绪论 环境工程学的发展和内容

0-1名词解释：

环境：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、水、海洋、土地、矿藏、森林、草地、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。

环境问题：全球环境或区域环境中出现的不利于人类生存和发展的现象，均概括为环境问题。 环境污染：由于自然或人为（生产、生活）原因，往原先处于正常状况的环境中附加了物质、能量或生物体，其数量或强度超过了环境的自净能力，使环境质量变差，并对人或其它生物的健康或环境中某些有价值物质产生了有害影响的现象。

污染物质：引起环境污染的物质即为污染物质。

公害：由人为原因引起化学污染物滋事而产生的突发事件通常称为公害。

环境科学：研究人类环境质量及其保护的和改善的科学，其主要任务是研究在人类活动的影响下环境质量的变化规律和环境变化对人类生存的影响，以及改善环境质量的理论、技术和方法。

0-2 试分析人类与环境的关系。

“环境”一词是相对于人类而言的，即指的是人类的环境。人类与其环境之间是一个有着相互作用、相互影响、相互依存关系的对立统一体。人类从周围环境中获得赖以生存、发展的空间和条件，同时其生产和生活活动作用于环境，又会对环境产生影响，引起环境质量的变化；反过来，污染了的或受损害的环境也对人类的身心健康和经济发展等造成不利影响。

0-3试讨论我国的环境和污染问题

0-4什么是环境工程学？他与其他学科之间的关系怎样？

环境工程学应用环境科学、工程学和其它有关学科的理论和方法，研究保护和合理利用自然资源，控制和防治环境污染和生态破坏，以改善环境质量，使人们得以健康、舒适地生存与发展的学科。

环境工程学是环境科学的一个分支，又是工程学的一个重要组成部分。它脱胎于土木工程、卫生工程、化学工程。机械工程等母系学科，又融入了其他自然科学和社会科学的有关原理和方法。

0-5环境工程学的主要任务是什么？

环境工程学应用环境科学、工程学和其它有关学科的理论和方法来研究控制环境污染、保护和改善环境质量，合理利用自然资源的技术途径和技术措施。因此，它有着两方面的任务：既要保护环境，使其免受和消除人类活动对它的有害影响；又要保护人类的健康和安全免受不利的环境因素损害。具体讲就是重点治理和控制废水、废气、噪声和固体废弃物，研究环境污染综合防治的方法和措施。

0-6环境工程学的主要内容有哪些？ （1）水质净化与水污染控制工程； （2）大气污染控制工程；

（3）固体废弃物控制及噪声、振动与其他公害防治工程； （4）清洁生产、污染预防与全过程污染控制工程； （5）环境规划、管理和环境系统工程； （6）环境监测与环境质量评价。

第一章 水质与水体自净

1-1名词解释 水污染：水体因接受过多的污染物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，该状态为“水体污染”。

水质：水与其中所含的杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合特性。 水质指标：水中杂质的种类、成分和数量，是判断水质的具体衡量标准。 水质标准： 由国家或政府部门正式颁布的有关水质的统一规定。

水环境容量：一定水体在规定的环境目标下所能容纳污染物质的最大负荷量。 水体自净：进入水体的污染物通过物理、化学和生物等方面的作用，使污染物的浓度逐渐降低，经过一段时间后，水体将恢复到受污染前的状态。这一现象为“水体自净作用”。

水体污染物：凡使水体的水质、生物质、底泥质量恶化的各种物质均称为“水体污染物”。 COD：在一定严格的条件下，水中各种有机物与外加的强氧化作用时所消耗的氧化剂量。 BOD：在水体中有氧的条件下，微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的溶解氧量。 总固体：水中所有残渣的总和。（在一定温度下，将水样蒸发至干时所残余的固体物质总量。）

1-2试区别悬浮固体和可沉固体，区别悬浮固体和浑浊度。它们的测定结果一般如何表示？ 如果对水样进行过滤操作，将滤渣在103～105℃下烘干后的重量就是悬浮固体，结果以mg/L计。

而可沉固体是指将1L水样在一锥形玻璃筒内静置1h后所沉下的悬浮物质数量，结果用mL/L来表示。

浑浊度是指水中不溶解物质对光线透过时所产生的阻碍程度。一般来说，水中的不溶解物质越多，浑浊度也越高，但两者之间并没有固定的定量关系。因为浑浊度是一种光学效应，它的大小不仅与不溶解物质的数量、浓度有关，而且还与这些不溶解物质的颗粒尺寸、形状和折射指数等性质有关。将蒸馏水中含有1mg/L的SiO2称为1个浑浊度单位或1度。由此测得的浑浊度称为杰克逊浊度单位（JTU）。

1-3取某水样250mL置于空重为54.342 6 g的古氏坩埚中，经过滤、105℃烘干、冷却后称其质量为54.3998 g，再移至600℃炉内灼烧，冷却后称其质量为54.362 2 g。试求此水样的悬浮固体和挥发性悬浮固体量。

解：悬浮固体228.8mg/L；挥发性悬浮固体量150.4mg/L。 1-6取某水样100ml，加酚酞指示剂，用0.100 0 mol/L HCl溶液滴定至终点消耗盐酸溶液1.40 ml。另取此水样100 ml，以甲基橙作指示剂，用此盐酸溶液滴定至终点用去6.60 ml。试计算此水样的总碱度及各致碱阴离子的含量（结果以 mmol/L计）。

解：总碱度6.60mmol/L（酚酞碱度1.40mmol/L）；

[OH-]0mmol/L；[HCO3-]1.4mmol/L；[CO32-]3.8mmol/L。

1-7取水样100 ml 用0.100 0 mol/L HCl溶液测其碱度。现以酚酞作指示剂，消耗了HCl溶液0.20 ml，接着再加甲基橙作指示剂，又消耗了3.40 ml。试求该水样的总碱度和各种致碱阴离子的含量（结果以 mmol/L 计）

解：总碱度3.60mmol/L（酚酞碱度0.20mmol/L）；

[OH-]0mmol/L；[HCO3-]3.2mmol/L；[CO32-]0.2mmol/L。

1-8 某水样初始PH为9.5，取100 ml 用 0.200 0 mol/L 溶液滴定至PH8.3时需6.20 ml，

若滴定至PH=4.4则还需加此液9.80 ml。试求此水样中存在的各种致碱阴离子的浓度（结果以 mmol/L和

的 mg/L计）。

解：总碱度64.00mmol/L（酚酞碱度24.80mmol/L）；

[OH-]0mmol/L；[HCO3-]14.40mmol/L （720mg/L）；[CO32-]24.80mmol/L （2480mg/L）。 1-9有一水样取100 ml 用0.100 0 mol/L HCl溶液测定其碱度，加入酚酞指示剂后，水样无色。再加甲基橙作指示剂，消耗盐酸溶液量5.20 ml，另取此水样100 ml 用0.025 0 mol/L的EDTA溶液测其硬度，用去 14.60 ml。试求此水样的总硬度、碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度（结果以 mmol/L、度和

的 mg/L计）。

解：总硬度3.65mmol/L （365mg/L；20.4度）；碳酸盐硬度2.60mmol/L （260mg/L；14.6度）；非碳酸盐硬度1.05mmol/L （105mg/L；5.9度）。

1-10高锰酸钾耗氧量、化学需氧量和生化需氧量三者有何区别？它们之间的关系如何？除了它们以外，还有哪些水质指标可以用来判别水中有机物质含量的多寡？

重铬酸钾耗氧量，习惯上称为化学需氧量，是水样在强酸性条件下，加热回流2h（有时还加入催化剂），使有机物质与重铬酸钾充分作用被氧化的情况下测定的。它能将水中绝大多数的有机物氧化，但对于苯、甲苯等芳烃类化合物则较难氧化。严格说来，化学需氧量也包括了水中存在的无机性还原物质。通常因废水中有机物的数量大大多于无机还原物质的量，一般用化学需氧量代表废水中有机物质的总量。

高锰酸钾耗氧量，习惯上称为耗氧量，测定快速，但不代表水中有机物质的全部总量。一般来说，在测定条件下水中不含氮的有机物质易被高锰酸钾氧化，而含氮的有机物就较难分解。因此，耗氧量适用于测定天然水或含容易被氧化的有机物的一般废水，而成分复杂的有机工业废水则常测定化学需氧量。

生化需氧量指在有氧的条件下，水中可分解的有机物由于好氧微生物（主要是好氧细菌）的作用被氧化分解无机化所需要的氧量。

除它们外，还有总需氧量、总有机碳等水质指标可用来判别水中有机物质含量的多寡。 1-11 试讨论有机物好氧生物氧化的两个阶段。什么是第一阶段生化需氧量（La）？什么是完全生化需氧量（BODu）？为什么通常所说的生化需氧量不包括硝化阶段对氧的消耗量？

在有氧的情况下，废水中有机物质的分解是分两个阶段进行的。第一阶段称为碳氧化阶段，主要是不含氮有机物的氧化，也包括含氮有机物的氨化，以及氨化后生成的不含氮有机物的继续氧化。碳氧化阶段所消耗的氧量称为碳化生化需氧量（BOD）。总的碳化生化需氧量常称为第一阶段生化需氧量或完全生化需氧量，常以La或BODu表示。

水中的硝化细菌可氧化水中原有的氨和含氮有机物氨化分解出来的氨，最终转化成硝酸盐。由于硝化作用所消耗的氧量成为硝化生化需氧量，即第二阶段生化需氧量，常以LN或NOD表示。

通常所说的生化需氧量只是指碳化生化需氧量，即第一阶段生化需氧量La，不包括硝化过程所消耗的氧量LN。这是因为生化需氧量的定义只规定：有机物被氧化分解为无机物质。在第一阶段生物氧化中，有机物中的C变为CO2，N变为NH3，均已无机化。因此并不关心继续氧化成NO2－、NO3－。同时，对于一般的有机废水，硝化过程大约在5～7天甚至10天后才能显著展开，所以5天的BOD测定通常是可以避免硝化细菌耗氧的干扰的。

1-12 某工业区生产废水和生活污水的混合废水的生化需氧量是多少？（假定k1＝0.23d－1）

解：第一阶段生化需氧量323mg/L。

1-13 某废水的=0.17

=210

，试求此废水的

为300（20℃），它的第一阶段

以及第一阶段生化需氧量，假定

）？

。假设上述废水改放在30℃条件下培养测定，试问5天的BOD应该是多少（

解：30℃下BOD5=281mg/L。 1-14 三种不同污水水样在20℃下的0.36

和0.47

均为350

，而它们的

值分别为0.25

、

，试求每种水样的完全生化需氧量。

解：372mg/L；357mg/L；351mg/L。

1-15 一学生测某废水的生化需氧量，星期二将水样放入25℃的培养箱内，到下星期一才作培养后测定。得BOD值为206

。已知此废水20℃的

=0.17

，试求它的

。

解：167mg/L。

1-17 通常所说的水质标准和水质要求有什么区别？

由国家正式颁布的统一规定，对各项水质指标都有明确的要求尺度和界限，均为法定要求，具有指令性和法律性，有关部门、企业和单位都必须遵守，称为水质标准。

各用水部门或设计、研究单位为进行各项工程建设或工艺生产操作，根据必要的试验研究或一定的经验所确定的各种水质要求。这类水质要求只是一种必要的和有益的参考，并不都具有法律性。

1-18 为什么制定了地表水环境质量标准，还要制定废水的排放标准？

地表水环境质量标准只对地表水体中有害物质规定容许的标准限值，还不能完全控制各种工农业废弃物对水体的污染。为了进一步保护水环境质量，必须从控制污染源着手，制定相应的污染物排放标准。

1-19 什么叫水体自净？什么叫氧垂曲线？根据氧垂曲线可以说明什么问题？

进入水体的污染物通过物理、化学和生物等方面的作用被分散、分离或分解，最后，水体基本上或完全地恢复到受污染前的状态，这个自然净化的过程称为水体自净。当河流接纳废水以后排入口（受污点）下游各点处溶解氧的变化十分复杂。以各点离排入口的距离为横坐标，溶解氧量为纵坐标作图，即得氧垂曲线。氧垂曲线的形状会因各种条件（如废水中有机物浓度、废水和河水的流量、河道弯曲状况、水流湍急情况等）的不同而有一定的差异，但总的趋势是相似的。由氧垂曲线可以得到废水排入河流后溶解氧最低点的亏氧量，及从排入点到临界点所需的时间。

1-20 解决废水问题的基本原则有哪些？

在解决废水问题时，应当考虑下面一些主要原则：

（1）改革生产工艺，大力推进清洁生产，减少废水排放量； （2）重复利用废水； （3）回收有用物质；

（4）对废水进行妥善处理；