南大2012年博士研究生入学考试试题

南京大学2012年博士研究生入学考试试题

三小时

科目代码：2250 科目名称：环境科学与技术发展满分：100分 适用专业：环境科学与工程 注意：

1. 所有答案必须写在答题纸或答题卡上，写在本试卷纸或草稿纸上无效；

2. 本科目不允许使用计算器。

选择五个问题回答，每题20分。

1论述柳州饮用水安全事件应急处理的经验和不足之处；

2012年1月15日，广西河池市辖区内的宜州市群众用网箱养的鱼，突然出现不少死鱼现象，引发当地群众议论和反映。宜州市环保部门经过调查发现，死鱼是由于龙江河宜州镉浓度严重超标引起，龙江水体已遭受严重镉污染。广西官方在柳州市召开新闻通气会称，龙江河镉污染处置取得重大进展，形势将发生根本性转变，此次龙江污染处置目前主要使用“弱碱性化学沉淀法应急除镉技术”。

该市四大自来水厂的取水口全部位于柳江，于是紧急启动了饮用水水源污染事故应急预案Ⅲ级响应。事故发生十二天后的2012年1月27日，广西启动突发环境事件Ⅱ级应急响应。根据广西自治区龙江河突发环境事件应急指挥部的事后分析，此次入河的镉约21吨，以溶解态的形式存在，且污染水团相当集中。在某些河段，镉浓度超标最大达82倍。通过设立在龙江河段五道防线的层层削减，约75%的污染物会消弭于龙江之中，进入柳江的镉不会超过三成。

镉是继汞、铅之后污染人类环境、威胁人类健康的第三个金属元素。镉是一种毒性很大的重金属，其化合物也大都属毒性物质。极微量的镉就可对人体造成伤害，镉在体内的半衰期长达几十年，非常稳定，而且目前也没有特效药物清除体内的镉。

镉污染的处置:含镉废水的主要处理方法有化学沉淀法和吸附法。 化学沉淀法

目前，沉淀法是处理含镉废水的一种主要方法，该法具有工艺简单、操作方便、经济实用的优点，在废水处理中应用广泛。常用的沉淀剂为石灰、硫化物、聚合硫酸铁、碳酸盐，以及由以上几种沉淀剂组成的混合沉淀剂。

当向含镉废水中加入以上几种沉淀剂时会生成Cd（OH）2，CdS,CdCO3的沉淀物，废水的PH对沉淀效果有很大影响。

吸附法：

吸附法是利用多孔性的固体物质，使水中的一种或多种物质被吸附在固体表面而除去的方法。可用于处理含镉废水的吸附剂有：活性炭、风化煤、高炉矿渣、沸石、硅藻土、改良纤维、活性氧化铝等。这些吸附剂处理含镉废水的机理不尽相同，有的物理吸附占主导，有的化学吸附占主导，有的吸附剂既起吸附作用又起絮凝作用，从其对镉的去除率来看均有良好效果。

此次镉污染处置的方法

此次龙江污染处置目前主要使用“弱碱性化学沉淀法应急除镉技术”。该技术的原理是往江水里投放烧碱或石灰，提高PH值让水呈弱碱性，使镉不溶于水并从水中分离，形成碳酸镉细小小颗粒。而往江水里投放聚合氯化铝混凝剂，是为了让悬浮在水中的细小颗粒凝固成大颗粒，沉淀到河底。沉淀到河底的镉，在一段时间内会缓慢释放，但不会影响居民饮用水的安全。

镉污染处理的后续情况：

当地环保局称，由于当地地形复杂，地下溶洞较多，企业排污容易通过地下溶洞进入河中，专家取证非常困难。同时表示，污染途径系由于废弃物堆放不规范，导致废液通过溶洞下漏。至1月25日，河池市应急处置中心称，龙江河水质超标事件污染源已初步查明，污染源来自广西金河矿业股份有限公司及鸿泉立德粉材料厂。目前，两厂已被勒令停产，相关企业的7名相关责任人已被刑事拘留。截止2月5日，由于处置得当，龙江河镉浓度呈逐渐下降趋势。此前，柳州市内4个自来水厂已紧急进行了工艺改造，官方称有能力将超2倍以下镉浓度的水进行安全处置，确保供应出合格的自来水。

事故的反省

广西环保厅的最新统计数据显示，广西全区重金属排放企业，仅河池市就占约三分之一。在全国重点重金属污染防控区域中，仅河池一市就有三区县入围。一个颇堪玩味的细节是，就在龙江镉污染爆发前四天，环保部华南督查中心刚刚到河池进行了一次重金属污染综合防治情况的现场督察。而据河池市环保局介绍，河池市召开涉重金属企业专项整治工作会议，表示用两个月的时间即到2011年底全面提升企业污染防治能力，消除隐患。

在此之前，河池市安装了82套自动在线监控设备，一发现河流重金属超标立即调查。此举曾被当地媒体赞许为科技监测“紧箍咒”弹响重金属防控“协奏曲”。而这一切的努力，都随着一场史无前例的镉污染事件爆发深陷尴尬。

重金属污染事故于河池而言，已近乎家常便饭。此次龙江镉污染事件，俨然是沿着此前的车辙重新走了一遍。目前，河池已经对全市所有涉重企业展开了地毯式排查。1月31日，这场整治风暴扩大到了广西全区。

2非点源污染控制的重要性和主要途径是什么？

水环境污染问题通常可分为点源污染和非点源污染，点源污染主要包括工业废水和城市生活污水污染，通常有固定的排污口集中排放，非点源污染正是相对点源污染而言，是指溶解的和固体的污染物从非特定的地点，在降水（或融雪）冲刷作用下，通过径流过程而汇入受纳水体（包括河流、湖泊、水库和海湾等）

并引起水体的富营养化或其它形式的污染（Novotny和Olem，1993）。

特征与点源污染相比，非点源污染起源于分散、多样的地区，地理边界和发生位置难以识别和确定，随机性强、成因复杂、潜伏周期长，因而防治十分困难。随着各国政府对点源污染控制的重视，点源污染在包括我国在内的许多国家已经得到较好的控制和治理，而非点源污染，由于涉及范围广、控制难度大，目前已成为影响水体环境质量的重要污染源。

非点源污染的控制方法

根据非点源污染的形成特点和发生过程，其控制和治理包括源控制、径流－污染物传输过程控制、汇系统治理。对污染物进入水体后的处理过程，因投资高一般不采用。以污染源控制与径流量削减为基点，利用多水塘系统、植被缓冲、湿地、土地渗滤、促渗技术和管理措施等方法，削减径流量，降低污染物输出浓度，从源系统控制——运移途径控制——汇系统控制三个层次上，选择和应用 相关技术，合理组合，分级削减污染负荷，使非点源污染得到有效控制。 2.1 生态技术

生态技术是解决非点源污染的主要途径之一，控制降雨径流污染的生态技术主要包括：多水塘系统、缓冲带、湿地系统、土壤渗滤等。 2.1.1 多水塘系统

在自然环境中，流域的天然水塘也是一种可以加以利用的条件。水塘与河流不断进行物质交换，滞留污染径流、沉降悬浮物，是非点源污染控制的一种十分有效的方法。多路串连水塘系统（即多水塘系统）主要包括滞留池和水塘。多水塘系统是一类特殊的人工水塘湿地生态系统，是以水塘为点、沟渠为线的流域系统。通过修建暴雨滞留池，使污染物得到有效的沉降，是欧美国家中非点源污染控制的一种有效生态方法。

多水塘系统成本低廉，在滞留径流、循环利用水和营养物质、提高水资源利用率、增加生物的多样性有很好的效果。滞留池效率受入水和降雨的时空影响较大，功能较单一，对系统中植物的种类有一定要求，占用一定土地资源。 2.1.2 缓冲带

缓冲带是与受纳水体邻近、具有一定宽度和植被、在管理上与农田分割的地带，其作用在于避免污染源和河流、湖泊贯通，减少侵蚀迁移的土壤进入水体，截持土壤侵蚀的养分污染物，改善水质。在截留粗沙颗粒和颗粒吸附物、促进水流下渗、截持黏土及可溶性污染物方面，缓冲带具有显著功效。

缓冲带在减少非点源污染的同时，改善周围生态环境，增加植被覆盖和生物的多样性，但是也要占用一定土地资源，需要不定期的人工管理和养护，其效果持久性有待考证。 2.1.3 湿地系统

湿地是陆生系统和水生系统之间过渡的土地，在这些土地上，水位经常在或接近地表，或为浅水所覆盖。湖泊周边的人工和天然湿地系统能够大量截持非点源污染物，其作用日益得到人们重视。

湿地作为陆生系统和水生系统之间的过渡带，通过土壤吸附、植被吸收、生物降解等一系列作用，减少进入水体的氮、磷含量。设计湿地时，应注意系统内植物的布局和类型构成，充分发挥生态系统内的物质流动特性效用。 2.1.4 土壤渗滤

水资源短缺日益为人们重视，采用土壤渗透技术进行污水地下回灌，既减少非点源污染，又提供一定的地下水补给。土壤渗滤使非点源污染物质经过土壤层

时产生一系列的物理、化学和生物作用，得到去除和吸附降解。

土壤渗滤技术因成本低，操作简单，净化效率高，补给地下水资源，而得到了越来越多的应用，同时其地表的植被可丰富绿化层次，美化环境，为污水资源化利用提供了一种有效方法。土壤下渗通道的堵塞问题以及土壤渗透效果因季节变化的影响是应该注意的。 2.2 促渗技术

由于非点源污染的时空分布、发生时间和量的不确定性，为其建设专门的处理设施显然是不经济的。促渗技术通过强化降水下渗到土壤中削减地表径流，污染物在土壤中受物理、化学、生物作用得到净化，降水资源进入地下水系统。利用促渗技术，实现就地促渗，减少地表径流和水土流失，从源头上削减非点源污染，不必占据特定的土地空间修建一定的设施，成本低廉、方便简单实用，又 是补给地下水的直接手段。对水资源匮乏地区，促渗技术开辟了一条降雨资源化利用的途径，符合可持续发展对水资源的需求。

促渗技术通过不同材料改善土壤结构，增大土壤渗透强度，使N、P、TSS、重金属等得到吸附去除，达到削减非点源污染物目的。因此，在削减污染物载体径流以及控制水土流失、减少土壤颗粒迁移挟带污染物方面，促渗技术在控制非点源污染上可发挥特有的效用。而研究寻求效果良好、价格低廉、生态友好性材料，则是促渗技术在削减非点源污染中实际应用的关键环节。 2.4 管理手段和综合措施

在大量研究的基础上，美国提出“最佳管理措施（Best Management Practices, BMPs）”的概念。美国环保局把BMPs定义为：“任何能够减少或预防水资源污染的方法、措施或操作程序，包括工程、非工程措施的操作和维护程序”，因高效、经济、符合生态学原则，在非点源污染控制中日益受到重视，目前在全世界得到广泛运用。另外，国外采用经济税费的措施，在一定程度上减少了非点源污染。中国的非点源污染控制的困难主要有两个方面：非点源发生的部分因素如降雨等不确定性，致使其难以确定和测量；农民对因农业活动导致非点源污染造成的生态环境危害及其对农业可持续发展的影响认识不足。

根据BMPs 原则和实际情况，因地制宜，以一项或几项技术为主、多项技术有机结合，通过管理手段来统筹全局，对非点源污染控制成效显著。

3请简述常规检测法（如仪器分析法的指标或污染物监测）与生物检测法的优缺点；

水污染实验室一般要配的仪器有：

1，紫外可见分光光度计，主要用来检测一些常规的对紫外诱吸收的物质，使用方便，几乎无使用成本。为水质环监必配仪器（一般要配长样品支架）。 2，原子吸收或者ICP，主要用来检测水污染中的重金属离子，价格便宜的一般是原子吸收。为水质环境常规使用仪器。

3，气相色谱仪器，配NPD检测器和ECD检测器，主要用来检测水中的农药残留。

4，TOC，总有机碳含量的检测，一般也为必配。 5，BOD，生物含氧量的检测。 6，COD，化学含氧量的检测。

7，离子色谱，主要检测水中无机阴阳离子用。 8，多参数测定仪也可以配一台。

主要也就这么多，烘箱，PH计，天平等常规仪器自己配吧，水的富营养化主要检测水中4,5,6项基本可以了，也可以做个GC，看下水中的有机P的含量。 基本特点

1、灵敏度高：大多数仪器分析法适用于微量、痕量分析。2、取样量少3、在低浓度下的分析准确度较高：4、快速5、可进行无损分析：6、能进行多信息或特殊功能的分析：有时可同时作定性、定量分析，有时可同时测定材料的组分比和原子的价态。放射性分析法还可作痕量杂质分析。 7、专一性强：8、便于遥测、遥控、自动化：可作即时、在线分析控制生产过程、环境自动监测与控制。9、操作较简便：省去了繁多化学操作过程。随自动化、程序化程度的提高操作将更趋于简化。10、仪器设备较复杂，价格较昂贵。

利用某些生物材料(如酶、抗体、组织、细胞等)对一定的化学物质具有的特异性识别能力或灵敏响应能力，研究开发环境中污染物的生物检测技术，是近年来环境分析化学研究的热点之一。这些技术主要有生化检测试剂盒(test kits)、生化检测条(test strips)、生物传感器(biosensors) 以及生化方法与传统分析方法的联用等。与传统分析方法相比，生物检测技术一般具有仪器简单，反应迅速，不需要复杂的样品前处理过程，有较高的灵敏度或选择性等特点，特别适合于环境样本的现场检测或大量样本的高通量阳性筛选。

主要是指利用微生物进行一些环境方面的检测，包括有毒有害物质、抗生素、农药残留等的分析检测。一般而言，有毒物质对人体如果有毒的话，那么同样对于微生物也是有一定的毒害作用，因而可以利用微生物生长快速，反应灵敏的特性对一些样品进行毒理分析。 l传统的形态学检测

我国于1984年首次制定了食品卫生微生物学检验标准，一般采用无菌操作，将食品检样经过相应的处理后，做一定的倍比稀释，然后在一定条件下培养(如培养基成分、培养温度和时间、pH值、需氧性质等)，最后在电镜、显微镜下观察，根据菌落的颜色、形态等生化指标进行分辨，并计算平板的菌落数。该方法的优点是成本低，特别是对检测实验室的硬件设备要求低，曾一度被认为是微生物检测的经典方法，也是后来各种检测方法的基础平台，在各个国家都被认可，该标准在我国一直沿续至今，特别是一些病原细菌的检测。然而，该方法的缺点也较明显，首先，时间上需要很长时间，一般3～5天；其次，对一些表型特征变异的菌株，用形态学经验很难辨别，受主观的经验影响较大，因此需要观察的技术人员有较丰富的经验；再者，由于对每个抽检样品的每种菌都必须进行检测，工作量非常巨大，特别是部分对培养环境要求较为苛刻的菌，就加大了检测的工作量和检测难度；此外，随着现在食品中一些添加剂，抗生素的滥用，细菌在检测过程中的生长受抵制，导致假阴性的结果。因此，随着社会的发展和新的检测技术的应用，这种传统的方法在食品检测中将会被逐渐淘汰。

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