环境修复原理习题

一.简答题 1.物理分离修复技术技术原理 答:依据粒径的大小,采用过滤或微过滤的方法进行分离依据分布、密度大小、采用沉淀或离心分离 依据磁性有无或大小,采用磁分离手段 根据表面特征,采用浮选法进行分离 2.化学淋洗修复 定义:借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移的化学/生物化学溶剂,在重力作用下或通过水力压头推动淋洗液注入到被污染土层中,再提取液体进行分离和污水处理的技术。主要对象是有机物及重金属。 优点:长效性、易操作性、高渗透、费用合理,适用范围广。适合于多孔、易渗透的土壤,适合于重金属及水溶态有机物淋洗过程:淋洗液扩散—污染物溶解—溶出污染物在土壤内扩散—从土壤表面向液体扩散 3.生物修复的特点 优点:(1)可以现场进行,节省了很多治理费用(2)环境影响小(3)最大限度的降低污染物浓度(4)可用于其他处理技术难以应用的场地(5)可以同时处理受污染的土壤和地下水 缺点:(1)耗时长 (2)运行条件苛刻 (3)并非所有进入环境的污染物都能被生物利用 (4)特定的生物只能吸收、利用、降解、转化特定类型的化学物质,状态稍有变化的化合物就可能不会被同一种生物酶破坏 4.植物吸收、排泄与积累 (1)植物吸收 植物为了维持正常的生命活动,必须不断地从周围环境中吸收水分和营养物质。 植物具有广泛吸收性,除对少数几种元素表现出选择性吸收外,对不同的元素来说只是吸收能力大小不同而已。 (2)植物排泄向外排泄体内多余的物质和代谢物质(排泄物或挥发的形式) 植物排泄途径: ①经过根吸收后,再经叶片或茎等地上器官排出去(如汞、硒等)。 ②叶片吸收后,根排泄。 ③去旧生新 (3)植物积累 进入植物体内的污染物质虽可经生物转化过程成为代谢产物经排泄途径排出体外,但大部分污染物质与蛋白质或多肽等物质具有较高的亲和性而长期存留在植物的组织或器官中,在一定的时期内不断积累增多而形成富集现象,还可在某些植物体内形成超富集。 5.水环境修复技术综述 水环境污染控制技术和生态恢复技术主要分3类 ①化学方法,如加入化学药剂杀藻、加入铁盐(铝盐)促进磷沉淀、加入石灰脱氮等。 ②物理方法,如疏挖底泥、机械除藻、引水冲淤等。 ③生物—生态方法,如放养控藻型生物、构建人工湿地和水生植被。 生物操纵指应用湖泊生态系统内营养级之间的关系,通过对生物群落及其生境的一系列凋整,从而减少藻类生物量,改善水质。6.湖泊水环境修复: (1)富营养化的微生物修复 富营养化湖泊的生物修复分为: 强化土著微生物功能的曝气修复 添加外来微生物的投菌剂修复 (2)富营养化的水生植被修复 水生植被修复包括人工强化自然修复与人工重建水生植被两条途径。 前者是通过对湖泊环境的调控来促进湖泊水生植被的自然恢复。 后者则是对已经失去自动恢复能力的湖泊,通过生态工程途径重建水生植被。 (3)富营养化的生物操纵修复 生物操纵:人为去除鱼类投放肉食性鱼类水生植被管理投放微型浮游动物投放细菌微生物投放植物病原体和昆虫 (4)底泥环境疏浚修复 群落配置通过人为设计,将欲恢复重建的水生植物群落,根据环境条件和群落特性按一定的比例在空间分布、时间分布方面进行安排。 7.污染大气植物修复的优缺点 2:1.绿色净化清洁并储存可利用的太阳能。:2.经济有效,具有潜在的环境价值 利用植物修复可做到一举两得。一株50年龄的树木,一年产生的氧价值3.2万美元,吸收有毒气体,防止大气污染价值3.25万美元。 ③美化环境,普遍接受; ④适用植物修复的污染物范围较广 如:重金属(Pb、Cd、Hg蒸气);有毒化学气体(HF、Cl2、O3、SO2、NO2等)、 放射性物质;有机物(苯、甲苯、三氯乙烯、PCBs、PAHs)等。 缺点: ①植物修复的本身耗时长。②污染物可通过食用含污染物植物的昆虫和动物进入食物链。③有毒污染物可能在植物体内转化为毒性更强的物质。④植物修复能力受水力控制。 8.固体废物污染的生物修复的优点: ①可现场进行,减少了运输费用和人类直接接触污染物的机会; ②经常以原位方式进行,对污染位点的干扰或破坏达到最小,可在难以处理的地 方(如建筑物下、公路下)进行,在生物修复时场地可以照常用于生产; ③可永久性地消除污染物和长期的隐患,无二次污染; ④可与其他处理技术结合使用,处理复合污染; ⑤降解过程迅速,费用低,只是传统物理、化学修复费用的30%~ 50%。 生物修复技术的局限性和缺点: ①不是所有的污染物都适用于生物修复; ②有些化学品的生物降解产物的毒性和移动性比母体化合物还大; ③可处理性研究和评价的费用要高于常规技术(如空气吹脱)的费用,一些低渗透性土壤往往不适合生物修复; ④项目执行时的监测指标除化学监测项目以外,还需要微生物监测项目。目前,对于固体废物处置不当造成的环境污染治理中,生物修复技术已得到广泛应用,如:对于垃圾填埋厂及矿业固体废物的修复。 9.微生物对有机污染物的修复 微生物降解有机污染物的基本反应类型 (1)氧化作用包括Fe、S等单质的氧化,NH3、NO2等化合物的氧化,以及一些如甲基、醛有机基团的氧化。 (2)还原作用包括高价铁和硫酸盐的还原、NO3-的还原、羟基或醇的还原等,还原作用需要缺氧或者厌氧(无氧)的环境。 (3)基团转移作用如脱羧、脱氨、脱卤等 (4)水解作用使大分子转化为小分子,如纤维素降解。 此外还有酯化作用、缩合作用、氨化作用、乙酰化作用、 双键断裂反应、卤原子移动等。 10.污染物质的迁移转化途径 (1)污染物质的扩散迁移(2)吸附与沉积(3)微生物对污染物质的吸收(4)污染物质的降解与累积(5)污染物质的生物富集(6)污染物质的生物转化 11简述重金属在水环境中的迁移转化。 答:重金属化合物的沉淀-溶解作用 重金属的氧化还原转化 重金属元素的络合作用 水体中胶体对重金属的吸附作用 某些重金属的甲基化作用 12.简述农药在土壤环境中的迁移转化。 答:土壤对农药的吸附作用,农药通过物理吸附、化学吸附、氢键结合和配位键结合等形式吸附在土壤颗粒表面,从而降低了其移动性和生理毒性农药在土壤中的挥发和扩散;农药可以通过气体挥发和水的淋溶进行扩散迁移;农药在土壤中发生降解,包括光化学降解、化学降解和微生物降解 13.固体废弃物有哪些危害? 答:占用土地污染水体污染大气污染土壤影响环境卫生,传播疾病 二.论述题 1. 所谓环境问题,是指由于人类不恰当的生产活动引起全球环境或区域环境质量的恶化,出现了不利于人类生存和发展的问题。 控制人口,加强教育,提高人口素质,增强环境意识;强化环境管理;发展经济;依靠科技进步和发展。提出一些自己的看法。 2.生物修复:是指利用:各种生物(包括微生物,动物和植物)的特性,吸收、降解、转化环境中的污染物,使受污染的环境得到改善的治理技术 3.,环境污染是指人类活动产生并排入环境的污染物或污染因素超过了环境容量和环境自净的能力,使环境的组成或状态发生了改变,环境质量恶化,从而影响和破坏了人类正常的生产和生活。 14. 原位可渗透反应墙修复 一个被动的反应材料的原位处理区,这些反应材料能够降解和滞留流经该墙体地下水的污染组分,从而达到治理污染组分的目的。 原理:墙体可能包含一些反应物用于降解挥发的有机质,螯合剂用于滞留重金属、营养及氧气用于提高微生物的生物降解作用。 活性物质具备条件:污染组分与活性物质之间应有一定的物理、化学或生物反应性,从而确保其流经系统时,污染组分能全部被清除;处理区的活性物质应能大量获得,以确保处理系统能长期有效地发挥功用;活性物质不应产生二次污染。物理修复:是利用污染物与环境之间各种物理特性的差异,达到将污染物从环境中去除、分离的目的。 化学修复:是通过化学添加剂清除和降低污染环境中污染物的方法 植物修复:是以植物忍耐和超量积累某种或某些污染物的理论为基础,利用植物及其根际圈微生物体系的吸收、挥发、降解和转化作用来消除环境中污染物 富集系数:用富集系数来表征植物对某种元素或化合物的积累能力,富集系数(BCF)=植物体内某种元素含量/土壤中该种元素含量 植物挥发修复:某些易挥发污染物被植物吸收后从植物表面组织空隙中挥发。 植物降解:利用某些植物特有的的转化和降解作用去除土壤中的有机污染物 原位处理法:污染土壤不经搅动、在原位和易残留部位之间进行原位处理。最常用的原位处理方式是进入土壤饱和带污染物的生物降解。 异位微生物修复是将受污染的土壤、沉积物移离原地,在异地利用特异性微生物和工程技术手段进行处理,最终污染物被降解,使受污染的土壤恢复原有的功能的过程。 空白实验:用蒸馏水代替样品进行完全相同的操作、试验,目的是检验水和试剂的纯度。 城市垃圾:是指城市居民在日常生活中抛弃的固体垃圾,包括: 生活垃圾、零散垃圾、医院垃圾、市场垃圾、建筑垃圾和街道 扫集物等。 采样效率:一个采样方法或一种采样器的采样效率是指在规定的采样条件下(如采样流量、污染物浓度范围、采样时 等)下所采集到的污染物量占其总量的百分数。 环境物质:环境标准物质是按规定的准确度和精密度确定了某些物理特性值或组分含量值,在相当长时间内具有可被接受的均匀性和稳定性,且在组成和性质上接近于环境样品的物质。 等速采样:在烟尘浓度测定时,采样器进气口进气速度与废气流速相等,称为等速采样。 水体自净: 当污水进入水体后,首先被大量水稀释,随后进行一系列复杂的物理、化学变化和生物转化,这些变化包括挥发、絮凝、水解、络合、氧化还原和生物降解等,其结果使污染物浓度降低,并发生质的变化,该过程称为水体自净。 土壤背景值(p265):又称土壤本底值。它是指在未受人类社会行 为干扰(污染)和破坏时,土壤成分的组成和各组分(元素)的 含量。 1.25℃时,Br 2在CCl 4和水中的分配比为29.0,试问:(1)水溶液中的Br 2用等体积的CCl 4萃取,(2)水溶液中的Br 2用1/2体积CCl 4萃取,其萃取率为多少? (1)根据 D=29.0 V 水=V 有机 ∴ E (%)= %7.96%1001 0.290 .29100=?+? (2)V 水=2V 有机 ∴E (%)= %5.93%1002 0.290 .29100=?+? 2.测定某水样的生化需氧量时,培养液为300ml ,其中稀释水100ml 。培养前、后的溶解氧含量分别为8.37mg/L 和1.38mg/L 。稀释水培养前、后的溶解氧含量分别为8.85mg/L 和8.78mg/L 。计算该水样的BOD 5值。 解:对稀释后培养的水样:( BOD 5>7mg/L ) BOD 5=10.45mg/L 3.用二苯碳酰二肼光度法测定水中Cr (Ⅵ)的校准曲线为: 若取5.0ml 水样进行测定,测得吸光值A 为0.088,求该水样的浓度。 解: (1)绘制工作曲线 (2)由曲线查得Cr (Ⅵ)浓度为:1.8ug 该水样浓度C Cr =1.8/5.0=0.36 ug/ml 4.环境监测测定水中溶解氧的方法是量取amL 水样,迅速加入MnSO 4溶液及含NaOH 的KI 溶液立即塞好塞子,振荡使它反应均匀,打开塞子,迅速加入适量稀H 2SO 4,此时有I 2生成,用的Na 2S 2O 3溶液以淀粉为指示剂滴定到溶液由蓝色恰好变为无色为止,共计消耗VmL Na 2S 2O 3溶液,上述的反应为: 2Mn 2+ +O 2+4OH -=2MnO(OH)2 MnO(OH)2+2I -+4H + =Mn 2+ +I 2+3H 2O I 2+2S 2O 32-=2I -+S 4O 62- 求水溶解的氧气是多少?(g/L) 解:根据 计算公式:其中:C —Na 2S 2O 3标液浓度(mol/l); V —消耗Na 2S 2O 3体积(ml ); V 水—水样体积; ∴ 8) /,(2?= a CV L g O DO 5.用容积为25L 的配气瓶进行常压配气,如果SO 2原料气的纯度为50%(V/V ),欲配制50ppm 的SO 2标准气,需要加入多少原料气? 解:根据 式中:C —配得标准气的浓度(mg/m3); b —原料气的纯度(%); Vmol —气体摩尔体积(L/mol )。 Vi —加入原料气的体积,即气体定量管容积(ml ); V —配气瓶容积(L );M —标准气体分子量(g/mol ); 本题中已知 b 、 V 、 C 要求Vi ,因题中C 单位与公式中不统一,3 ) 取四份等量水样,分别加入不同量镉标准溶液,稀释至50mL ,依次用火焰原子吸收法测定,测得吸光度列于下表,求该水样中镉的含量。 由图查得:V Cd =1.5 ml ∴C Cd =1.5×10/20=0.75 μg/mL 7.测定水样BOD 5时,稀释倍数为40倍,稀释前后100ml 培养液消耗0.0125mol/l 的Na 2S 2O 3 分别为9.12和3.10ml 。每100 ml 稀释水培养前后消耗同样浓度的Na 2S 2O 3分别为9.25和8.76ml ,计算该水样BOD 5 。:BOD 5=13.7mg/L ) /(3503m mg Vmol M = 8.某工厂锅炉房采样点温度为27℃,大气压力100 kPa ,现用溶液吸收法采样测定NO X 的日平均浓度,每隔2小时采样一次,共采集12次,每次采样20 min ,采样流量0.50 L/min ,将12次采样的吸收液全部定容至100 ml ,取10.00ml ,用分光光度法测得含NO X 1.25mg ,求该采样点空气在标准状态下的NO X 日平均浓度(以mg/m 3标表示)。 9.三个声源作用于某一点的声压级分别为65dB ,68dB 和71dB ,求同时作用于这一点的总声压级为多少? 8.解:总采样体积 Vt=250×20×12=120 L Cm= 333 /116/108.10710000.10025 .1m mg m mg =??- 9.解: 根据 L P =10lg(10LP1/10 +10 LP2/10 ) L P ’=10lg(10 65/10 +10 68/10 )=69.8dB L P ’’=10lg(106.98/10 +10 71/10 )=73.5dB 65 68 71 69.8 73.5 或: L p1=65dB L p2=68dB L p3=71dB L p2- L p1=68-65=3 dB 查表或曲线: △L p =1.8 dB L p2,L p1合并声级 L P ’=68+1.8=69.8 dB L p3-L P ’=71-69.8=1.2 dB 查表或曲线: △L P ’=2.5 dB L p 总=71=2.5=73.5 dB 10.酸性高锰酸钾法测定某一废水总铬含量,吸取水样25ml ,测定OD=0.3609(吸光度),已知工作曲线上OD=0.258时, 对应的浓度为K=0.01mg/ml 的铬标准溶液体积是2ml ,求此水样的总铬含量Cr(mg/L)=?。重新吸取此水样50ml ,直接加 D.P.C.显色又测得OD=0.430,求该水样的Cr (Ⅲ)=?(mg/L);Cr (Ⅵ)=?(mg/L) 10.答: A =2/0.258×0.360=2.7907 ml 总Cr=2.7907×0.01×1000/25 =1.1163(mg/L) Cr (Ⅵ)=2/0.258×0.430×0.01×1000/50=0.6667(mg/l) Cr (Ⅲ)=1.1163-0.6667=0.4496(mg/L) 11. 稀释法测BOD 5,取原水样100毫升,加稀释水至1100毫升,取其中一部分测其DO=7.4毫克/升,另一份培养五天再测DO=3.8毫克/升,已知稀释水空白值为0.4毫克/升,求水样的BOD 5? 11. 解:∴BOD = 35.56(mg/l ) 12.有五个声源作用于一点,声压级分别为81、87、66、84、81dB ,则合成总声压级为多少。 解: 根据 L P =10lg(10LP1/10+10LP2/10) 答案90 dB 13.有一含氮废水样,吸取水样25ml 消解后转移定容到100ml 容量瓶中。取25ml 蒸馏,最终消耗硫酸标准溶液22.66ml ,求此水样的凯氏氮含量N(mg/l)=?。重新吸取水样50ml ,直接蒸馏后用硫酸标准溶液滴定。消耗硫酸标准溶液15.35ml ,求该水样的有机氮含量N(mg/l)=?(不计空白) 13.解:凯氏氮N=0.01001×22.66×14×4×1000/25=508.1 (mg/l) 氨态氮N=0.01001×15.35×14×1000/50 =43.02(mg/l) 有机氮N=508.1-43.02=465.1(mg/l) 14.用K 2Cr 2O 7法测定废水中的COD 时,吸取水样10ml ,最终消耗硫酸亚铁铵标准溶液18.25ml ,同时做空白,消耗硫酸亚铁铵标准溶液 25.50ml 。求此废水样中的COD Cr [O 2(mg/L )]。已知标定硫酸亚铁 铵标准溶液时,称取K 2Cr 2O 7为3.0900g ,溶解洗涤转移定容到250ml 容量瓶中,再吸取25ml 标定硫酸亚铁铵,消耗硫酸亚铁铵标准溶液 24.95 ml (K 2Cr 2O 7的相对分子质量为294.2)。若此水样的BOD 5为 659.3mg/L ,那么此水样是否适宜用生化法处理? 14.解:C (1/6 K 2Cr 2O 7)=3.0900/(294.2/6)/0.25 =0.2521mol/L C (Fe 2+ )=0.2521×25/24.95 =0.2526 mol/L COD Cr [O 2(mg/L )]=(25.50-18.25)×0.2526×32×1000/4/10 =1465.1 B/C=659.3/1465.1 =0.45>0.3 所以,此水样适宜用生化法处理 L p t V V t 8.107325.101100 27273273120325 .1012732730=? +?=? +?=