化学污染的特点十篇

发布时间:2024-04-26 07:30:25

化学污染的特点篇1

关键词:土壤污染调查;地统计条件模拟;污染概率;局部空间变异;污染区范围;布点优化;

作者简介:谢云峰(1981—),男,副研究员(博士);e-mail:xieyf@craes.org.cn;

1引言(introduction)

土壤采样调查是获取土壤污染物空间分布信息最重要的手段,采样调查结果的精度直接影响污染风险评价结果的准确性和风险管理决策的合理性.土壤污染调查包括土壤样点布设、样品采集、污染物含量分析等环节.实际工作中,通常认为污染物分析方法的准确性是影响污染物调查准确性的最主要因素(Crumblingetal.,2001),而忽略了土壤采样布点方案的重要性.大量研究表明,污染物在土壤中的空间分布表现出明显的空间变异性,人类活动影响越大的区域,局部变异程度越大(thompson,1996;丛鑫等,2009;杜平等,2006;张娟等,2014;郑一等,2003).针对空间变异性较大的环境要素,样点布设方案是影响调查结果准确性最主要的因素之一.Jenkins等(1997)对土壤中三硝基甲苯污染的调查结果表明,至少95%的变异度(统计方差)是由采样位置导致,而含量分析(室内分析和现场分析)手段对变异度的贡献不超过5%.其他类似研究也表明,土壤采样导致的不确定对污染物含量测定不确定性的贡献超过50%(argyrakietal.,1997;theocharopoulosetal.,2001;Jenkinsetal.,1999).因此,科学合理的土壤采样布点方案对保障污染调查结果的精度非常重要.现有的土壤污染调查布点方法主要包括判断性采样和非判断性采样(姜成晟等,2009),其中,判断性采样主要根据已有先验知识设计采样布点方案,并在潜在的高污染风险区域加大采样密度(UKenvironmentagency,2000);当缺乏场地污染物分布的背景信息时,就只能采取非判断性采样方法,如随机采样、均匀网格布点采样等(thompsonetal.,1995;USepa,1989).传统的土壤污染调查布点方法主要用于对污染物总体(平均含量)的最佳估计(Brusetal.,1999),样本量主要取决于污染物含量的空间变异程度.土壤污染治理过程中,污染调查主要关注目标污染物的超标程度及污染区范围.因此,以总体估计为目标的传统土壤污染调查布点方法对土壤污染范围的估计精度通常不能满足修复决策的需求(刘庚等,2013;谢云峰等,2010).近年来,应用地统计学方法来提高土壤污染调查精度已成为研究热点之一(D'or,2005;Demougeot-Renardetal.,2004;Juangetal.,2005;VanGroenigenetal.,1999;Vantoorenetal.,1997),该方法基于土壤污染物空间分布的自相关性,优化土壤调查布点空间布局,可提高土壤污染调查效率(Burgessetal.,1981;Demougeot-Renardetal.,2004;englundetal.,1993;阎波杰等,2008;赵倩倩等,2012).虽然基于地统计学和条件模拟方法的样点布设方法效率最高(Jonesetal.,2003),但在土壤污染调查过程中却很少用于土壤污染调查布点优化(Verstraeteetal.,2008).

为了获得准确的土壤中污染物空间分布信息,土壤污染调查通常包括污染初步调查、污染详查等多个阶段.初步调查的主要目的是识别土壤主要污染物及潜在污染区域,通常样本量较少.污染详查是在初步调查基础上,在潜在的污染区域增加样点,确定污染区的范围及其污染程度.土壤污染调查方案的误差主要包括污染区被低估和清洁区被高估(marchantetal.,2013;Ramseyetal.,2002),其中,前者会导致污染区面临的污染风险不能得到有效控制,后者会导致不必要的修复投入.为了获取准确的污染区信息,通常需要增加样本量,但这会导致采样分析成本的增加.高效的采样方案是将采样调查成本与调查不确定性导致的经济损失的总成本降到最低(Ramseyetal.,2002).采样方案优化的目的就是要寻求降低污染修复不确定性的最佳样本量(Demougeot-Renardetal.,2004).土壤污染物的空间分布受污染来源、环境条件、污染物性质等因素的综合影响,其在空间上表现出不同程度的空间相关性和变异性,对土壤污染物空间变异性的描述准确与否是影响调查结果的关键.本研究结合土壤污染调查的特定需求,提出基于污染概率和污染物局部空间变异特征的土壤污染调查加密布点方法,以提高土壤污染调查方法对污染区范围和污染程度的估计精度,并为土壤污染调查提供方法学支持.

2土壤污染调查加密布点方法(Samplingdesignoptimizationprocedurefordetailedsoilpollutioninvestigation)

土壤污染调查结果的不确定性主要出现在污染物含量过渡区域(刘庚等,2013;谢云峰等,2010;Xieetal.,2011),为此,该研究针对污染调查结果的不确定性,提出土壤污染调查加密布点的工作流程和方法(见图1).土壤污染调查加密布点的2个核心问题分别为确定需要加密布点区域和样点布设方法.

2.1加密布点区域的确定方法

由于土壤污染治理仅关注污染物含量超过相关环境标准或修复目标值的区域,因此,提高污染区范围的估计精度就显得尤为重要,加密布点法正是基于这一需求而提出.由于初步调查阶段已经获得了一定的污染物分布信息,所以在加密详查阶段只需要针对污染分布信息不确定性较大的区域进行补充调查即可,其中,不确定性区域是指污染物空间分布精度低于修复决策需求精度的区域.

为了定量评估土壤污染调查的不确定性,该研究引入土壤污染概率方法.基于初步调查数据,利用概率制图方法预测土壤污染物超过环境标准或修复目标值的概率,常用的概率制图方法有地统计条件模拟方法、指示克里格方法等.其中,地统计条件模拟方法包括多种模拟算法,如序贯高斯模拟、序贯指示模拟等.污染概率的取值范围为0~1,概率值越高,可优先判定为污染土壤;相反,污染概率值越低,可优先判定为清洁土壤.概率制图结果中,概率值介于高值和低值之间者即为不确定性区域,需要进一步补充调查确认.假定某污染土壤地统计条件模拟的污染概率阈值范围为0.1~0.8,设定污染概率阈值和清洁概率阈值分别为0.5和0.3,则污染概率为0.5~0.8者为污染区域,0.1~0.3者为清洁区域,0.3~0.5者即是需要加密调查的区域.

不确定性区域污染概率值较低的可能原因为:①区域内污染物含量较低;②区域属污染区域,并且样本量较少.为了进一步探究其具体原因,该研究引入局部变异特征方法.基于初步调查数据,分析土壤污染物含量的局部变异特征(包括变异系数、方差、自相关性等),如果局部变异性较大,表明土壤中污染物含量空间分布差异较大;反之,则表明污染物含量空间分布差异较小.对于局部变异性较大者,通常是污染物含量高值区向低值区的过渡区域,也是调查结果不确定性较大的区域;对于变异性较小者,通常是高值集中或低值集中的区域,调查结果的可靠性较高.因此,根据土壤污染物的局部变异系数,将土壤污染调查结果划分为不确定性区域和确定性区域.假定某污染土壤局部变异系数为20%~200%,设定变异系数阈值为100%,则变异系数为100%~200%者为不确定性区域;低于100%者为确定性区域.

综合污染概率和局部空间变异系数确定的污染调查不确定性区域,即为污染调查加密布点的目标区域.

2.2不确定性区域样点布设方法

不确定性区域样点布设包括加密样点的数量和样点的空间位置.其中,加密样点数量主要与不确定性程度相关,不确定性较大的区域,加密布设的样本量也较大;样点的空间位置主要与污染物含量空间变化趋势相关,主要利用趋势分析方法分析土壤污染物空间变化规律,沿着土壤污染物含量变化的方向布设加密样点.

本研究提出的污染调查加密布点方法的主要目的是为提高污染区范围的估计精度.在初步调查结果的基础上,结合污染概率和局部变异系数方法确定加密布点的目标区域,再根据土壤污染物含量分布的空间变异性及其变化趋势,确定加密样点的布设方案.该方法可优化加密布点的位置,降低加密布点的数量,提高加密布点的效果,从而在保证调查精度的前提下,降低调查成本.

3加密布点方法案例验证(Validationofthesamplingdesignoptimizationprocedurefordetailedsoilpollutioninvestigation)

3.1案例区概况

案例数据来源于某重金属污染场地,场地面积约14.50km2.按照200m间隔进行均匀采样,在部分高污染区域适当增加样本量,共采集359个土壤样品.土壤污染调查结果表明,土壤重金属Cu、pb、as、Cd等污染物都存在不同程度的污染.以该场地土壤Cd污染为例,开展土壤污染调查详查加密布点优化方法研究.

3.2样点加密布点方案

案例验证研究过程中并不实际开展土壤污染初步调查布点取样,以及初步调查结果分析和详查加密布点工作.而是利用案例场地已有的359个调查数据,采用空间抽样的思路,模拟开展土壤污染初步调查和加密详查布点过程.具体操作步骤为:首先基于案例数据的359个样点数据,进行模拟的土壤污染初步调查.根据图1的工作流程可知,土壤污染物空间变异特征研究和土壤污染不确定性区域确定是土壤详查加密布点的2个最重要的环节.地统计学的半方差分析方法是最常用的空间变异特征研究手段之一,为了获取比较准确的土壤污染物的空间分布规律,需要有足够的样本量.因此,在初步调查阶段,将研究区域划分为10×10的网格,落在网格内的土壤样点作为初步调查样点,当网格内有多个土壤样点时,随机选取其中一个,由此共获得土壤初步调查样点97个,样点间平均距离约为386m.在初步调查的97个样点数据的基础上,利用本研究提出的加密布点方法进行加密布点.具体步骤为:基于初步调查数据,利用地统计学方法分析场地土壤Cd含量(w(Cd))的空间分布规律.利用条件模拟方法预测该场地土壤Cd污染概率(图2a).基于污染概率预测结果,设定污染概率阈值(pt)和清洁概率阈值(Ct),污染区域确定方法如式(1)所示.土壤Cd污染概率阈值和清洁概率阈值分别设定为0.8和0.2,基于污染概率划定的不确定性区域见图2b;在此基础上,结合土壤污染局部变异特征(图2c),将局部变异性大于变异系数阈值(CVt)的区域划定为不确定性区域(图2d),变异系数阈值设定为局部变异系数最大值的75%(式(2)).综合污染概率和局部变异系数的结果,即为土壤污染详查布点的优先区域,根据土壤污染物空间结构分析结果,沿着污染物含量变化的方向确定加密样点的位置(图3a).由于该研究是模拟研究,如果在最佳的采样位置没有样点数据,就选择邻近样点作补充,土壤详查加密样点为57个,布点方案见图3b.将加密布点后的污染调查结果与案例场地359个数据获得的结果进行对比,评价加密布点的效果.

式中,Rp为污染概率分区,Z(x)为条件模拟预测的土壤污染物含量,Zc为土壤污染评价标准,pt为污染概率阈值,Ct为清洁概率阈值,Rcv为污染变异系数分区,CVx为局部变异系数,CVt为变异系数阈值.

3.3数据处理方法

利用GS+7.0软件进行土壤污染物含量的空间结构特征分析.样点污染物含量局部变异特征是在样点VoRonoi图的基础上,借助arcGiS10.1的Geostatisticalanalyst工具,计算每个样点及其邻近样点的变异系数.采样网格、初步调查样点设计及所有空间制图均在arcGiS10.1软件中实现.土壤污染物含量条件模拟及污染概率计算在GSLiB(GeostatisticalSoftwareLibrary)中实现(Journeletal.,1998).地统计学条件模拟方法较多,该研究采用最常用的算法之一序贯高斯模拟方法(SequentialGaussianSimulation,SGS)(谢云峰等,2015),该方法算法简单、灵活、计算方便,其基本思路为:根据现有样点数据计算待模拟点污染物浓度的条件概率分布,从该分布中随机取值作为模拟实现;将得到的每一个模拟值,连原始样点数据一起作为条件数据,进入下一个点的模拟.

3.4结果与讨论

3.4.1土壤Cd统计特征的估计精度

由表1可见,土壤Cd污染初步调查样点(97个)与污染详查样点加密后(154个)的统计特征很相似,平均值差异仅为0.01mg·kg-1.加密详查后样本的变异系数降低.与总体样本相比,初步调查和加密详查这2个阶段采样的Cd平均值都偏高,误差为5.40%.变异系数较总体分别降低2.79%和6.71%.初步调查平均值的估计精度较高,而加密详查并没有进一步提高平均值的估计精度.在污染详查阶段,由于在土壤污染空间变异较大的区域增加了样点,因此,其变异系数降低.

3.4.2土壤污染区面积的估计精度

土壤污染调查重点关注的是污染信息的识别精度.初步调查和加密详查阶段,根据样点w(Cd)超标率(表2)估算的污染区面积所占比例分别为68.04%和70.13%,比所有样本的估算结果分别高3.14%和5.23%.污染概率预测结果表明,当污染概率阈值为0.8时,污染概率预测的污染区面积所占比例在53.58%~57.84%之间,比样点超标率估计结果低7.06%~16.39%.基于超标率估算污染区面积,意味着当某个采样网格内的土壤样点污染物含量超标时,则判定该网格超标.样点加密详查后,增加的样点都位于污染概率较高的区域,因此,总体样点中污染区域样点的比例增加,导致污染面积估计结果增大.

初步调查和加密详查这2个阶段估计的污染区面积非常接近,样点加密后污染概率预测的污染区面积仅增加0.16%,初步调查与加密详查估算的面积均小于总体样本的估计结果,污染面积低估4.10%.为了评价污染区范围空间位置的预测精度,将不同采样阶段预测的污染区范围与总体样本预测的结果进行空间差值运算,并根据差值结果将污染区空间位置预测精度分为相同、低估和高估3种情况.相同表示污染程度预测结果一致,低估表示污染区被预测为清洁区,高估表示清洁区被预测为污染区(图4).从污染区的空间位置精度来看,初步调查污染区面积预测的准确度为79.35%,分别有12.45%的区域污染程度被低估,8.20%的区域污染程度被高估.加密详查后,污染区面积预测的准确度提高到86.10%,污染程度被低估和被高估的面积分别降至9.00%和4.90%.

土壤Cd平均值估计结果表明,在初步调查阶段,其估计精度就已达到94.00%以上,而污染区的估计精度仅为79.35%.表明在土壤污染调查过程中,平均值或土壤污染统计特征的估计精度,并不能反映污染区范围的估计精度.土壤污染治理过程中,污染区空间分布信息比平均值更重要,直接影响到修复成本的估计.本研究提出的土壤污染详查加密布点方法,在保证土壤污染总体平均含量估计精度的前提下,显著提高了污染区面积的估计精度;加密详查后,污染区面积的估计误差为4.10%,空间位置精度为86.10%,比初步调查精度提高了6.75%;土壤污染调查的样本量显著降低,初步调查和加密详查的样本量仅为总体的42.90%.

本研究的样点优化思路是在不确定性较大的区域内增加样点,不确定性区域的界定标准为条件模拟的污染概率和局部变异系数.从图2可知,不确定性区域主要分布在污染区边缘,在这些区域增加样点密度,能显著提高污染区空间位置精度.初步调查过程中,污染程度被低估时,污染区域被误判为清洁区域(见图4左下角和左上角的绿色区域);样点优化过程中,清洁区域不会补充调查样点,因此,优化后的结果仍然是被低估.污染程度被低估与初步调查布点、污染概率阈值选择有关.由于没有污染物分布相关的背景信息,网格随机采样布点法对总体平均含量和变异程度的预测精度较高,对局部污染信息的预测精度较低.在初步调查前,收集场地污染源排放、土地利用方式、土壤理化性质、水文地质条件等影响污染物空间分布的相关信息,辅助调查样点设计,可以提高对污染区识别的精度(Falketal.,2011).污染概率阈值选择对加密点的空间分布有较大影响,如果选择的污染概率阈值过低,就会导致被高估的区域不能被识别;概率阈值过高,则会导致不确定性区域增大,需加密的样本过多,从而降低加密效率.本研究为了获取较大的不确定性区域,选择了较高的污染概率阈值和较低的清洁概率阈值,用于检验样点优化方案的效率.在具体应用中,应结合研究区的特点和调查目标,选择适宜的污染概率阈值,进一步提高样点优化方案的效率.加密详查样点优化过程中,基于污染概率和局部变异系数筛选出不确定性较大的区域,该研究并没有在这些区域增加样点,而是根据已有的样点数据,基于距离邻近原则,用邻近样点替代最佳位置的样点.增加的样点在空间位置上并不是最优化的,这可能会降低样点优化的效率.实际应用中在最佳的空间位置补充样点,应该会取得更好的调查效果.

本研究提出的加密布点方法的核心是在污染预测结果不确定性的区域,根据污染物空间分布规律补充调查样点.如图1所示,在污染物空间分布、污染概率预测、预测结果不确定性评价等阶段都应用了地统计学方法.根据地统计学方法的基本假设,应用该方法时要求污染物空间分布具有显著的空间自相关性.大量的研究结果表明,重金属、多环芳烃等污染物在土壤中的空间分布都表现出明显的空间相关性(胡克林,2004;郑一等,2003).因此,地统计学方法是适用的.对某些污染物,如化工场地的氯代烃污染等,这类污染物主要是通过泄漏释放到土壤中,然后通过土壤孔隙进一步向下迁移.在水平空间上,存在泄漏的区域就会检出污染物,没有泄漏的区域就不存在污染(韩春梅等,2009),因此,这类污染物在空间上自相关性较差,本研究提出的加密布点方法就不适用.土壤中污染物空间分布受污染源分布及释放特征、区域环境条件、污染物性质及环境行为特点等多种因素的综合影响,在不同尺度上会表现出不同的空间分布规律.针对具体区域开展污染调查时,需综合考虑污染物空间分布的影响因素,同时可借鉴前期研究和其它类似研究的成果,初步分析土壤中污染物的空间分布特征,在此基础上,进行初步调查布点.基于初步调查结果,应用地统计学方法研究污染物空间分布规律,如果污染物具有较好的空间自相关性,就可以采用本研究的方法进行加密布点优化,否则,本研究的方法就不适用.加密布点是在初步调查结果的基础上,通过辨识污染物的空间分布规律,结合污染调查的要求,开展详查布点优化.因此,初步调查的可靠性会直接影响加密布点的效果.地统计学应用半方差分析研究污染物的空间自相关性.相关研究表明,样点数量和空间分布会直接影响半方差分析结果的准确性(Goovaerts,1999).从样点数量来看,由于污染物类型、研究区域条件的差异,不同研究的结论不太一致,通常认为样点数小于60时,难以获得较准确的半方差(秦耀东,1998).在具体应用时,可根据半方差函数的拟合效果,评估样点数是否足够.从样点空间分布来看,为评估污染物在不同距离和不同方向上的空间分异规律,初步调查样点应尽可能在研究区域内均匀分布,在不同距离和方向上都有足够的样点数用于分析污染物的空间分布规律,可帮助提高加密布点优化的效率.

4结论(Conclusions)

1)土壤污染调查布点方法对土壤污染物含量的估计精度较高,案例场地土壤中Cd平均值的预测误差为5.40%,变异系数的预测误差为6.71%.

化学污染的特点篇2

[关键词]突发性环境污染;应急监测;处理和建议

中图分类号:X507文献标识码:a文章编号:1009-914X(2015)21-0230-01

石化企业是以对石油天然气进行化学储藏、提炼和加工为主的工业企业,在进行工业生产时,会产生大量的易燃易爆、有毒有害的危险化学品和工业废料,在进行上述有毒有害危险化学品进行运输和排泄废物时,如果处理不当,就会产生重大的突发性污染事故。这种污染事故会对周围环境产生极大的危害,使周围的环境受到严重的污染。因此,石化企业要严谨的对待石化生产过程中的突发性环境污染事故,并对其进行应急监测,通过应急监测及时的解决环境污染事故。保证周边环境的安全和稳定。

一、应急监测在石化企业突发性环境污染中的应用价值

应急监测的重要性主要体现在石化企业突发性污染事故的严峻性中,石化企业的突发性环境污染事故主要有以下几种特性:首先,是突发性环境污染事故的突发性,石化企业的污染物排放没有固定的方式和途径,在发生事故时,突发性环境污染会在不固定的位置上大量的排放高危险性的污染物,对环境造成不可估量的伤害。其次,石化企业的突发性环境污染事故的污染物成分复杂,主要成分包含液体、气体和固体。气体中包含了大量的有害气体,包括一氧化碳、硫化氢、氯气、氨气等,一旦暴露在空气中,会造成严重的空气污染。液体中则含有大量的耗氧物质,一旦进入到周围环境中的自然水体中,就会急剧的恶化自然水体的水质,使水中动植物大量死亡,进而导致严重的环境污染。最后,石化企业的突发性环境污染的另一特性是范围广泛,污染物一旦大量进入周围环境,对周围大面积的环境都会造成影响。可见,石化企业的突发性污染事故具有非常高的严峻性。而应急监测的主要内容就是对上述环境污染进行监测,确定污染出现的地点和污染的影响程度,分析污染物的成分,从而进一步的解决污染,减少对环境的伤害。

二、石化企业突发性环境污染应急监测应对措施及处理方法

2.1确定污染因子

石化企业的污染源和危险品种非常多,具有多种形态、多种传播方式、大面积出现的特点。在突发性环境污染事故出现时迅速的对污染因子进行判断和辨别,能够有效的提升对污染物进行处理的速度。石化企业的最主要两大污染源是水污染和空气污染,主要的污染物成分为一氧化碳、硫化氢、氯气、氨气以及耗氧物质等。不同的污染物需要经过不同种类的控制措施,因此,对污染因子的判断是应对突发性环境污染的基本工作。企业的环境监测系统应该能够迅速的启动应急监测设备和工作流程,通过应急监测及时、准确的判断污染物的种类、浓度、以及可能的污染范围和发生的其他环境问题。以便通过有效的监测,从而达到控制事故情况,减少事故危害的目的。

2.2采样点位的布设

水污染和空气污染都属于是发散式的污染,污染物进入空气或水体后,会迅速的扩散到水体和空气中,并且无法明确的检测到污染物的扩散范围。因此,对环境污染的采样点的布设,就是找到污染物传播范围、确定污染物的传播速度的重要手段。环境空气应急监测点的设计应该设计在污染发生的地方,确定污染源后,在静风的情况下,将监测点放置在离污染源最近的地方,在有风的情况下,将监测点反之在上风向的位置上,并且特别是当周围出现医院、居民区、学校甚至是商业繁华区时,要将监测点设置在这些区域周围,以便确认环境污染对这些地区的影响,在气候条件对污染的监测产生影响时,要采取更加密集的检测方式,可以采取网格布点、轴线布点和扇形布点等方式进行空气采样。在发生水污染时,需要在水污染源头设置监测点,并建立事故污水收集池。并在接触到饮用水源或牲畜水源地等地区时,对上述水源地进行设点监测,成立应急监测小组,保证水源地的污染最小化。

三、企业应对突发性环境污染的合理化建议

3.1加强石化企业生产工作中的环保宣传力度

突发性环境污染事故发生的主要原因,往往是企业对生产安全重视程度高,但对环境污染问题的重视程度不够,以至于在生产中产生突发性的环境污染事故。在进行生产时,企业应重视环境污染事故的预防和对环保的宣传。在出现突发性污染事故时及时的通知相关的环保部门对环境污染源进行解决和处理,并对已经受到污染的环境进行改善,一旦错过了敏感点的监测时机,对环境污染的监测和处理都会产生极大的影响。

3.2加强石化企业应急监测的配套装备

应急监测时,需要多部门的人员对污染源进行布点、采样、追踪和监测,因此,需要大量的交通工具、检测设备以及联络设备。以便随时的报告情况、改变方式,调整位置等工作。在事故现场污染物浓度高的情况下,需要对检测人员进行防护设备的配备。这些都需要企业对配套设备进行充分的准备。

3.3石化企业监测技术人员的水平提升

石化企业的突发性污染事故出现的时间不固定,呈现突发性的特点,如果监测技术人员的技术水平不到位,应变能力不强,就会影响到突发性污染事故的监测工作的结果,进而影响到整个污染事故的处理。因此,要对石化企业应急监测技术人员进行系统的培训和大量的实战演习,以得到良好的技术熟练度,充分的提升石化企业突发性污染事故的处理水平。

参考文献

[1]曾建.浅谈化工企业突发性环境污染事故应急监测[J].能源与环境,2014,06:68+70.

[2]郭艳.化工企业突发性环境污染事故的应急监测[J].北方环境,2013,06:138-140.

[3]何兆华.石化企业突发性环境污染事故种类及应急监测对策[J].安徽化工,2014,01:56-57+62.

[4]钟贵江.探讨环境监测如何有效处理突发环境污染事故[J].中国新技术新产品,2012,01:196.

化学污染的特点篇3

1农业面源污染的成因和特点 

1.1成因 

农业生产的压力是农业面源污染的最根本原因。由于受粮食生产的压力,农民在农业生产中广泛使用农药和化肥,这导致了农药和化肥渗入地表,并慢慢污染到周围的水资源。我国的农用耕地占世界耕地面积的1/10,但是氮肥使用量却是世界氮肥总量的1/4还多。大量没有利用和吸收的肥料营养元素会随着雨水或农田退水等间接渗入地表。另外,我国农业生产中农药使用量大,方法也不尽合理,导致农药利用率低,大部分农药会慢慢渗入土壤、空气、产品和水体中,对生态环境和人类的健康造成严重伤害。近些年来,我国集约式养殖迅速发展,一些区域的养殖量已经超过警戒值,养殖禽类和畜牧类的粪便处理效果不佳,也是水污染的主要原因。 

1.2特点 

与点源污染相比,面源污染比较隐蔽、分散性强,难监测。农业面源污染的扩散主要是通过农田排水和雨水径流,而雨水径流的随机性比较大,产生的面源污染也比较随机。再加上区域内的地理状况、水文情况不同,所以面源污染也不均匀。农业面源污染源比较广,包括农业用肥、农药、农户的生活污水排放、农村生活垃圾、养殖污染等。 

2农业面源污染的研究进展 

农业面源污染最开始的研究是20世纪60年代的欧美发达国家,70年代后在世界其他国家逐渐展开。随着面源污染的加重及环保意识的深入,人们提出了各种控制措施。我国对农业面源污染的研究起步较晚,从20世纪80年代之后逐渐深入,主要是通过分析土地利用方式与面源污染的关系入手,在水库水质探测基础上建立污染物测算模型,这只是针对农业面源污染的特点进行的最初步研究。到20世纪90年代后,我国开始从农药、化肥等污染源对面源污染进行深入探讨。近年来,随着国外一些面源污染模型的引入,面源污染研究者開始在全国不同地区内开展应用研究。 

3农业面源污染的防治措施 

我国虽然对农业面源污染的研究起步晚,但是在综合和引进国外先进措施和模型基础上有很大成效。主要防治措施有人工湿地技术、缓冲带技术、水陆交错技术和水土保持技术等。人工湿地技术主要是通过土壤对在河流内生长的水生植物组成独特和生态吸附系统,通过吸附系统达到降解和吸收,以减少氮磷钾等进入水中的总量。但是湿地技术会产生二次污染,所以规模化应用和推广比较难。缓冲带技术和水陆交错技术是通过对植物生长带的设计和种植,让植物对农田的剩余营养物质进行吸收,以净化水质。虽然缓冲带的效果比较好,但是随着时间推移,缓冲带也会被污染,如果得不到有效管理,缓冲带可能会变成污染源。水土保持技术主要是通过工程和农业技术、生物措施结合,来促进植物的吸收和降解,同时控制水土流失。在农业面源污染的防治过程中,农田的养分平衡是需要解决的首要问题,化肥的过量施用是问题的重中之重。因此严格对农田进行养分管理,推广合理施肥是农业面源污染的重要治理方式。 

4对农业面源污染的未来展望 

农业面源污染研究和治理涉及物理、化学和生物等多方面理论,是一个综合性的系统工程。在目前研究进展现状的基础上,对未来的展望如下: 

一是要应用同位素技术来跟踪农业面源污染研究,以提供精确的科学数据。同位素技术主要是以流域为单位,把大气—植被—土壤—地表水—地下水作为一个系统来进行跟踪,以辨识农业污染的来源,并对来源进行定量,以估算出农业面源污染物的输出和迁移等;二是通过一定模型来确定面源污染与水体之间的缓冲过度区。沟渠可以通过植物和底泥吸附来进行自然降解,以降低污染物进入水体的数量;三是农业面源污染主要是对河流、水库等地下水的污染,研究农业面源污染在地下水中的输出和影响规律,也是未来的研究重点和热点;四是构建河流总体容量控制模型,以形成对河流的环境治理和管理机制。主要是将河流分为一级、二级和小支流,按照治理目标依次进行治理,通过方案解决小流域污染的基础问题。通过健全农业面源污染的监测和预警体系,发挥出治理方案的宏观性和时效性。 

参考文献 

[1]余进祥,刘娅菲.农业面源污染理论研究及展望[J].江西农业学报,2009,21(01):137-142. 

化学污染的特点篇4

关键词:化学实验室;环境污染;防治措施

中图分类号:X506文献标识码:a文章编号:1671-7597(2013)052-155-02

1化学实验室对环境的污染

1.1按污染性质分

1.1.1化学成分污染

有机物污染和无机物污染是化学污染的两种主要污染形式。有机样品污染和有机试剂污染是有机物污染的主要来源。不直接参与反应的只起到溶剂作用的有机试剂一般都会排放到附近的环境中,但是排放的量也和试剂的消耗量差不多。常年累计下,排放量就会越积越多。有机样品污染中有很多是有毒的有机样品,如农药、亚硝胺、黄曲霉毒素等。无机物污染有重金属污染、强酸强碱污染等。其中还有一些污染不仅毒性强而且在人体中积蓄性也很强,比如汞、砷、铅、镉、铬等重金属。

1.1.2生物性的污染

生物废弃物污染和生物细菌霉素的污染是生物性污染的两种主要污染形式。检验实验室的标本和检验用品都是生物的废物,比如血、粪便、痰、尿等这些就属于检验实验室的标本,而那些细菌培养基和实验器材等就属于检验用品。很多高浓度的微生物培养基和培养液等有毒的物质都是从生物实验室中产生的。

假如这些有害物质没有经过灭菌处理直接外排,其后果可想而知。这种生物废弃物对环境的污染也是非常严重的,因为很多的生物废弃物是无法分解的。如果是实验室的相关措施没有做好的话,不仅会对环境产生很大的污染,对于实验室中的工作人员的健康也是有很大的危害和隐患的。

1.1.3放射性的污染

放射性标记物和放射性标准溶液等都属于放射性物质废弃物。

1.2按污染物形态分

1.2.1废水

剩余的样品,剩余的样品分析液体,过了保质期的洗液和储藏液等都是实验室产出的废水。一般情况下,这些实验室的废水几乎每个实验室都会经常产出。废水之所以污染严重,主要是因其含有重金属、很多有害的物质以及难以溶解的物质等。

1.2.2废气

做实验的时候会有很多气体从试剂和样品中产出,这就是实验室的废气。通常情况下,做实验的时候,如果产出的气体是有毒的,那么为了保护分析人员的健康都会在封闭的橱窗内进行。但是这样做的话,对环境的影响就非常大了。实验室产出的废气有甲醛、笨以及有机的溶剂等。

1.2.3固体废物

剩余的样品、分析后的产物等都是实验室产出的固体废物。还有残留或者失效的化学试剂等。这些固体废物的成分非常复杂,生物污染物、化学污染物、特别是有些失效的化学试剂,一旦处理不妥当的话,对环境的污染是非常严重的。

2防治措施

2.1强化化学实验室对环境污染的防治意识

化学实验室环境污染的相关部门,一定要相互协调和配合,全面加强对实验室环境污染的重要性,不管遇到任何困难和问题都不要回避,要想尽一切办法去解决化学实验室对环境污染的问题。这就需要充分了解化学实验室的特点和难点,从而因地制宜,对症下药,并且发动一切可以发动的力量,认真分析化学实验室的特点和难点,提出可行性办法和规范,并且做出相应的考核标准,让有关部分充分的认识到化学实验室最环境污染的严重问题并强化实验室对环境污染的防范意识,从而更好的解决化学实验室对环境污染的问题。

2.2建立化学实验室管理制度

对于实验室而言,要有合理规范的管理制度,并严格要求每一个分析人员,这样才能确保实验室产生出来的废水、废气、固体废物不会直接流向周边环境。建立起严格的规章制度会对每一个分析人员和工作人员起到制约的作用。为了更好的执行下去,可以把制度挂在墙上,让工作人员和分析人员牢记在心里。这样长期下去,会让工作人员和分析人员养成一个特别好的习惯,就会尽量减少实验室对环境的污染。

2.3全面做好化学实验室的清洁工作

全面做好化学实验室的清洁工作,就需要全面做好清洁分析和清洁的操作,要时刻保持实验室的卫生,并且要求在规定的时间里做好清洁的打扫,并且要做好实验室废水、废气、固体废物的分类放置和处理。

2.4减少化学实验室对环境的排放量的方法

对化学实验室的排放量做出重要的分析,以便减少化学实验室对环境的污染量。比如:CoD分析如果采用快速烘箱法,污染要少得多,效率却没有降低。一般来说,采用传感器、色谱仪等现代仪器分析要比化学法污染更少。对新仪器要充分熟悉其性能和使用方法,按规定要求进行操作。在做未知物料或性能不明的试验时,应从最小量开始,并采取一定的法治措施。

对化学实验室尽可能的缩小规模,从而减少对环境的污染问题,如果能想办法在网上进行虚拟的实验那就再好不过了。

尽可能的废物再利用,如果能用淘汰的机器或者剩余的样品收集起来,为其他的实验做基础,那就会减少实验室对环境的污染问题。

尽可能的避免购买用不到的产品试剂,这样就从根本上杜绝了样品和试剂的失效性,并且减少分析科研人员对试剂和样品的用量。从而更好的减少实验室对环境污染问题。

化学污染的特点篇5

关键词:水污染空气污染法律责任司法实践

一、水资源的跨国污染

(一)水污染的机理

据世界卫生组织调查,人类疾病80%与水污染有关。每年世界上有2500万名以上的儿童因饮用被污染的水而死亡。水是重要环境因素之一,也是人体的重要组成成分。成年人体内含水量约占体重的65%,每人每日生理需水量约2—3升。人体的一切生理活动,如体温调节、营养输送、废物排泄等都需要水来完成。《中华人民共和国水污染防治法》为“水污染”下了明确的定义,即水体因某种物质的介入,而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变,从而影响水的有效利用,危害人体健康或者破坏生态环境,造成水质恶化的现象称为水污染。据全国人大常委会的一项报告指出,我国的水污染事故频繁发生,经济损失较大。从2001年到2004年,全国共发生水污染事故3988起,平均每年近1000起。

(二)水污染的表现形式

酸雨是水污染的一种重要的表现形式。由于人类大量使用煤、石油等化石燃料,燃烧后产生的硫氧化物或氮氧化物,在大气中经过复杂的化学反应,形成硫酸或硝酸气悬胶,或为云、雨雪、雾捕捉吸收,降到地面成为酸雨。一般未被污染的雨水,pH值呈弱酸性,低于5.6便为酸雨(pH值愈小,酸度愈高);如今却频频出现pH值小于3的强酸雨,几乎与醋酸相当。

海洋污染是水污染的又种形式。海洋面积约占地球表面积的四分之三,由于人类毫无节制的开发,所制造出来的污染问题,不仅危及人类在陆地上的生存,也使浩瀚的海洋变成一个超大型垃圾场。海洋遭受污染物侵害主要来自于两方面:来自陆上的污染——人类生活的废弃物。农业、工业生产过程中所排放的废料,经由沟渠、河川注入海洋。来自船舶的污染——海上运输工具。船舶所载运的油料泄漏,或污水倾倒注入海洋;核能动力船舶或者载运核能废料的船舶发生事故,辐射物质外泄进入海洋。此外还有来自倾倒废弃物、大气、海床勘探与开采等方面的污染。

(三)跨国水污染的特点

1、上游有毒化学物质污染下游。1986年11月1日瑞士第二大化学公司桑多兹化学公司一座大型仓库发生爆炸,造成大量有毒化学物质外泄。有10吨杀虫剂和含有多种有毒化学物质的污水流入莱茵河,其影响达500多公里。莱茵河受到严重污染,使50万尾河鱼、数以千计只水鸟死亡。2000年1月30日,罗马尼亚边境城镇奥拉迪亚一座金矿泄漏出氰化物废水,流到了南联盟境内。毒水流经之处,所有生物全都在极短时间内暴死。流经罗马尼亚、匈牙利和南联盟的欧洲大河之——蒂萨河及其支流内80%的鱼类完全灭绝,沿河地区进入紧急状态。这是自前苏联切尔诺贝利核电站事故以来欧洲最大环境灾难。广西境内左江支流水口河,是我国跨国界河流,发源于越南。2004年1月18日发生水污染事件,从越南入境至水口电站约4km长河段水体浑浊,呈淡黑色状,并造成我国境内沿河大量死鱼现象,导致沿河8万多人口饮用水被迫停止供应两天。近几年来,水口河每年的枯水期12月至次年的1月期间都发生水污染事件,但2004年的水污染较往年严重。2005年11月,中国松花江上游一家化工企业发生爆炸,大量苯污染物流入松花江,造成严重污染。

哈尔滨市停止供应自来水,全市400万居民断水4天,直接和间接经济损失不可估量。松花江汇入中俄界河黑龙江,对俄罗斯造成污染。中方就该事故给俄方造成的影响表示了歉意,并向俄方提供了水质监测仪器和活性炭等援助物资,同时派出专家组指导排险。

2、战争中倾倒石油污染海洋。1990年8月,在海湾战争中,伊拉克军队向海洋倾倒大量原油和在科威特油井纵火,造成海洋和大气严重污染等。1991年11月6日,科威特最后一口油井大火被扑灭。至此,海湾战争造成的727口油井大火被全部扑灭。但海湾战争所造成的环境破坏却难以恢复

3、油轮发生重大泄漏事故污染海洋。1978年3月16日利比亚油轮“卡迪兹”号在英国沿海搁浅,致使23万吨石油溢入大海并扩散到法国沿岸。1986年1月24日希腊一艘满载5×105t原油的超级油船在北海与一艘荷兰拖网渔船相撞,造成漏油事故,英国东海96km的海面被污染。1992年12月3日,装载7.9万吨原油的希腊“爱琴海”号油轮在西班牙北部拉科鲁尼亚海域断裂爆炸,泄漏的原油污染了当地约100公里的海岸。1993年1月5日,一艘在利比里亚注册的“布雷尔”号油轮在苏格兰设得兰群岛南端白加斯韦克湾触礁,大量原油外漏。2月4日,英国政府宣布禁止大型油轮通过英国沿岸海域。1994年3月,一艘挂着塞浦路斯国旗的油轮与一艘塞浦路斯货船在博斯普鲁斯海峡相撞,也有大量原油泄漏并引起大火。1994年10月,俄罗斯的科来共和国发生一起历史上最严重的石油泄漏事件,流失石油覆盖面积达68平方公里。

二、空气的跨国污染

(一)空气污染的机理

所谓空气污染,即指空气中含有一种或多种污染物,其存在的量、性质及时间会伤害到人类、植物及动物的生命,损害财物,或干扰舒适的生活环境,如臭味的存在。换言之,只要是某一种物质其存在的量、性质及时间足够对人类或其它生物、财物产生影响者,就称其为空气污染物。如二氧化硫、一氧化碳等物质,在干净空气中之含量均极微少;但在受到污染的情形下,这些特定物质中的某些种类会大量增加。换言之,某些物质在空气中不正常的增量就产生空气污染的情形。空气污染物的种类包含很多,它们的型态可能是固体状的粒子,也可能是被滴或是气体,或是这些型态的混合存在。依据空气污染防制法及相关规定所定义,空气污染物可分为四大项目,分别为气状污染物(包括硫氧化物勺一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、氯气、气化氢、氟化物、氯化烃等)、粒状污染物(包括悬浮微粒、金局煤烟、黑烟、酸雾、落尘等)、二次污染物(指污染物在空气中再经光化学反应而产生之污染,包括光化学雾、光化学性高氧化物等)及恶臭物质(包括氯气、硫化氢、硫化甲基、硫醇类、甲基胺类)等。比较常见的空气污染物包括悬浮微粒、一氧化碳、硫氧化物、氮氧化物和碳氢化合物等,大多是由人为因素而产生。在我国法令中对于人为因素(如烟囱排放、交通工具排放等)而产生之空气污染物,大多订有“排放标准”来规范它们的排放。

化学污染的特点篇6

[关键词]土壤修复重金属污染生态效应

中图分类号:R124文献标识码:a文章编号:1009-914X(2014)44-0103-02

前言

土壤环境中的重金属主要来源于矿业活动的排放,其他来源还包括污灌和污泥滥用、农药和化肥的不合理施用、农用薄膜和化石类燃料的不完全燃烧等。国务院于2011年2月18日正式批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》因此,重金属污染土壤的修复技术研究是当前环境保护的重要课题之一。本文重点介绍国内外有关重金属污染土壤的修复技木研究进展。

1.重金属污染土壤的特点

1.1具有隐蔽性和滞后性。土壤重金属污染不像大气污染、水污染及废弃物污染那样直观。

1.2具有累积性。重金属污染物质在土壤中不易迁移,容易在土壤中不断积累而超标。

1.3具有不可逆转性。在土壤中,许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解,某些重金属污染的土壤可能要100―200年时间才能够恢复。由于土壤地球物理化学的自然形成过程极其缓慢,一般每百年以0.5-2.0cm厚度的速率进行,这就意味着土壤资源一旦遭到污染或人为干扰后将很难在短时期内得以恢复。

1.4具有难治理性。土壤重金属污染一旦发生,仅仅依靠切断污染源的方法往往很难恢复,有时要靠换土、淋洗土壤等方法才能解决问题,通常成本较高,治理周期较长。

2.重金属污染土壤的修复技术

2.1生物修复

生物修复是指利用特定的生物吸收、转化、清除或降解环境污染物,实现环境净化、生态效应恢复的生物措施。生物修复包括植物修复、微生物修复、动物修复等。

(1)植物修复

植物萃取技术是目前研究及应用最多的植物修复技术。近年来,陈同斌等通过田间试验发现蜈蚣草具有富集as、pb的能力。同时还具有较强的耐as,pb,Zn,Cu毒性能力,是一种修复多种重金属污染土壤(as,pb污染为主)的优良品种。扶杂草植物中筛选出3种Cd超富集植物:龙葵、球果薄菜、三叶鬼针草。3种植物在土壤中Cd质量分数为25―50mg/kg时。地上部中Cd质量分数均能达到l00mg/kg,并且在污染区试验中也取得了较好效果。

(2)微生物修复

微生物对重金属的生物吸附与富集作用是指土壤微生物可通过带电荷的细胞表面吸附重金属离子。2007年,王瑞兴等选取到一种土壤菌,利用其在底物诱导下产生的酶化作用,分解产生Co32-矿化固结土壤中的有效态重金属(以Cd2+的处理为代表),使其沉积为稳定态的碳酸盐;对被复合重金属(Cd,Cu,pb,Zn等)污染的土壤样进行微生物修复的实验中,有效态重金属去除率达50%~70%。杜立栋等从pb矿区土壤中分离筛选出一株青霉菌,对人工培养基中有效pb的最大去除率达96.54%。而且富集效果比较稳定,可应用于pb矿区土壤生物修复。

(3)动物修复技术

动物修复在国外有较长的研究史,国内研究则处于摸索阶段。它包括将生长在污染土壤上的植物体、果实等饲喂动物,通过研究动物的生化变异来研究土壤污染状况,或者直接将土壤动物,如虹蝴、线虫饲养在污染土壤中进行有关研究。同时,在重金属污染的土壤中放养蚯蚓,待其富集重金属后,采用电激、清水等方法驱出蚯蚓,集中处理,对重金属污染土壤也是一种经济有效的土壤生态恢复措施。

2.2物理修复

(1)置换法

置换法主要分为客土法、换土法,可以降低土壤中重金属的含量,减少重金属对土壤一植物系统产生的毒害,从而使农产品达到食品卫生标准。客土法和换土法则是用于重污染区的常见方法,在这方面日本取得了成功的经验。

(2)玻璃化技术

玻璃化技术是指把重金属污染区土壤置于高温高压下,使之形成玻璃态物质,将重金属固定其中,从而达到从根本上消除土壤重金属污染的目的。该技术方法工程量大,费用偏高,其最大的特点是见效快,适用于对受到重金属污染严重的土壤进行抢救性修复工作。

2.3化学修复

化学钝化多用于原位土壤修复,是修复重金属污染土壤的重要途径之一,通过施人一些钝化剂以降低土壤中重金属有效态含量,从而减少迁移及对农作物的毒害。

(1)化学钝化技术

a.无机改良剂的应用

近年来,石灰石、天然沸石、赤泥、骨粉、钙镁磷肥等作为改电剂修复重金属污染土壤的研究逐步成熟。其中石灰作为重金属污染土壤化学固定的常用物质,其对重金属的固定主要通过提高土壤pH值,使重金属生成氧化物或以碳酸盐的形态沉淀起作用,明显降低土壤重金属的有效态含量;天然沸石作为一种优良的铅污染土壤修复材料,通过调节土壤pH值和阳离子交换量抑制重金属铅的生物活性;赤泥可通过提高土壤pH影响重金属的赋存形态,降低重金属的有效性;骨粉可有效降低酸性重金属污染土壤的酸度,提高pH,增强土壤的吸刚性能,促使+壤重金属有效态含量和生物可给性降低;钙镁磷肥是酸性土壤中常用的修复材料,可降低土壤交换态镉含量,使其向缓效态转化。

B.有机改良剂的应用

对于矿区酸性重金属污染土壤具有养分流失严重和有机质缺失的特点,合理施用有机肥可提高土壤养分,增加土壤团粒结构,改善土壤理化性质。有机物料有助予恢复土壤微生态环堍系统,降低土壤中有毒重金属的生物可给性,从而减少对作物的毒害。常见的有机固化物包括禽畜粪便、无害化后的作物秸秆、豆科绿肥和污泥等。

C.螯合技术

螯合剂对土壤中重金属的活化作用主要是通过螯合剂与土壤溶液中的重金属离子结合,降低土壤液相中的金属离子浓度,促进重金属在植物地上部的积累:并且对重金属pb、cu、zn、cd、ni等有很强的活化能力。

3.技术路线概述

3.1土壤污染特征调查

通过开展土壤重金属污染调查与评价,掌握修复区详细的污染状况,为下阶段土壤修复提供依据,土壤特征调查可分现有资料收集和修复区污染状况前期调查两个步骤进行。

3.2修复区污染状况调查主要内容

(1)样点布设。根据前期收集的资料,由于前期采样调查取样点较少,针对这种状况,根据综合污染型土壤监测单元布点要求,采取网格布点的方法,对土壤污染进行全面的评价。

(2)现场勘查校正。通过现有资料确定的调查区域内理论监测点位,还要通过必要的现场勘查,最终对理论布点数目和位置进行检验和优化。现场环境条件不具备采样条件需要调整点位的,现场点位调整后要对地图网格所布点进行调整,最终形成调查区域内实际需要实施监测的点位集。

(3)采样检测。采样采表层样及深层样,网格布点样品采样深度为20cm,深层取样分五层取样:0~20cm;20~40cm;40~60cm,土壤样品采集1kg左右,装入样品袋,如潮湿样品可内衬塑料袋(供无机化合物测定)。采样的同时,由专人填写样品标签、采样记录;标签一式两份,一份放入袋中,一份系在袋口,标签上标注采样时间、地点、样品编号、监测项目、采样深度和经纬度。采样结束,需将底土和表土按原层回填到采样坑中,方可离开现场,并在采样示意图上标出采样地点,避免下次在相同处采集剖面样。

(4)污染评价。土壤重金属评价采用内梅罗指数法。根据国家环保总局颁布的《土壤环境监测技术规范》(HJ/t166-2004)规定,土壤环境质量评价标准常采用国家土壤环境质量标准、区域土壤背景值或部门(专业)土壤质量标准。

(5)绘制修复场地污染物分布图。根据样品测试结果,结合我国的《土壤环境质量标准(GB15618-1995)》和《危险废物鉴别标准―毒性物质含量鉴别(GB5085.6-2007)》,对典型污染场地的污染现状、污染程度及范围以及污染迁移转化的趋势及规律等进行剖析,根据潜在重点污染区域的检测结果,得到重金属浓度在不同位置变异,进一步确定修复区污染特征,明确污染浓度及范围。

(6)修复方案设计。根据修复区修复的土地利用功能,确定了药剂比例及土壤调理剂的配比及过程的控制条件。得到后期大规模修复所需要的运行参数,进而做出具体的详细的修复方案。具体修复方案如下:

a、修复区不同污染程度划分方案:确定修复区域位置,可根据污染情况将修复区根据污染程度,划定高、中、低浓度区,根据污染程度的不同,做不同的设计。

B、土壤污染治理实施方案:确定药剂配方、加药比、选择最合适的原位稳定剂施加方式和控制条件。

C、修复后农作物恢复种植方案:为了探究稳定化修复对农产品安全的保护情况,预计选择2种当地常见作物在修复区种植。

D、修复验收方案:目前稳定化修复还没有成熟的验收体系,本项目选用土壤浸出为验收方法,但最终标准需根据场地调查情况及小试情况做调整。

4.结论

通过对国内外重金属污染土壤的修复技术研究的综述,可以看出重金属污染土壤的修复技术将越来越受到人们的关注,进一步探索和研究其在重金属去除方面的应用,具有十分重要的意义。结合当前的研究发现重金属污染土壤的修复还可以从以下几个方面努力:

4.1做好修复试点,逐步解决土壤重金属污染问题。开展重金属污染土壤修复技术示范,在重金属污染防治的重点区域进行污染评估,因地制宣地采用生物、物理、化学等措施开展重金属污染土壤治理。

4.2以生态文明为指导,探求实现重金属污染土壤修复治理与景观美化、生态建设与经济效益有机结合的治理模式。

4.3注重重金属污染防治管理、制度、措施及方法创新,逐步建立企业环境信息披露制度和重金属污染物产生、排放详细档案。

参考文献

[1]梁彦秋,潘伟,刘婷婷,邢志强,臧树良,沈阳污灌区土壤重金属元素形态分析[J].环境科学与管理;2006年02期.

[2]王瑞兴,钱春香,吴淼,成亮.微生物矿化固结土壤中重金属研究[J];功能材料;2007年09期.

[3]郝晓伟,黄益宗,崔岩山,胡莹,刘云霞.赤泥和骨炭对污染土壤as化学形态及其生物可给性的影响[J].环境化学;2010年03期.

化学污染的特点篇7

1、一次污染物与二次污染物一次污染物是从污染源直接排出的大气污染物,如颗粒物、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等;二次污染物则是由污染源排出的一次污染物与大气正常组分,或几种一次污染物之间,发生了一系列的化学或光化学反应而形成了与原污染物性质不同的新污染物。其毒性一般较一次污染物强。二、常见主要大气污染物简介

据不完全统计,目前被人们注意到或已经对环境和人类产生危害的大气污染物大约有100种左右。其中影响范围广、对人类环境威胁较大、具有普遍性的污染物有颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化含物及光化学氧化剂等。三、大气污染的类型

大气污染通常是指由于人类活动或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,危害了人体的舒适、键康和福利或危害了环境的现象。

(1)根据污染物的化学性质及其存在的大气状况,可将大气污染分为还原型大气污染和氧化型大气污染。

(2)根据燃料性质和污染物的组成,可将大气污染分为煤炭型、石油型、混合型和特殊型四类。四、中国大气污染的特征

中国是世界上大气污染最严重的国家之一,大气污染是我国环境问题中的一个主要问题。我国的经济发展、能源结构、地形及气候条件决定了我国大气污染具有以下特征:

①煤烟型污染是污染的普遍问题,主要污染物是烟尘和二氧化硫;

②汽车尾气污染明显增加,并逐渐上升为城市大气主要污染源,总悬浮颗粒物或可吸入颗粒是影响城市空气质量的主要污染物;

③酸雨分布区域性、季节性明显,污染物成分特点突出,多以硫酸酸雨为主;

④工业“三废”任意排放是目前大气污染的罪魁祸首,但农业引发的大气污染仍不容忽视。

化学污染的特点篇8

论文摘要:在阐述非点源污染的概念、特点、成因的基础上,从非点源污染模型、土地利用方式对非点源污染的影响、新技术应用三个方面对国内外非点源污染的研究进展和存在的问题做了分析,并对非点源研究的发展趋势进行了展望。论文关键词:非点源新技术研究进展水资源危机目前已成为世界上一个十分尖锐的社会问题,水资源危机不仅表现在水量的不足,更反应在水质的恶化。随着工业污染源的有效控制,非点源污染已经成为我国重要污染类型之一,如何科学地认识并有效控制非点源污染因而成为一个紧迫的研究课题。从世界范围来看,非点源已成为水环境的一大污染源或首要污染源。在美国,60%的水环境污染起源于非点源。在奥地利北部地区,据计算进入水环境的非点源氮量远比点源大。丹麦270条河流94%的氮负荷、52%的磷负荷是由非点源污染引起的。荷兰农业非点源提供的总氮、总磷分别占水环境污染总量的60%和40%~50%。在我国,非点源污染问题也日益严重,在太湖和滇池等重要湖泊,非点源污染已经成为水质恶化的主要原因之一。1.非点源污染非点源是指时空上无法定点监测的、与大气、水文、土壤、植被、地质、地貌、地形等环境条件和人类活动密切相关的,可随时随地发生的,直接对大气、土壤、水构成污染的污染物来源。非点源污染(nonpointpollution),或称面源污染(Diffusedpollution),是指溶解性或固体污染物在大面积降水和径流冲刷作用下汇入受纳水体而引起的水体污染。与点源污染相比,非点源污染的时空范围更广,不确定性更大,成分、过程更复杂,因而加深相应的研究、治理和管理政策制定的难度。非点源污染包括大气环境的非点源、土壤环境的非点源和水环境的非点源三类。水环境的非点源包括大气干湿沉降、暴雨径流、底泥二次污染和生物污染等诸多方面。降雨径流污染,即通常意义(狭义)的非点源污染,是与降水过程伴随进行的地表径流污染。土壤侵蚀介于大气干湿沉降、降雨径流之间,既包括风蚀,又包括水蚀,是二者的有机结合。一般将非点源污染分为城市和农村非点源污染两大类。非点源污染物发生后随地表和地下径流进行复杂的迁移和转化过程(沉降物还有经大气迁移的过程)。迁移方式因污染物类型而有所不同,如湿地的非点源污染研究中发现,固体颗粒、磷和农药主要经地表径流进入湿地,而氮主要经地下径流进入湿地。与污染物迁移过程相伴的是一系列的物理、化学和生物的转化过程,这些过程均因污染物、自然环境和历时的差异而发生变化。非点源污染的成因有水土流失、城市膨胀、农药化肥过量使用、废弃物堆放等,土地利用方式不合理是关键。非点源来源面广,它夹带着大量的泥沙、营养物、有毒有害物质进入江河、湖库,引起水体悬浮物浓度升高、有毒有害物质含量增加,溶解氧减少,水体富营养化和酸化。在发达国家,随着工业和生活污染源等点污染源的有效控制,非点源污染已成为水体污染的主要因素,20世纪60年达国家开始关注非点源污染,20世纪70年代起进行系统研究,并付诸管理实践。在发展中国家,相对于点源污染而言,非点源污染仍未引起应有的重视。2.非点源污染模型非点源污染模型通过对整个流域系统及其内部发生的复杂污染过程进行定量描述,可以帮助我们分析非点源污染产生的时间和空间特征,识别其主要来源和迁移路径,预报污染的产生负荷及其对水体的影响,并评估土地利用的变化以及不同的管理与技术措施对非点源污染负荷和水质的影响,为流域规划和管理提供决策依据。2.1模型的发展人类开始全面认识和研究非点源污染的历史并不长,70年代以前,人们对非点源污染已逐渐有所认识并开始研究,但这个时期的研究多限于现象的因果分析,定量化的研究则寥寥无几。自70年代中后期以来,随着对非点源污染物理化学过程研究的深入和对非点源过程的广泛监测,机理模型逐渐成为非点源模型开发的主要方向,其中著名的有模拟城市暴雨径流污染的Swmm、StoRm,模拟农业污染的aRm,流域模型anSweRS、CReamS和aGnpS,以及单位线类模型。90年代后期,随着计算机技术的飞速发展和3S技术在流域研究中的广泛应用,一些功能强大的超大型流域模型被开发出来。这些模型已经不再是单纯的数学运算程序,而是集空间信息处理、数据库技术、数学

化学污染的特点篇9

关键词:二氧化硫;氮氧化物;总悬浮颗粒物;空气污染指数;空气质量指数

1引言

随着人们环保意识的加强,已逐步意识到环境空气对人体健康的影响。空气中含有的污染物质危害很大,二氧化硫形成工业烟雾,高浓度时使人呼吸困难,是著名的伦敦烟雾事件的元凶;进入大气层后,在云中形成酸雨,对建筑、森林、湖泊、土壤危害大;易形成悬浮颗粒物,又称气溶胶,随着人的呼吸进入肺部,对肺有直接的损伤作用。氮氧化物刺激人的眼、鼻、喉和肺,增加病毒感染的发病率,例如引起导致支气管炎和肺炎的流行性感冒,诱发肺细胞癌变;形成城市的烟雾,影响能见度;破坏树叶的组织,抑制植物生长;在空中形成硝酸小滴,产生酸雨。城市大气颗粒物含有各种有机污染物,与呼吸器官疾病发病率甚至死亡率等诸多不利健康效应之间关系密切。总悬浮颗粒物(tSp)沉积在绿色植物叶面,干扰植物吸收阳光、Co2,放出o2和水分的过程,从而影响植物的健康和生长。杀伤微生物,引起食物链的改变,进而影响整个生态系统;遮挡阳光而可能改变气候,这也会影响生态系统。

通过室内空气质量评价可掌握室内空气质量状况及变化趋势,展开室内污染的预测工作,评价室内空气污染对健康的影响,弄清污染源(如各种装修材料、建筑涂料等)与室内空气质量的关系,为建筑设计、卫生防疫、控制污染提供依据。江苏城市职业学院有3个校区,分别是定淮门校区,定淮门东校区,应天校区。本文正是基于校园空气质量的重要性,在3个校区都现场采集空气样后带回实验室进行化学分析,对二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物这3项污染物进行了大量监测采样及分析在取得监测样本数据后,选择相关评价方法对所调查的空气环境质量做出分析评价。

2采样及分析方法

2.1采样方案

采样时间为2010年4月,监测点主要分布在江苏城市职业学院3个校区校园中,具有一定代表性,能够反映监测范围内空气质量特征的地点,包括门卫、学生宿舍、食堂、教学楼、实验中心等5个点,采样主要用空气采样器(流量为0~1L/min)、tSp采样器进行现场监测采样,合理保存样品后送往实验室进行分析,并取得最后监测数据。每个监测点按空间大小不同设2~4个采样点,均按小时平均浓度监测,最终数据取其各采样点数据的平均值。上午7点到晚上8点的数据代表白天测量值,其余数据代表夜晚测量值。

2.2分析方法

根据校园环境的特点、实验的可行性和代表性,本文主要对各监测点二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物污染物进行了监测分析,所用监测分析方法见表1。

表1室内主要污染物监测方法

污染物监测方法依据

二氧化硫四氯化钾吸收――盐酸副玫瑰苯胺分光光度法GB/t16128-1995

氮氧化物改进的Saltzman法GB12373-90,GB15435

总悬浮颗粒物重量法

3评价方法及指标

3.1评价方法

为了全面、综合地评价校园室内空气的质量状况,本文主要采用空气污染指数法和空气质量指数法对校园空气质量进行综合评价。我国目前采用的空气污染指数(api)分为5个等级,api值小于等于50,说明空气质量为优,相当于国家空气质量一级标准,符合自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护地区的空气质量要求;api值大于50且小于等于100,表明空气质量良好,相当于达到国家质量二级标准;api值大于100且小于等于200,表明空气质量为轻度污染,相当于国家空气质量三级标准;api值大于200表明空气质量差,称之为中度污染,为国家空气质量四级标准;api大于300表明空气质量极差,已严重污染。

根据我国空气污染特点和污染防治重点,目前计入空气污染指数的项目暂定为:二氧化硫、氮氧化物和总悬浮颗粒物。随着环境保护工作的深入和监测技术水平的提高,将调整增加其他污染项目,以便更为客观地反映污染状况。

某种污染物的污染分指数(ii)按下式计算:

ii=(ci-ci,j)(ci,j+1-ci,j)(ii,j+1-ii,j)+ii,j.

式中:ci,ii分别为第i种污染物的浓度值和污染分指数值;

ci,ii,j分别为第i种污染物在j转折点的极限浓度值和污染分指数值(查表);

ci,j+1,ii,j+1分别为第i种污染物在j+1转折点的浓度极限值和污染分指数值,

api=max(i1,i2…ii,…in)

空气质量指数aQi是一种反映和评价空气质量的方法,就是将常规监测的几种空气污染物的浓度简化成为单一的概念性数值形式、并分级表征空气质量状况与空气污染的程度,其结果简明直观、使用方便,适用于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势。

api=imaxiav.

imax为质量分指数的最大值;

iav为质量分指数的平均值。

3.2评价指标

国家通过大量的现场调研,确定室内污染物的种类、发生率及平均的污染水平,了解暴露――效应关系,确定可接受的效应水平,最终确定了适合我国国情的室内空气质量标准(GB/t18883-2002),因此室内污染物的评价都以此标准为评价指标,但因该标准中未规定tSp的标准值,而校园又属于文教区,即环境空气质量功能区中的二类功能区,所以对于污染物tSp的质量标准应执行《环境空气质量标准》(GB3095-1996)中的二级标准。

4监测结果与分析

4.1监测结果

各监测点测得样本数据,见表2,经过计算处理后,用空气污染指数法api对各污染物和监测点空气质量状况评价,目前计入空气污染指数的污染物项目暂定为:二氧化硫、氮氧化物和总悬浮颗粒物。该指数所对应的污染物即为该区域的首要污染物。当污染指数api值小于50时,不报告首要污染物。而此次监测的污染物浓度,经计算api值均为51~100之间,空气质量状况均为良,可正常活动,首要污染物均为tSp。

表2各监测点污染物监测结果

校区监测地点So2浓度て骄值/mg・m-3

白天夜晚

noX浓度て骄值/mg・m-3

白天夜晚

tSp浓度て骄值/mg・m-3

白天夜晚

门卫0.04080.04020.0430.0410.1490.141

应天学生宿舍0.02010.02010.0230.0230.0990.099

校区食堂0.05070.04220.0410.0310.1440.131

教学楼0.01900.01100.0120.0080.0360.031

实验中心0.02080.02080.0310.0310.1310.131

门卫0.05070.05010.0500.0460.1520.151

定淮门学生宿舍0.00700.00700.0060.0060.0440.044

东校区食堂0.05020.05020.0390.0390.1410.141

教学楼0.01100.01100.0090.0090.0330.033

实验中心0.01580.01580.0280.0280.1210.121

门卫0.05120.05110.0520.0490.1510.144

定淮门食堂0.05070.04070.0410.0350.1440.133

校区教学楼0.03100.03100.0220.0220.0640.064

实验中心0.01080.01080.0210.0210.1190.119

各监测点测得样本数据经过计算处理后,用空气质量指数法对各污染物和监测点空气质量状况评价的结果如下表3所示。表中各空气质量分指数的大小说明了每种污染物对各监测点的污染程度,其值越大则污染程度越重。而空气质量指数aQi则说明所有污染物同时存在时各监测点的总体空气质量状况,其值越小空气质量状况越好。

表3空气质量监测结果及评价

校区监测地点iSo2inoXitSpaQi空气质量状况

门卫0.0690.1730.990.63轻度污染

应天学生宿舍0.0300.0830.330.22基本达到清洁

校区食堂0.1800.2400.560.42未污染

教学楼0.0320.090.670.42未污染

实验中心0.0400.0490.880.53未污染

门卫0.0790.1830.980.65轻度污染

定淮门学生宿舍0.020.0730.230.16基本达到清洁

东校区食堂0.180.240.560.43未污染

教学楼0.0280.070.550.34基本达到清洁

实验中心0.030.0390.760.46未污染

门卫0.0750.1780.150.64轻度污染

定淮门食堂0.180.240.560.43未污染

校区教学楼0.0320.090.670.42未污染

实验中心0.030.0380.780.47未污染

4.2试验结果分析

4.2.1各监测点污染物浓度比较

从表2中可以看出,So2各测点的日平均浓度在0.007~0.0512mg/m3之间,各测点的日平均浓度均达到《环境空气质量标准》(GB3095-1996)中的二级标准要求。氮氧化物各测点的日平均浓度在0.006~0.052mg/m3之间,各测点的日平均浓度均符合一级标准要求。总悬浮颗粒物各测点日平均浓度值在0.033~0.152mg/m3之间,各测点的日平均浓度均达到二级标准要求。

(1)应天校区So2浓度值的变化趋势是:食堂>门卫>实验中心>学生宿舍>教学楼,氮氧化物浓度值的变化趋势是:门卫>食堂>实验中心>学生宿舍>教学楼,总悬浮颗粒物浓度值的变化趋势是:门卫>食堂>实验中心>学生宿舍>教学楼。

(2)定淮门东校区So2浓度值的变化趋势是:门卫>食堂>实验中心>教学楼>学生宿舍,氮氧化物浓度值的变化趋势是:门卫>食堂>实验中心>教学楼>学生宿舍,总悬浮颗粒物浓度值的变化趋势是:门卫>食堂>实验中心>学生宿舍>教学楼。

(3)定淮门校区So2浓度值的变化趋势是:门卫>食堂>教学楼>实验中心,氮氧化物浓度值的变化趋势是:门卫>食堂>教学楼>实验中心,总悬浮颗粒物浓度值的变化趋势是:门卫>食堂>实验中心>教学楼。

3个校区So2、氮氧化物、总悬浮颗粒物白天夜晚变化趋势均是白天浓度高于夜晚浓度。由于食堂使用燃料,会排放出一定量的污染物,以及门卫靠近繁华道路,汽车尾气的排放等因素,所以不同校区不同监测点的监测结果体现了一致性,即门卫和食堂监测点的So2、氮氧化物、总悬浮颗粒物的浓度均是校区中浓度最高处。而教学楼和学生宿舍这2个监测点浓度最低。定淮门东校区,教学楼、实验中心、宿舍离交通干线较远,而且校区植被绿化覆盖率很高,所以3个校区中定淮门东校区,这3个监测点的污染物浓度监测值最低,而应天校区的宿舍区靠近马路,所以污染物浓度检测值相对其他校区而言较高。但是各个监测点的环境污染指数值均为51~100之间,空气质量状况均为良,可正常活动,首要污染物均为tSp。可吸入颗粒物污染不容忽视。

4.2.2各监测点环境质量指数因素分析结果

分析表3可以得出以下结论,各个校区均是门卫的监测点污染最为严重,已是轻度污染,其余监测点都是未污染。虽为未污染,但分析itSp值,大多都是高于iSo2,inox,而各空气质量分指数的大小说明了每种污染物对各监测点的污染程度,其值越大则污染程度越重,所以用aQi进一步验证api,结论相同,就是3个校区内均是可吸入颗粒物污染严重。而实验中心的空气质量分指数虽很低,但由于应天校区实验室内各种仪器、挥发性药品的大量存在,定淮门校区和定淮门东校区的计算机实验中心,大量计算机的使用,使得实验中心的总悬浮颗粒物浓度较高,因此实验中心的环境改善不容忽视。而冬季,门窗紧闭,宿舍空间小,更易造成tSp污染加重,所以要特别注意通风,改善宿舍办公室教学楼的tSp污染情况。

5结语

在所有监测点取得样本中,对校园的空气质量综合评价结果讨论后,得出3个校区So2、氮氧化物、可吸入颗粒物白天夜晚变化趋势均是白天浓度高于夜晚浓度。3个校区应天校区的空气质量略次于定淮门校区和定淮门东校区。3个校区空气质量状况均为良,可正常活动,首要污染物均为tSp。aQi分析结果与api分析结果一致,就是3个校区内均是可吸入颗粒物污染严重。3个校区,均是门卫和食堂污染较为严重,aQi分析结果显示门卫属于轻度污染区域。

参考文献:

黄玉凯.室内空气污染的来源、危害及控制.现代科学仪器,2002(4):3~9.

央德,苏广和.室内空气质量对人体健康的影响.北京:中国环境科学出版社,2005.

张虎.改善室内空气品质的对策与措施.住宅科技,2003(11):44~46.

吴忠标,赵伟荣.室内空气污染及净化技术.北京:化学工业出版社,2004.

中国标准出版社第二编辑室.大气质量分析方法国家标准汇编.北京:中国标准出版社,2002.

ComprehensiveevaluationofatmosphereQualityinJiangsuCityCollege

DaiZhaoxia1,2,ChenHairong2,wangShihe1

(1.SchoolofCivilengineering,SoutheastUniversity,nanjing211100,China;

2.DepartmentofCityScience,JiangsuCityCollege,nanjing210017,China)

化学污染的特点篇10

1.1课程体系内容全面,但与其他课程内容存在重叠现象根据教学大纲,大气污染控制工程课程内容主要讨论大气污染气象学、大气扩散模式、颗粒污染物和So2、noX及挥发性有机气体等气态污染物控制技术基本理论、工艺与设备等.现行环境工程课程安排上存在部分知识体系重复现象,如该课程中气态污染物净化技术部分内容与《环境工程原理》中的净化理论基础知识包括除尘技术基础理论、吸收法、吸附法的气液传质基本原理部分重复,其次与《环境工程设备》中的除尘装置等内容也有交叉.此外,《环境影响评价学》中污染物扩散模型与本课程中的扩散模型原理一样.因此,在教学中如何协调与其他课程的关系尤为重要.

1.2教材的内容滞后于学科发展随着城市机动车的快速增长,我国城市大气污染已由煤烟型污染向煤烟—机动车复合型污染转变,增加了控制与治理的难度.《国家“十二五”环境保护规划》将氮氧化物列入污染物减排的重要指标之一,新修订的《环境空气质量标准》增加了细颗粒物(pm2.5)和臭氧(o3)8小时浓度限值监测指标.实践中,大气污染控制的热点在不断转换,应用技术更新更快,但相应教材却未能及时反映一些新的环保技术,不利于学生对新知识的学习和适应社会发展的需要.

1.3课程以理论教学为主,实践教学环节薄弱实践教学环节薄弱是我国高校大气污染控制工程教学的主要问题之一.由于受到实验场所限制,部分实验设备得不到及时更新,课程设计较多停留在理论上的计算,实际应用性有待加强.此外,我校环境工程在水污染控制、环境化学污染控制研究技术方面具有较强的科研实力和优势,大气污染治理科研项目数量远少于废水、土壤和固体废物污染治理项目,科研实力相对薄弱,这也在一定程度上制约了大气污染控制工程的科研教学实践.为培养学生利用所学理论分析和解决实际工程中大气污染防治问题的能力,迫切需要加强和改革大气污染控制工程课程教学实践环节.

2教学改革探索与方法创新

2.1整合教学内容,用活教材针对大气污染控制工程与化学、物理、流体力学等基础课程联系密切的特点,注重教学内容安排上与这些基础课程相关内容进行协调、整合.比如对传质系数、传质单元等一些重要数学公式内容的讲授,依据“弱化推导,强调应用”原则,与基础理论课程融会贯通,在课堂讲解的基础上,注重学生通过课后习题练习学会应用.为避免部分内容在原理上与《环境工程原理》、《环境影响评价学》等其他专业课程重复的现象,在充分理解这些课程的教学大纲基础上,注重协调相关教学内容和重点.如环境影响评价学中涉及到的大气污染扩散模式内容,略讲解其原理和公式,着重其应用要点和范围,详略得当,充分发挥好课时短的教学效果.好的教材参考书能对教学效果起到事半功倍的作用.据对大气污染控制工程的国内教材与国外教材(noel•de•nevers编著的《airpollutionControlengineering(Secondedition)》)比较,国外教材在内容阐述、新颖性与生动性方面,尤其是在思考性、具体例证的真实性和学术性方面表现优异.在教学过程中,我们引进了上述英语原版教材《airpollutionControlengineering》的中译本(2005年)作为主要教学参考书,制作教学课件,让教材互通有无、扬长避短.

2.2优化课程内容结构体系,理清教学脉络根据《大气污染控制工程》教材特点,将教学内容结构体系分为原理性内容(基本知识)、应用性内容(技术原理)、工程性内容(工程工艺)和学科前沿四大部分,并将其优化成一个完整的体系进行教学(图1).时间顺序上,按照“大气的基本概况———全球与我国大气污染的主要污染特征与发展形势———主要大气污染问题的控制技术”循序渐进方式开展教学;技术内容上,按照“大气污染物来源———净化控制技术———最新前沿技术与设备、原理及应用”主线讲授;结构层次上,按照“净化原理———净化设备选型与设计———净化工艺流程与优化”进行描述;学习目标上,强调有色行业废气污染物的控制与资源化利用,完善环境污染末端治理技术的同时积极发展清洁生产工艺,实现大气污染物排放最大减量化.该教学结构体系既衔接了基础知识,又将清洁生产与发展循环经济的新理念引入教学中,引导学生掌握一些大气污染控制新原理、新知识及相关新工艺,使学生能够按照可持续发展原则解决生产中所遇到的大气污染问题,学以致用.通过梳理课程内容结构体系,让学生理解和把握教学脉络,学习知识思路更清晰.

2.3丰富课堂教学方法和手段,提高教学实效采用多种教学手段和教学方法,激发学生学习兴趣.对于较难讲明白的污染净化设备工作原理和设备组成部分,利用网络资源、ppt软件以及生产实习、企业调研的素材制作课程多媒体课件,并借助录像和计算机仿真动画演示,提高教学实效.积极开展交互式教学改革,尝试采用指导———自学式教学法,要求学生课前预习,收集素材,让他们自己在课堂上讲解,通过展开讨论及课堂提问检查督促.在对各种控制技术进行讲解时,以理论为基础,鼓励学生提出污染物控制的可能方法,教师加以评论,并指出这些方法的优缺点,提高学生的创新意识.此外,还让学生参与多媒体课件的制作,培养学生对《大气污染控制工程》知识点的归纳和加工能力.这样极大地激发了学生的学习主动性,完善了教与学的互动体系,达到相应的教学效果.案例教学模式是一种深受学生欢迎的教学方法.在教学过程中对相关的应用实例,如大气污染综合防治模型、除尘技术应用实例、脱硫技术应用实例、氮氧化物的控制实例、工业气体净化实例等加以陈述,图文结合,使学生的抽象思维与形象思维相结合,更容易理解.通过案例分析,也加强了各章节间的内在联系和交叉渗透,取得了良好的教学效果.

2.4创新实践教学培养环节,学以致用实践教学主要包括实验教学、生产实习和毕业论文设计等内容.针对教学实验以验证型和基本操作型实验为主的现状,我们将基本操作型实验和验证型实验与综合型实验整合、优化,组成一个大的综合型“三性实验”(综合性、设计性、研究探索性),具体包括给定试验目的和内容,学生自己查阅文献、制订相应的试验方案,提出解决方法,最终通过实验来验证自己的设计和预期效果.如将原来开设的单纯利用市售tio2纳米材料光催化净化挥发性有机污染物(VoCs)试验,结合教师的科研成果,改为自制纳米tio2材料光催化净化VoCs的创新型实验,要求学生在查找文献的基础上,自行设计实验、制备材料,再对tio2材料进行表征及其净化VoCs等全过程开展工作.该综合型实验使学生既认识到纳米技术在大气保护领域的实际应用潜力,又深入了解纳米材料组成结构特点及催化性质,以及大气污染物催化净化原理及其主要影响参数.同时引入光催化剂的表征分析,让学生接触常用纳米材料表征技术和手段.通过“三性试验”实践,极大丰富了实践教学内容的深度和广度,对培养学生研究能力、创新能力的好处不言而喻.大气污染控制工程是一门工程技术课程,加强学生的工程训练十分重要.在教学过程中,注重通过工程范例图像资料教学,培养学生工程应用能力.邀请校外工程技术专家参与教学,应用实践案例对大气污染控制工艺设计、运营等关键问题进行针对性讲解.另外,请有实践经验的工程师进行指导,带领学生参观相关企业脱硫、脱硝和除尘的相关工艺流程和设备,了解设备内部结构.我校环境工程专业的定点实习单位株洲有色冶炼集团既有较全面的电除尘、袋式除尘及旋风除尘系统,也具备二氧化硫制酸等工艺,大气污染治理技术及设备全面,引导学生充分利用实习机会,深入了解大气污染控制工艺的工作原理和流程,深化理解与掌握理论知识.毕业设计时,以有色冶炼烟气治理为主线,让学生设计烟气除尘脱硫系统.从理论到实践,最后到工艺设计,构建一个理论教学和实践教学相辅相成的互动体系,为学生提供学习理论知识、锻炼实践能力和创新能力的机会,从而培养出具有较高理论水平和较强实践能力的应用型工程技术创新人才.

2.5加强学科热点与控制技术前沿介绍,拓展视野关注学科发展的前沿技术知识和信息,介绍当前学术和技术发展动向尤为重要.大气污染控制技术已由末端控制为主发展为以清洁生产为中心的全过程控制,是一门发展迅速的学科.在课程教学内容安排上,收集学科发展的前沿技术知识和信息,及时吸纳最新研究成果和报告,更新教学内容,拓展学生知识视野;在实际教学过程中,不断收集国内外较新的、先进的大气污染控制技术和设备信息等,及时补充最新出台的燃煤、有色行业相关的行业大气污染物排放标准如《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2003)、《铅锌工业污染物排放标准》(GB25466-2010)及大气环境质量标准的内容.增加履行京都议定书的拓展清洁发展机制的大气污染热点问题,及时跟踪火电厂燃煤、冶炼烟气脱硫,同时去除砷、铅、汞等金属废气治理先进技术以及煤炭洗选和转化技术,强化其他污染物控制方面的内容,如垃圾焚烧、再生金属冶炼产生的二恶英特性及其去除方法.针对我国“十二五”期间将对氮氧化物进行总量控制,加强建立细颗粒物(pm2.5)监测体系以及污染控制技术研究现状,及时整理相关学科前沿内容融入到教学中,通过更新补充教学内容,让学生了解大气污染物控制的发展趋势及前沿技术知识,在未来的学习研究和工作中更容易找准方向.通过上述的大气污染控制工程教学改革的探索与实践,该课程的教学质量和学生的综合素质都有了较大提高,教学效果明显改善,学生知识系统性明显增强.学生在试验中能够根据自己掌握的课堂知识参与实验设计与思考,在生产实习和毕业设计中能进行相关处理技术的开发、新工艺设计和改进,科研创新能力等综合素质都得到明显提升.

3结语