飞机场环境维护)。
5)放射性污染操控
放射性物质发生的电离辐射超越必定剂量就损害人体健康。用必定厚度的铅板或混凝土等封闭放射性物质,就能够隔绝这种电离辐射。在核电站或运用放射性物质的工业、医疗和科研等部分,只需依照规则操作和办理,就可防止损害。放射性物质的抛弃物不论是气态的、液态的或固态的都要储放到电离辐射低于必定水平,才允许进入环境。为便于储放,常进行浓缩处理,浓缩的废气和废液还须进行固化处理,以便处置。
6)热污染操控
过量焚烧、大气污染和地物改动会改动环境温度,影响部分的、区域的或全球的天然生态平衡。电站和工业冷却水是最常见的水体热污染源。冷却用水直接排入河流和湖泊,会使水温升高,加快水中生物的推陈出新,下降溶解氧,然后影响渔业和损坏天然平衡。能够选用循环冷却水体系以削减冷却用水排放量,或在排入天然水体前先经冷却塘降温。
7)电磁辐射操控
无线电广播、电视及微波技能等工作的敏捷遍及,射频设备的功率成倍增高,使邻近的电磁辐射强度到达能够直接要挟人体健康的程度。   电磁辐射的防护手法,一般是在射频设备或维护方针周围设置电磁屏蔽设备,使维护规模内的电磁辐射强度降至容许规模以内。电磁屏蔽设备首要有屏蔽罩、屏蔽室、屏蔽衣、屏蔽头盔和眼罩,不同屏蔽方针,选用不同的设备。此外,还采纳归纳性的防治对策,如经过合理布局,使电磁污染源远离人口稠密的居民区;改善电磁设备,以削减对环境的电磁辐射;进步电磁设备的自动化和遥控程度,以削减作业人员触摸高强度电磁辐射的时机等。
 
 
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