高能電子束有機廢水

A. 什麼是廢水的輻射處理

輻射技術為採用常規方法難以處理的污染物提供了新的凈化途徑。輻射處理大多採用γ回射線或高能電子束答。γ射線主要來自於反應堆或反應堆產生的放射性核素。
利用輻射技術可以殺死細菌和病原體、加速難降解物質的降解速率、使一些有害物變為無害物或有用物。輻射技術廣泛適用於廢氣、廢水和固體廢物的處理，已經成為環境保護的重要手段之一。

B. 常用的深度處理工藝

污水的幾種深度處理方法
污水深度處理，也稱高級處理或三級處理。它是將二級處理出水再進一步進行物理、化學和生物處理，以便有效去除污水中各種不同性質的雜質，從而滿足用戶對水質的使用要求。深度處理常見的方法有以下幾種。
1.1 活性炭吸附法與離子交換
活性炭是一種多孔性物質，而且易於自動控制，對水量、水質、水溫變化適應性強，因此活性炭吸附法是一種具有廣闊應用前景的污水深度處理技術。活性炭對分子量在500～3 000的有機物有十分明顯的去除效果，去除率一般為70%～86.7%[1]，可經濟有效地去除嗅、色度、重金屬、消毒副產物、氯化有機物、農葯、放射性有機物等。
常用的活性炭主要有粉末活性炭（PAC）、顆粒活性炭（GAC）和生物活性碳（BAC）三大類。近年來，國外對PAC的研究較多，已經深入到對各種具體污染物的吸附能力的研究。淄博市引黃供水有限公司根據水污染的程度，在水處理系統中，投加粉末活性炭去除水中的COD，過濾後水的色度能降底1～2度；臭味降低到0度[2]。GAC在國外水處理中應用較多，處理效果也較穩定，美國環保署（USEPA）飲用水標準的64項有機物指標中，有51項將GAC列為最有效技術[3]。
GAC處理工藝的缺點是基建和運行費用較高，且容易產生亞硝酸鹽等致癌物，突發性污染適應性差。如何進一步降低基建投資和運行費用，降低活性炭再生成本將成為今後的研究重點。BAC可以發揮生化和物化處理的協同作用，從而延長活性炭的工作周期，大大提高處理效率，改善出水水質。不足之處在於活性炭微孔極易被阻塞、進水水質的pH 適用范圍窄、抗沖擊負荷差等。目前，歐洲應用BAC技術的水廠已發展到70個以上，應用最廣泛的是對水進行深度處理[4]。撫順石化分公司石油三廠採用BAC技術，既節省了新鮮水的補充量，減少污水排放量，減輕水體污染，降低生產成本，還體現了經濟效益和社會效益的統一[5]。今後的研究重點是降低投資成本和增加各種預處理措施與BAC聯用，提高處理效果。
1.2 膜分離法
膜分離技術是以高分子分離膜為代表的一種新型的流體分離單元操作技術[6,7]。它的最大特點是分離過程中不伴隨有相的變化，僅靠一定的壓力作為驅動力就能獲得很高的分離效果，是一種非常節省能源的分離技術。
微濾可以除去細菌、病毒和寄生生物等，還可以降低水中的磷酸鹽含量。天津開發區污水處理廠採用微濾膜對SBR二級出水進行深度處理, 滿足了景觀、沖洗路面和沖廁等市政雜用和生活雜用的需求[8]。
超濾用於去除大分子，對二級出水的COD和BOD去除率大於50%。北京市高碑店污水處理廠採用超濾法對二級出水進行深度處理，產水水質達到生活雜用水標准，回用污水用於洗車，每年可節約用水4 700 m3[9]。
反滲透用於降低礦化度和去除總溶解固體，對二級出水的脫鹽率達到90%以上，COD和BOD的去除率在85%左右，細菌去除率90%以上[10]。緬甸某電廠採用反滲透膜和電除鹽聯用技術，用於鍋爐補給水。經反滲透處理的水，能去除絕大部分的無機鹽、有機物和微生物[11]。
納濾介於反滲透和超濾之間，其操作壓力通常為0.5～1.0 MPa，納濾膜的一個顯著特點是具有離子選擇性，它對二價離子的去除率高達95%以上，一價離子的去除率較低，為40%～80%[12]。潘巧明等人採用膜生物反應器－納濾膜集成技術處理糖蜜制酒精廢水取得了較好結果，出水COD小於100 mg/L，廢水回用率大於80%[13]。
我國的膜技術在深度處理領域的應用與世界先進水平尚有較大差距。今後的研究重點是開發、製造高強度、長壽命、抗污染、高通量的膜材料，著重解決膜污染、濃差極化及清洗等關鍵問題。
1.3 高級氧化法
工業生產中排放的高濃度有機污染物和有毒有害污染物，種類多、危害大，有些污染物難以生物降解且對生化反應有抑制和毒害作用。而高級氧化法在反應中產生活性極強的自由基（如•OH等），使難降解有機污染物轉變成易降解小分子物質，甚至直接生成CO2和H2O，達到無害化目的。
1.3.1 濕式氧化法
濕式氧化法（WAO）是在高溫（150～350 ℃）、高壓（0.5～20 MPa）下利用O2或空氣作為氧化劑，氧化水中的有機物或無機物，達到去除污染物的目的，其最終產物是CO2和H2O[14]。福建煉油化工有限公司於2002年引進了WAO工藝，徹底解決了鹼渣的後續治理和惡臭污染問題，而且運行成本低，氧化效率高[15]。
1.3.2 濕式催化氧化法
濕式催化氧化法（CWAO）是在傳統的濕式氧化處理工藝中加入適宜的催化劑使氧化反應能在更溫和的條件下和更短的時間內完成，也因此可減輕設備腐蝕、降低運行費用[16,17]。目前，建於昆明市的一套連續流動型CWAO工業實驗裝置，已經體現出了較好的經濟性[18]。
濕式催化氧化法的催化劑一般分為金屬鹽、氧化物和復合氧化物3類。目前，考慮經濟性，應用最多的催化劑是過渡金屬氧化物如Cu、Fe、Ni、Co、Mn等及其鹽類。採用固體催化劑還可避免催化劑的流失、二次污染的產生及資金的浪費。
1.3.3 超臨界水氧化法
超臨界水氧化法把溫度和壓力升高到水的臨界點以上，該狀態的水就稱為超臨界水。在此狀態下水的密度、介電常數、粘度、擴散系數、電導率和溶劑化學性能都不同於普通水。較高的反應溫度（400～600 ℃)和壓力也使反應速率加快，可以在幾秒鍾內對有機物達到很高的破壞效率。
美國德克薩斯州哈靈頓首次大規模應用超臨界水氧化法處理污泥，日處理量達9.8 t。系統運行證明其COD的去除率達到99.9%以上，污泥中的有機成分全部轉化為CO2、H2O以及其他無害物質，且運行成本較低[19]。
1.3.4 光化學催化氧化法
目前研究較多的光化學催化氧化法主要分為Fenton試劑法、類Fenton試劑法和以TiO2為主體的氧化法。
Fenton試劑法由Fenton在20世紀發現，如今作為廢水處理領域中有意義的研究方法重新被重視起來。Fenton試劑依靠H2O2和Fe2+鹽生成•OH，對於廢水處理來說，這種反應物是一個非常有吸引力的氧化體系，因為鐵是很豐富且無毒的元素，而且H2O2也很容易操作，對環境也是安全的[20]。Fenton試劑能夠破壞廢水中諸如苯酚和除草劑等有毒化合物。目前國內對於Fenton試劑用於印染廢水處理方面的研究很多，結果證明Fenton 試劑對於印染廢水的脫色效果非常好。另外，國內外的研究還證明，用Fenton試劑可有效地處理含油、醇、苯系物、硝基苯及酚等物質的廢水。
類Fenton試劑法具有設備簡單、反應條件溫和、操作方便等優點，在處理有毒有害難生物降解有機廢水中極具應用潛力。該法實際應用的主要問題是處理費用高，只適用於低濃度、少量廢水的處理。將其作為難降解有機廢水的預處理或深度處理方法，再與其他處理方法（如生物法、混凝法等）聯用，則可以更好地降低廢水處理成本、提高處理效率，並拓寬該技術的應用范圍。
光催化法是利用光照某些具有能帶結構的半導體光催化劑如TiO2、ZnO、CdS、WO3等誘發強氧化自由基•OH，使許多難以實現的化學反應能在常規條件下進行。銳鈦礦中形成的TiO2具有穩定性高、性能優良和成本低等特徵。在全世界范圍內開展的最新研究是獲得改良的（摻入其他成分）TiO2，改良後的TiO2具有更寬的吸收譜線和更高的量子產生率。
1.3.5 電化學氧化法
電化學氧化又稱電化學燃燒，是環境電化學的一個分支。其基本原理是在電極表面的電催化作用下或在由電場作用而產生的自由基作用下使有機物氧化。除可將有機物徹底氧化為CO2和H2O外，電化學氧化還可作為生物處理的預處理工藝，將非生物相容性的物質經電化學轉化後變為生物相容性物質。這種方法具有能量利用率高，低溫下也可進行；設備相對較為簡單，操作費用低，易於自動控制；無二次污染等特點。
1.3.6 超聲輻射降解法
超聲輻射降解法主要源於液體在超聲波輻射下產生空化氣泡，它能吸收聲能並在極短時間內崩潰釋放能量，在其周圍極小的空間范圍內產生1 900～5 200 K的高溫和超過50 MPa的高壓。進入空化氣泡的水分子可發生分解反應產生高氧化活性的•OH，誘發有機物降解；此外，在空化氣泡表層的水分子則可以形成超臨界水，有利於化學反應速度的提高。
超聲波對含鹵化物的脫鹵、氧化效果顯著，氯代苯酚、氯苯、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等含氯有機物最終的降解產物為HCl、H2O、CO、CO2等。超聲降解對硝基化合物的脫硝基也很有效。添加O3、H2O2、Fenton試劑等氧化劑將進一步增強超聲降解效果。超聲與其他氧化法的組合是目前的研究熱點，如US/O3、US/H2O2、US/Fenton、US/光化學法。目前，超聲輻射降解水體污染物的研究仍處於試驗探索階段。
1.3.7 輻射法
輻射法是利用高能射線（γ、χ射線）和電子束等對化合物的破壞作用所開發的污水輻射凈化法。一般認為輻射技術處理有機廢水的反應機理是由於水在高能輻射的作用下產生•OH、H2O2、•HO2等高活性粒子，再由這些高活性粒子誘發反應，使有害物質降解。
輻射法對有機物的處理效率高、操作簡便。該技術存在的主要難題是用於產生高能粒子的裝置昂貴、技術要求高，而且該法的能耗大、能量利用率較低；此外為避免輻射對人體的危害，還需要特殊的保護措施。因此該法要投入運行，還需進行大量的研究探索工作。
1.4 臭氧法
臭氧具有極強的氧化性，對許多有機物或官能團發生反應，有效地改善水質。臭氧能氧化分解水中各種雜質所造成的色、嗅，其脫色效果比活性炭好；還能降低出水濁度，起到良好的絮凝作用，提高過濾濾速或者延長過濾周期。目前，由於國內的臭氧發生技術和工藝比較落後，所以運行費用過高，推廣有難度。

此外，一般的化學混凝、沉澱和氣浮、消毒等也是常見工藝

C. 光催化氧化一般放在水處理的哪一步進行

目前用於環境水處理領域的光催化劑主要種類有哪些深度處理常見的方法有以下幾種。1.1活性炭吸附法與離子交換活性炭是一種多孔性物質，而且易於自動控制，對水量、水質、水溫變化適應性強，因此活性炭吸附法是一種具有廣闊應用前景的污水深度處理技術。活性炭對分子量在500～3000的有機物有十分明顯的去除效果，去除率一般為70%～86.7%[1]，可經濟有效地去除嗅、色度、重金屬、消毒副產物、氯化有機物、農葯、放射性有機物等。常用的活性炭主要有粉末活性炭（PAC）、顆粒活性炭（GAC）和生物活性碳（BAC）三大類。近年來，國外對PAC的研究較多，已經深入到對各種具體污染物的吸附能力的研究。淄博市引黃供水有限公司根據水污染的程度，在水處理系統中，投加粉末活性炭去除水中的COD，過濾後水的色度能降底1～2度；臭味降低到0度[2]。GAC在國外水處理中應用較多，處理效果也較穩定，美國環保署（USEPA）飲用水標準的64項有機物指標中，有51項將GAC列為最有效技術[3]。GAC處理工藝的缺點是基建和運行費用較高，且容易產生亞硝酸鹽等致癌物，突發性污染適應性差。如何進一步降低基建投資和運行費用，降低活性炭再生成本將成為今後的研究重點。BAC可以發揮生化和物化處理的協同作用，從而延長活性炭的工作周期，大大提高處理效率，改善出水水質。不足之處在於活性炭微孔極易被阻塞、進水水質的pH適用范圍窄、抗沖擊負荷差等。目前，歐洲應用BAC技術的水廠已發展到70個以上，應用最廣泛的是對水進行深度處理[4]。撫順石化分公司石油三廠採用BAC技術，既節省了新鮮水的補充量，減少污水排放量，減輕水體污染，降低生產成本，還體現了經濟效益和社會效益的統一[5]。今後的研究重點是降低投資成本和增加各種預處理措施與BAC聯用，提高處理效果。1.2膜分離法膜分離技術是以高分子分離膜為代表的一種新型的流體分離單元操作技術[6,7]。它的最大特點是分離過程中不伴隨有相的變化，僅靠一定的壓力作為驅動力就能獲得很高的分離效果，是一種非常節省能源的分離技術。微濾可以除去細菌、病毒和寄生生物等，還可以降低水中的磷酸鹽含量。天津開發區污水處理廠採用微濾膜對SBR二級出水進行深度處理,滿足了景觀、沖洗路面和沖廁等市政雜用和生活雜用的需求[8]。超濾用於去除大分子，對二級出水的COD和BOD去除率大於50%。北京市高碑店污水處理廠採用超濾法對二級出水進行深度處理，產水水質達到生活雜用水標准，回用污水用於洗車，每年可節約用水4700m3[9]。反滲透用於降低礦化度和去除總溶解固體，對二級出水的脫鹽率達到90%以上，COD和BOD的去除率在85%左右，細菌去除率90%以上[10]。緬甸某電廠採用反滲透膜和電除鹽聯用技術，用於鍋爐補給水。經反滲透處理的水，能去除絕大部分的無機鹽、有機物和微生物[11]。納濾介於反滲透和超濾之間，其操作壓力通常為0.5～1.0MPa，納濾膜的一個顯著特點是具有離子選擇性，它對二價離子的去除率高達95%以上，一價離子的去除率較低，為40%～80%[12]。潘巧明等人採用膜生物反應器－納濾膜集成技術處理糖蜜制酒精廢水取得了較好結果，出水COD小於100mg/L，廢水回用率大於80%[13]。我國的膜技術在深度處理領域的應用與世界先進水平尚有較大差距。今後的研究重點是開發、製造高強度、長壽命、抗污染、高通量的膜材料，著重解決膜污染、濃差極化及清洗等關鍵問題。1.3高級氧化法工業生產中排放的高濃度有機污染物和有毒有害污染物，種類多、危害大，有些污染物難以生物降解且對生化反應有抑制和毒害作用。而高級氧化法在反應中產生活性極強的自由基（如•OH等），使難降解有機污染物轉變成易降解小分子物質，甚至直接生成CO2和H2O，達到無害化目的。1.3.1濕式氧化法濕式氧化法（WAO）是在高溫（150～350℃）、高壓（0.5～20MPa）下利用O2或空氣作為氧化劑，氧化水中的有機物或無機物，達到去除污染物的目的，其最終產物是CO2和H2O[14]。福建煉油化工有限公司於2002年引進了WAO工藝，徹底解決了鹼渣的後續治理和惡臭污染問題，而且運行成本低，氧化效率高[15]。1.3.2濕式催化氧化法濕式催化氧化法（CWAO）是在傳統的濕式氧化處理工藝中加入適宜的催化劑使氧化反應能在更溫和的條件下和更短的時間內完成，也因此可減輕設備腐蝕、降低運行費用[16,17]。目前，建於昆明市的一套連續流動型CWAO工業實驗裝置，已經體現出了較好的經濟性[18]。濕式催化氧化法的催化劑一般分為金屬鹽、氧化物和復合氧化物3類。目前，考慮經濟性，應用最多的催化劑是過渡金屬氧化物如Cu、Fe、Ni、Co、Mn等及其鹽類。採用固體催化劑還可避免催化劑的流失、二次污染的產生及資金的浪費。1.3.3超臨界水氧化法超臨界水氧化法把溫度和壓力升高到水的臨界點以上，該狀態的水就稱為超臨界水。在此狀態下水的密度、介電常數、粘度、擴散系數、電導率和溶劑化學性能都不同於普通水。較高的反應溫度（400～600℃)和壓力也使反應速率加快，可以在幾秒鍾內對有機物達到很高的破壞效率。美國德克薩斯州哈靈頓首次大規模應用超臨界水氧化法處理污泥，日處理量達9.8t。系統運行證明其COD的去除率達到99.9%以上，污泥中的有機成分全部轉化為CO2、H2O以及其他無害物質，且運行成本較低[19]。1.3.4光化學催化氧化法目前研究較多的光化學催化氧化法主要分為Fenton試劑法、類Fenton試劑法和以TiO2為主體的氧化法。Fenton試劑法由Fenton在20世紀發現，如今作為廢水處理領域中有意義的研究方法重新被重視起來。Fenton試劑依靠H2O2和Fe2+鹽生成•OH，對於廢水處理來說，這種反應物是一個非常有吸引力的氧化體系，因為鐵是很豐富且無毒的元素，而且H2O2也很容易操作，對環境也是安全的[20]。Fenton試劑能夠破壞廢水中諸如苯酚和除草劑等有毒化合物。目前國內對於Fenton試劑用於印染廢水處理方面的研究很多，結果證明Fenton試劑對於印染廢水的脫色效果非常好。另外，國內外的研究還證明，用Fenton試劑可有效地處理含油、醇、苯系物、硝基苯及酚等物質的廢水。類Fenton試劑法具有設備簡單、反應條件溫和、操作方便等優點，在處理有毒有害難生物降解有機廢水中極具應用潛力。該法實際應用的主要問題是處理費用高，只適用於低濃度、少量廢水的處理。將其作為難降解有機廢水的預處理或深度處理方法，再與其他處理方法（如生物法、混凝法等）聯用，則可以更好地降低廢水處理成本、提高處理效率，並拓寬該技術的應用范圍。光催化法是利用光照某些具有能帶結構的半導體光催化劑如TiO2、ZnO、CdS、WO3等誘發強氧化自由基•OH，使許多難以實現的化學反應能在常規條件下進行。銳鈦礦中形成的TiO2具有穩定性高、性能優良和成本低等特徵。在全世界范圍內開展的最新研究是獲得改良的（摻入其他成分）TiO2，改良後的TiO2具有更寬的吸收譜線和更高的量子產生率。1.3.5電化學氧化法電化學氧化又稱電化學燃燒，是環境電化學的一個分支。其基本原理是在電極表面的電催化作用下或在由電場作用而產生的自由基作用下使有機物氧化。除可將有機物徹底氧化為CO2和H2O外，電化學氧化還可作為生物處理的預處理工藝，將非生物相容性的物質經電化學轉化後變為生物相容性物質。這種方法具有能量利用率高，低溫下也可進行；設備相對較為簡單，操作費用低，易於自動控制；無二次污染等特點。1.3.6超聲輻射降解法超聲輻射降解法主要源於液體在超聲波輻射下產生空化氣泡，它能吸收聲能並在極短時間內崩潰釋放能量，在其周圍極小的空間范圍內產生1900～5200K的高溫和超過50MPa的高壓。進入空化氣泡的水分子可發生分解反應產生高氧化活性的•OH，誘發有機物降解；此外，在空化氣泡表層的水分子則可以形成超臨界水，有利於化學反應速度的提高。超聲波對含鹵化物的脫鹵、氧化效果顯著，氯代苯酚、氯苯、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等含氯有機物最終的降解產物為HCl、H2O、CO、CO2等。超聲降解對硝基化合物的脫硝基也很有效。添加O3、H2O2、Fenton試劑等氧化劑將進一步增強超聲降解效果。超聲與其他氧化法的組合是目前的研究熱點，如US/O3、US/H2O2、US/Fenton、US/光化學法。目前，超聲輻射降解水體污染物的研究仍處於試驗探索階段。1.3.7輻射法輻射法是利用高能射線（γ、χ射線）和電子束等對化合物的破壞作用所開發的污水輻射凈化法。一般認為輻射技術處理有機廢水的反應機理是由於水在高能輻射的作用下產生•OH、H2O2、•HO2等高活性粒子，再由這些高活性粒子誘發反應，使有害物質降解。輻射法對有機物的處理效率高、操作簡便。該技術存在的主要難題是用於產生高能粒子的裝置昂貴、技術要求高，而且該法的能耗大、能量利用率較低；此外為避免輻射對人體的危害，還需要特殊的保護措施。資料可登錄易凈水網查看。因此該法要投入運行，還需進行大量的研究探索工作。1.4臭氧法臭氧具有極強的氧化性，對許多有機物或官能團發生反應，有效地改善水質。臭氧能氧化分解水中各種雜質所造成的色、嗅，其脫色效果比活性炭好；還能降低出水濁度，起到良好的絮凝作用，提高過濾濾速或者延長過濾周期。目前，由於國內的臭氧發生技術和工藝比較落後，所以運行費用過高，推廣有難度。

D. 城市污水處理中深度處理有哪些工藝

深度處理常見的方法有以下幾種。

1.1 活性炭吸附法與離子交換
活性炭是一種多孔性物質，而且易於自動控制，對水量、水質、水溫變化適應性強，因此活性炭吸附法是一種具有廣闊應用前景的污水深度處理技術。活性炭對分子量在500～3 000的有機物有十分明顯的去除效果，去除率一般為70%～86.7%[1]，可經濟有效地去除嗅、色度、重金屬、消毒副產物、氯化有機物、農葯、放射性有機物等。
常用的活性炭主要有粉末活性炭（PAC）、顆粒活性炭（GAC）和生物活性碳（BAC）三大類。近年來，國外對PAC的研究較多，已經深入到對各種具體污染物的吸附能力的研究。淄博市引黃供水有限公司根據水污染的程度，在水處理系統中，投加粉末活性炭去除水中的COD，過濾後水的色度能降底1～2度；臭味降低到0度[2]。GAC在國外水處理中應用較多，處理效果也較穩定，美國環保署（USEPA）飲用水標準的64項有機物指標中，有51項將GAC列為最有效技術[3]。
GAC處理工藝的缺點是基建和運行費用較高，且容易產生亞硝酸鹽等致癌物，突發性污染適應性差。如何進一步降低基建投資和運行費用，降低活性炭再生成本將成為今後的研究重點。BAC可以發揮生化和物化處理的協同作用，從而延長活性炭的工作周期，大大提高處理效率，改善出水水質。不足之處在於活性炭微孔極易被阻塞、進水水質的pH 適用范圍窄、抗沖擊負荷差等。目前，歐洲應用BAC技術的水廠已發展到70個以上，應用最廣泛的是對水進行深度處理[4]。撫順石化分公司石油三廠採用BAC技術，既節省了新鮮水的補充量，減少污水排放量，減輕水體污染，降低生產成本，還體現了經濟效益和社會效益的統一[5]。今後的研究重點是降低投資成本和增加各種預處理措施與BAC聯用，提高處理效果。
1.2 膜分離法
膜分離技術是以高分子分離膜為代表的一種新型的流體分離單元操作技術[6,7]。它的最大特點是分離過程中不伴隨有相的變化，僅靠一定的壓力作為驅動力就能獲得很高的分離效果，是一種非常節省能源的分離技術。
微濾可以除去細菌、病毒和寄生生物等，還可以降低水中的磷酸鹽含量。天津開發區污水處理廠採用微濾膜對SBR二級出水進行深度處理, 滿足了景觀、沖洗路面和沖廁等市政雜用和生活雜用的需求[8]。
超濾用於去除大分子，對二級出水的COD和BOD去除率大於50%。北京市高碑店污水處理廠採用超濾法對二級出水進行深度處理，產水水質達到生活雜用水標准，回用污水用於洗車，每年可節約用水4 700 m3[9]。
反滲透用於降低礦化度和去除總溶解固體，對二級出水的脫鹽率達到90%以上，COD和BOD的去除率在85%左右，細菌去除率90%以上[10]。緬甸某電廠採用反滲透膜和電除鹽聯用技術，用於鍋爐補給水。經反滲透處理的水，能去除絕大部分的無機鹽、有機物和微生物[11]。
納濾介於反滲透和超濾之間，其操作壓力通常為0.5～1.0 MPa，納濾膜的一個顯著特點是具有離子選擇性，它對二價離子的去除率高達95%以上，一價離子的去除率較低，為40%～80%[12]。潘巧明等人採用膜生物反應器－納濾膜集成技術處理糖蜜制酒精廢水取得了較好結果，出水COD小於100 mg/L，廢水回用率大於80%[13]。
我國的膜技術在深度處理領域的應用與世界先進水平尚有較大差距。今後的研究重點是開發、製造高強度、長壽命、抗污染、高通量的膜材料，著重解決膜污染、濃差極化及清洗等關鍵問題。
1.3 高級氧化法
工業生產中排放的高濃度有機污染物和有毒有害污染物，種類多、危害大，有些污染物難以生物降解且對生化反應有抑制和毒害作用。而高級氧化法在反應中產生活性極強的自由基（如•OH等），使難降解有機污染物轉變成易降解小分子物質，甚至直接生成CO2和H2O，達到無害化目的。
1.3.1 濕式氧化法
濕式氧化法（WAO）是在高溫（150～350 ℃）、高壓（0.5～20 MPa）下利用O2或空氣作為氧化劑，氧化水中的有機物或無機物，達到去除污染物的目的，其最終產物是CO2和H2O[14]。福建煉油化工有限公司於2002年引進了WAO工藝，徹底解決了鹼渣的後續治理和惡臭污染問題，而且運行成本低，氧化效率高[15]。
1.3.2 濕式催化氧化法
濕式催化氧化法（CWAO）是在傳統的濕式氧化處理工藝中加入適宜的催化劑使氧化反應能在更溫和的條件下和更短的時間內完成，也因此可減輕設備腐蝕、降低運行費用[16,17]。目前，建於昆明市的一套連續流動型CWAO工業實驗裝置，已經體現出了較好的經濟性[18]。
濕式催化氧化法的催化劑一般分為金屬鹽、氧化物和復合氧化物3類。目前，考慮經濟性，應用最多的催化劑是過渡金屬氧化物如Cu、Fe、Ni、Co、Mn等及其鹽類。採用固體催化劑還可避免催化劑的流失、二次污染的產生及資金的浪費。
1.3.3 超臨界水氧化法
超臨界水氧化法把溫度和壓力升高到水的臨界點以上，該狀態的水就稱為超臨界水。在此狀態下水的密度、介電常數、粘度、擴散系數、電導率和溶劑化學性能都不同於普通水。較高的反應溫度（400～600 ℃)和壓力也使反應速率加快，可以在幾秒鍾內對有機物達到很高的破壞效率。
美國德克薩斯州哈靈頓首次大規模應用超臨界水氧化法處理污泥，日處理量達9.8 t。系統運行證明其COD的去除率達到99.9%以上，污泥中的有機成分全部轉化為CO2、H2O以及其他無害物質，且運行成本較低[19]。
1.3.4 光化學催化氧化法
目前研究較多的光化學催化氧化法主要分為Fenton試劑法、類Fenton試劑法和以TiO2為主體的氧化法。
Fenton試劑法由Fenton在20世紀發現，如今作為廢水處理領域中有意義的研究方法重新被重視起來。Fenton試劑依靠H2O2和Fe2+鹽生成•OH，對於廢水處理來說，這種反應物是一個非常有吸引力的氧化體系，因為鐵是很豐富且無毒的元素，而且H2O2也很容易操作，對環境也是安全的[20]。Fenton試劑能夠破壞廢水中諸如苯酚和除草劑等有毒化合物。目前國內對於Fenton試劑用於印染廢水處理方面的研究很多，結果證明Fenton 試劑對於印染廢水的脫色效果非常好。另外，國內外的研究還證明，用Fenton試劑可有效地處理含油、醇、苯系物、硝基苯及酚等物質的廢水。
類Fenton試劑法具有設備簡單、反應條件溫和、操作方便等優點，在處理有毒有害難生物降解有機廢水中極具應用潛力。該法實際應用的主要問題是處理費用高，只適用於低濃度、少量廢水的處理。將其作為難降解有機廢水的預處理或深度處理方法，再與其他處理方法（如生物法、混凝法等）聯用，則可以更好地降低廢水處理成本、提高處理效率，並拓寬該技術的應用范圍。
光催化法是利用光照某些具有能帶結構的半導體光催化劑如TiO2、ZnO、CdS、WO3等誘發強氧化自由基•OH，使許多難以實現的化學反應能在常規條件下進行。銳鈦礦中形成的TiO2具有穩定性高、性能優良和成本低等特徵。在全世界范圍內開展的最新研究是獲得改良的（摻入其他成分）TiO2，改良後的TiO2具有更寬的吸收譜線和更高的量子產生率。
1.3.5 電化學氧化法
電化學氧化又稱電化學燃燒，是環境電化學的一個分支。其基本原理是在電極表面的電催化作用下或在由電場作用而產生的自由基作用下使有機物氧化。除可將有機物徹底氧化為CO2和H2O外，電化學氧化還可作為生物處理的預處理工藝，將非生物相容性的物質經電化學轉化後變為生物相容性物質。這種方法具有能量利用率高，低溫下也可進行；設備相對較為簡單，操作費用低，易於自動控制；無二次污染等特點。
1.3.6 超聲輻射降解法
超聲輻射降解法主要源於液體在超聲波輻射下產生空化氣泡，它能吸收聲能並在極短時間內崩潰釋放能量，在其周圍極小的空間范圍內產生1 900～5 200 K的高溫和超過50 MPa的高壓。進入空化氣泡的水分子可發生分解反應產生高氧化活性的•OH，誘發有機物降解；此外，在空化氣泡表層的水分子則可以形成超臨界水，有利於化學反應速度的提高。
超聲波對含鹵化物的脫鹵、氧化效果顯著，氯代苯酚、氯苯、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等含氯有機物最終的降解產物為HCl、H2O、CO、CO2等。超聲降解對硝基化合物的脫硝基也很有效。添加O3、H2O2、Fenton試劑等氧化劑將進一步增強超聲降解效果。超聲與其他氧化法的組合是目前的研究熱點，如US/O3、US/H2O2、US/Fenton、US/光化學法。目前，超聲輻射降解水體污染物的研究仍處於試驗探索階段。
1.3.7 輻射法
輻射法是利用高能射線（γ、χ射線）和電子束等對化合物的破壞作用所開發的污水輻射凈化法。一般認為輻射技術處理有機廢水的反應機理是由於水在高能輻射的作用下產生•OH、H2O2、•HO2等高活性粒子，再由這些高活性粒子誘發反應，使有害物質降解。
輻射法對有機物的處理效率高、操作簡便。該技術存在的主要難題是用於產生高能粒子的裝置昂貴、技術要求高，而且該法的能耗大、能量利用率較低；此外為避免輻射對人體的危害，還需要特殊的保護措施。更多資料可登錄易凈水網查看。因此該法要投入運行，還需進行大量的研究探索工作。
1.4 臭氧法
臭氧具有極強的氧化性，對許多有機物或官能團發生反應，有效地改善水質。臭氧能氧化分解水中各種雜質所造成的色、嗅，其脫色效果比活性炭好；還能降低出水濁度，起到良好的絮凝作用，提高過濾濾速或者延長過濾周期。目前，由於國內的臭氧發生技術和工藝比較落後，所以運行費用過高，推廣有難度。

E. 電子束輻照原理，不同的輻照劑量是什麼意思

一、輻照原理的說明：
輻照交聯就是利用電子加速器產生的高能量電子束流，轟擊絕緣層及護套，將高分子鏈打斷，被打斷的每一個斷點成為自由基。自由基不穩定，相互之間要重新組合，重新組合後原來的鏈狀分子結構變成三維網狀的分子結構而形成交聯。
二、輻照交聯低煙無鹵電線電纜的特性
1、載流量大；輻照交聯電纜，經高能電子束輻照後，材料的分子結構從線性變成三維網狀分子結構，耐溫等級從非交聯的70℃提高到90℃、105℃、125℃、135℃、甚至150℃，比同規格的電纜的載流量提高15-50% 。
2、絕緣電阻大；由於輻照交聯電纜避免了採用氫氧化物作為阻燃劑，因此防止了交聯時出現的預交聯和因絕緣層吸收空氣中的水分而使絕緣電阻下降現象。從而保證了絕緣電阻值。
3、使用壽命長，過載能力強；由於輻照交聯後的聚烯烴材料的耐高溫等級高，老化溫度高，所以延長了電纜在使用過程中循環發熱的使用壽命。
4、環保，安全；由於電纜所採用的材料都是無鹵環保材料，所以電纜的燃燒特性符合環保要求。
5、產品質量溫度；傳統的溫水交聯電纜的質量受水溫度，劑制工藝，交聯添加劑等因素影響，質量不穩定，而輻照交聯電纜的質量取決於電子束的輻照劑量，輻照劑量是由計算機控制，少了人為的因素，所以質量穩定。

輻照交聯低煙無鹵阻燃電線電纜具有難以著火並具有阻止或延緩火焰蔓延的能力，過載力強，而且一旦著火，他具有無鹵，低煙，無毒，無腐蝕等特性，適用於如高層建築，賓館，醫院，地鐵，核電站，隧道，發電廠，礦石，石油，化工等。
這樣的提問沒有意義
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F. 10Mev高能電子束在水中的穿透深度是多少

10Mev電子束對於密度為1g/cm³的物質，穿透深度為3.5,m（劑量最大值的60%為其穿透深度）。

G. 目前用於環境水處理領域的光催化劑主要種類有哪些

目前用於環境水處理領域的光催化劑主要種類有哪些
深度處理常見的方法有以下幾種。

1.1 活性炭吸附法與離子交換
活性炭是一種多孔性物質，而且易於自動控制，對水量、水質、水溫變化適應性強，因此活性炭吸附法是一種具有廣闊應用前景的污水深度處理技術。活性炭對分子量在500～3 000的有機物有十分明顯的去除效果，去除率一般為70%～86.7%[1]，可經濟有效地去除嗅、色度、重金屬、消毒副產物、氯化有機物、農葯、放射性有機物等。
常用的活性炭主要有粉末活性炭（PAC）、顆粒活性炭（GAC）和生物活性碳（BAC）三大類。近年來，國外對PAC的研究較多，已經深入到對各種具體污染物的吸附能力的研究。淄博市引黃供水有限公司根據水污染的程度，在水處理系統中，投加粉末活性炭去除水中的COD，過濾後水的色度能降底1～2度；臭味降低到0度[2]。GAC在國外水處理中應用較多，處理效果也較穩定，美國環保署（USEPA）飲用水標準的64項有機物指標中，有51項將GAC列為最有效技術[3]。
GAC處理工藝的缺點是基建和運行費用較高，且容易產生亞硝酸鹽等致癌物，突發性污染適應性差。如何進一步降低基建投資和運行費用，降低活性炭再生成本將成為今後的研究重點。BAC可以發揮生化和物化處理的協同作用，從而延長活性炭的工作周期，大大提高處理效率，改善出水水質。不足之處在於活性炭微孔極易被阻塞、進水水質的pH 適用范圍窄、抗沖擊負荷差等。目前，歐洲應用BAC技術的水廠已發展到70個以上，應用最廣泛的是對水進行深度處理[4]。撫順石化分公司石油三廠採用BAC技術，既節省了新鮮水的補充量，減少污水排放量，減輕水體污染，降低生產成本，還體現了經濟效益和社會效益的統一[5]。今後的研究重點是降低投資成本和增加各種預處理措施與BAC聯用，提高處理效果。
1.2 膜分離法
膜分離技術是以高分子分離膜為代表的一種新型的流體分離單元操作技術[6,7]。它的最大特點是分離過程中不伴隨有相的變化，僅靠一定的壓力作為驅動力就能獲得很高的分離效果，是一種非常節省能源的分離技術。
微濾可以除去細菌、病毒和寄生生物等，還可以降低水中的磷酸鹽含量。天津開發區污水處理廠採用微濾膜對SBR二級出水進行深度處理, 滿足了景觀、沖洗路面和沖廁等市政雜用和生活雜用的需求[8]。
超濾用於去除大分子，對二級出水的COD和BOD去除率大於50%。北京市高碑店污水處理廠採用超濾法對二級出水進行深度處理，產水水質達到生活雜用水標准，回用污水用於洗車，每年可節約用水4 700 m3[9]。
反滲透用於降低礦化度和去除總溶解固體，對二級出水的脫鹽率達到90%以上，COD和BOD的去除率在85%左右，細菌去除率90%以上[10]。緬甸某電廠採用反滲透膜和電除鹽聯用技術，用於鍋爐補給水。經反滲透處理的水，能去除絕大部分的無機鹽、有機物和微生物[11]。
納濾介於反滲透和超濾之間，其操作壓力通常為0.5～1.0 MPa，納濾膜的一個顯著特點是具有離子選擇性，它對二價離子的去除率高達95%以上，一價離子的去除率較低，為40%～80%[12]。潘巧明等人採用膜生物反應器－納濾膜集成技術處理糖蜜制酒精廢水取得了較好結果，出水COD小於100 mg/L，廢水回用率大於80%[13]。
我國的膜技術在深度處理領域的應用與世界先進水平尚有較大差距。今後的研究重點是開發、製造高強度、長壽命、抗污染、高通量的膜材料，著重解決膜污染、濃差極化及清洗等關鍵問題。
1.3 高級氧化法
工業生產中排放的高濃度有機污染物和有毒有害污染物，種類多、危害大，有些污染物難以生物降解且對生化反應有抑制和毒害作用。而高級氧化法在反應中產生活性極強的自由基（如•OH等），使難降解有機污染物轉變成易降解小分子物質，甚至直接生成CO2和H2O，達到無害化目的。
1.3.1 濕式氧化法
濕式氧化法（WAO）是在高溫（150～350 ℃）、高壓（0.5～20 MPa）下利用O2或空氣作為氧化劑，氧化水中的有機物或無機物，達到去除污染物的目的，其最終產物是CO2和H2O[14]。福建煉油化工有限公司於2002年引進了WAO工藝，徹底解決了鹼渣的後續治理和惡臭污染問題，而且運行成本低，氧化效率高[15]。
1.3.2 濕式催化氧化法
濕式催化氧化法（CWAO）是在傳統的濕式氧化處理工藝中加入適宜的催化劑使氧化反應能在更溫和的條件下和更短的時間內完成，也因此可減輕設備腐蝕、降低運行費用[16,17]。目前，建於昆明市的一套連續流動型CWAO工業實驗裝置，已經體現出了較好的經濟性[18]。
濕式催化氧化法的催化劑一般分為金屬鹽、氧化物和復合氧化物3類。目前，考慮經濟性，應用最多的催化劑是過渡金屬氧化物如Cu、Fe、Ni、Co、Mn等及其鹽類。採用固體催化劑還可避免催化劑的流失、二次污染的產生及資金的浪費。
1.3.3 超臨界水氧化法
超臨界水氧化法把溫度和壓力升高到水的臨界點以上，該狀態的水就稱為超臨界水。在此狀態下水的密度、介電常數、粘度、擴散系數、電導率和溶劑化學性能都不同於普通水。較高的反應溫度（400～600 ℃)和壓力也使反應速率加快，可以在幾秒鍾內對有機物達到很高的破壞效率。
美國德克薩斯州哈靈頓首次大規模應用超臨界水氧化法處理污泥，日處理量達9.8 t。系統運行證明其COD的去除率達到99.9%以上，污泥中的有機成分全部轉化為CO2、H2O以及其他無害物質，且運行成本較低[19]。
1.3.4 光化學催化氧化法
目前研究較多的光化學催化氧化法主要分為Fenton試劑法、類Fenton試劑法和以TiO2為主體的氧化法。
Fenton試劑法由Fenton在20世紀發現，如今作為廢水處理領域中有意義的研究方法重新被重視起來。Fenton試劑依靠H2O2和Fe2+鹽生成•OH，對於廢水處理來說，這種反應物是一個非常有吸引力的氧化體系，因為鐵是很豐富且無毒的元素，而且H2O2也很容易操作，對環境也是安全的[20]。Fenton試劑能夠破壞廢水中諸如苯酚和除草劑等有毒化合物。目前國內對於Fenton試劑用於印染廢水處理方面的研究很多，結果證明Fenton 試劑對於印染廢水的脫色效果非常好。另外，國內外的研究還證明，用Fenton試劑可有效地處理含油、醇、苯系物、硝基苯及酚等物質的廢水。
類Fenton試劑法具有設備簡單、反應條件溫和、操作方便等優點，在處理有毒有害難生物降解有機廢水中極具應用潛力。該法實際應用的主要問題是處理費用高，只適用於低濃度、少量廢水的處理。將其作為難降解有機廢水的預處理或深度處理方法，再與其他處理方法（如生物法、混凝法等）聯用，則可以更好地降低廢水處理成本、提高處理效率，並拓寬該技術的應用范圍。
光催化法是利用光照某些具有能帶結構的半導體光催化劑如TiO2、ZnO、CdS、WO3等誘發強氧化自由基•OH，使許多難以實現的化學反應能在常規條件下進行。銳鈦礦中形成的TiO2具有穩定性高、性能優良和成本低等特徵。在全世界范圍內開展的最新研究是獲得改良的（摻入其他成分）TiO2，改良後的TiO2具有更寬的吸收譜線和更高的量子產生率。
1.3.5 電化學氧化法
電化學氧化又稱電化學燃燒，是環境電化學的一個分支。其基本原理是在電極表面的電催化作用下或在由電場作用而產生的自由基作用下使有機物氧化。除可將有機物徹底氧化為CO2和H2O外，電化學氧化還可作為生物處理的預處理工藝，將非生物相容性的物質經電化學轉化後變為生物相容性物質。這種方法具有能量利用率高，低溫下也可進行；設備相對較為簡單，操作費用低，易於自動控制；無二次污染等特點。
1.3.6 超聲輻射降解法
超聲輻射降解法主要源於液體在超聲波輻射下產生空化氣泡，它能吸收聲能並在極短時間內崩潰釋放能量，在其周圍極小的空間范圍內產生1 900～5 200 K的高溫和超過50 MPa的高壓。進入空化氣泡的水分子可發生分解反應產生高氧化活性的•OH，誘發有機物降解；此外，在空化氣泡表層的水分子則可以形成超臨界水，有利於化學反應速度的提高。
超聲波對含鹵化物的脫鹵、氧化效果顯著，氯代苯酚、氯苯、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等含氯有機物最終的降解產物為HCl、H2O、CO、CO2等。超聲降解對硝基化合物的脫硝基也很有效。添加O3、H2O2、Fenton試劑等氧化劑將進一步增強超聲降解效果。超聲與其他氧化法的組合是目前的研究熱點，如US/O3、US/H2O2、US/Fenton、US/光化學法。目前，超聲輻射降解水體污染物的研究仍處於試驗探索階段。
1.3.7 輻射法
輻射法是利用高能射線（γ、χ射線）和電子束等對化合物的破壞作用所開發的污水輻射凈化法。一般認為輻射技術處理有機廢水的反應機理是由於水在高能輻射的作用下產生•OH、H2O2、•HO2等高活性粒子，再由這些高活性粒子誘發反應，使有害物質降解。
輻射法對有機物的處理效率高、操作簡便。該技術存在的主要難題是用於產生高能粒子的裝置昂貴、技術要求高，而且該法的能耗大、能量利用率較低；此外為避免輻射對人體的危害，還需要特殊的保護措施。更多資料可登錄易凈水網查看。因此該法要投入運行，還需進行大量的研究探索工作。
1.4 臭氧法
臭氧具有極強的氧化性，對許多有機物或官能團發生反應，有效地改善水質。臭氧能氧化分解水中各種雜質所造成的色、嗅，其脫色效果比活性炭好；還能降低出水濁度，起到良好的絮凝作用，提高過濾濾速或者延長過濾周期。目前，由於國內的臭氧發生技術和工藝比較落後，所以運行費用過高，推廣有難度。

H. 急求(國內外信息技術對污染控制的研究現狀)

信息技術在環境保護中的應用研究
趙 萌1 , 鄭發鴻2
(1. 昆明理工大學建築工程學院, 昆明650224 ; 2. 昆明理工大學計算中心, 昆明650093)
摘 要: 對信息技術在環境保護硬體、軟體方面的發展現狀及其在環境數據採集、處理、應用方面的發展進行了詳
細的介紹,並介紹了在環境領域中常用的資料庫、數據倉庫、空間信息技術及信息系統等信息技術。
0 引 言
信息技術在各行各業的廣泛滲透,深刻地改變著經濟和社會面貌。在過去的20 年間,信息技術廣泛應用於環境保護的各個領域,環境信息已發展為一個復雜的多學科交叉的新學科[1 ] 。在環境領域,信息技術主要應用在環境質量監測與管理、污染源監控與管理、環境統計、環境評價、生態建設與管理、核安全與管理以及環境信息發布等業務中,為環境管理和輔助決策提供環境信息技術支持與服。環境信息化作為國民經濟和社會信息化的重要組成部分,是環境保護工作的基礎和關鍵支撐,它對提高環境與發展的綜合決策能力、提升環境監管的現代化水平、加強政府的公共服務能力、構建資源節約型和環境友好型社會、實現環境保護的戰略目標具有重要的作用。
1 發展現狀
我國的環境信息化在「九五」以來得到了較快的發展,取得了明顯的成效:初步建立了國家、省、市三級環境信息管理體系,配備了一批軟、硬體設備,奠定了基礎工作條件;開展了多項環境信息應用工作,提高了環保政務和業務工作的效率,積累了大量環境信息資源;為政府部門和社會公眾提供了多種技術支持和信息服務,提高了行政效率,促進了政務公開;制定了一系列法規、標准,培養了一支專業人才隊伍,保障了環境信息化的良性發展。同時,環境信
息資源和信息技術手段還能夠為重大環境污染事故和生態災難的應急響應提供必需的技術支持①。通過一系列國內及國外援助項目的開展,信息技術的發展取得了以下的成果:(1) 制度方面。國家環保總局信息中心已經發布了《環境信息化「九五」規劃和2010 年遠景目標》、《環境信息管理辦法》(暫行) 、《國家環境信息「十五」指導意見》、《總局電子政務職責分工》、《國家環保總
局應用軟體開發項目管理暫行辦法》、《環境信息標准化手冊》等環境信息文件。
(2) 硬體方面。應用亞洲開發銀行援助、世行貸款B21 項目、世行貸款B21 擴項目、日本政府無償援助等建成了總局信息中心、32 個省級環境信息中心和110 個城市環境信息中心,並配備了先進的計算機軟、硬體和網路設備。
(3) 人員方面。依託日援二國研修項目,組織了環境信息中心,人員培訓1 000 多人次,初步建立了一支具有較強業務能力和管理水平的人才隊伍。
(4) 網路方面。已建成覆蓋全國省級環保局和121 個城市環保局的衛星通信專網,連接至全國87個自動水質監測站,實現了總局與各省級環保局之間電子公文無紙化傳輸②。
2 信息技術在環境數據採集中的應用
環境數據包括環境元數據、環境法規與標准數據、環境文獻與公報數據、環境質量數據、環境統計數據、環境背景數據、生態環境保護數據、生物多樣性保護數據、輻射環境數據、其他環境管理相關數據等(社會經濟信息及計劃、規劃等) 。而按照數據特徵,環境數據可分為4 種形式:空間數據、屬性數據、關系數據、時間數據[2 ] 。在環境業務中,環境數據的核心是環境質量監測信息和污染源數據兩大部分[3 ] 。根據環境管理的需要,我國環保部門已設計出了一系列數據收集報表。環境數據的收集可分為手工操作和自動操作兩種,自動操作一般與相關環境信息管理軟體相對應,設計相應的基礎數據收集報表和上報統計匯總表。
2. 1 環境質量監測數據的採集
我國環境監測發展相對完善,建立了一整套數據收集系統,主要包括自動監測和手工監測兩種,並正隨著信息技術的進步而逐步向智能化監測發展。環境質量自動監測的范圍主要包括大氣、水、雜訊以及生物要素的監測等。目前全國環保系統共有各級環境監測站2 389 個,已初步形成了全國性的環境監測地面網路系統(見表1) 。
表1 環境監測地面網路系統
Table 1 Net systems of environmental monitoring
監測站類型數量/ 個
總站1
省級監測中心站41
地市級監測站401
區縣級監測站1 914
核輻射監測站32
總 計2 389
國家在城市空氣自動監測系統建設方面也給予了資金支持,推動了全國空氣質量自動監測系統的建設,到2003 年上半年,全國279 個地級以上城市中已有208 個城市(另有40 個縣級市和縣) 共建設了空氣自動監測系統631 套(見表2) 。同時,總站還開展了重點城市空氣自動監測站聯網和空氣質量自動監測系統質控考核工作。江蘇、河北、浙江和遼寧等省環境監測中心站還開展了省內空氣自動監測
站聯網工作。為了能夠及時全面地掌握主要流域重點斷面水體的水質狀況,預警或預報重大(流域性) 水質污染事故,從1999 年9 月開始至2003 年12 月,國家環保總局在松花江、遼河、海河、黃河、淮河、長江、珠江、太湖、巢湖、滇池等流域建設了82 個水質自動監測站(中國環境監測總站) 。監測項目為五參數(水溫、p H、DO、TB、EC) 、高錳酸鹽指數、氨氮和TOC8 項指標。目前,各流域水質自動監測數據通過撥號上網和衛星地面接收兩種方式進行傳輸,水質自動站的建設和水質周報的發布使各級環境保護部門能夠更好地掌握重點流域省界斷面污染物排放總量的變化趨勢,監督總量控制制度的落實情況,對提高
我國水質監測技術的現代化、水質監測信息管理的科學化、重大水質污染事故預報預警的自動化水平,對國家環境保護決策部門及時做出有效的水污染防治和管理對策等方面均具有重要的意義。
表2 自動監測系統的數量
Table 2 Numbers of automonitoring systems
自動監測系統類型數量監測項目
空氣自動監測系統631 套SO2 、NO x 、TSP 等
水質自動監測站82 個
水溫、p H、DO、TB、EC、高錳酸鹽
指數、氨氮和TOC 8 項指標
除了以上的自動監測網路,還有水環境監測網、近海岸海域監測網、沙塵暴監測網、東亞酸沉降監測網等,為環保部門提供了相關數據。另外,在各地還建有地方級的各種環境自動監測網路(中國環境監測總站) 。
2. 2 環境污染源數據採集
推進污染源自動監控,不僅僅是為了方便地獲得相關數據,更重要的是快捷地對排污企業實施監管,有利於對重大環境污染事故及時採取預防和應急措施,同時也可以降低環境執法成本,提高執法監察效能。
污染源自動監控系統的建設和管理依託環境監測、自動控制、計算機、電子、通信等多個領域的技術,是一項復雜的系統工程。
污染源自動監控系統可分為數據收集子系統和信息綜合子系統(污染源在線自動監控(監測) 系統———數據傳輸和介面標准技術規范) 。
數據收集子系統是污染治理設施的組成部分,包括在污染源現場安裝的污染物排放監控監測儀器(COD、TOC、p H 等水污染物在線監測分析儀,二氧化硫、煙塵等大氣污染物在線監測分析儀) 、流量(速) 計、污染治理設施運行記錄儀(黑匣子) 和數據採集傳輸儀(用於數據的存儲、加密,數據包轉發、接收以及報警、反控) 等自動監控儀器,簡稱現場機。
信息綜合子系統包括計算機信息終端設備、監控中心系統(污染源自動監控中心信息管理軟體和資料庫等) ,簡稱上位機。污染源自動監控工作的開展已經有十幾年的歷史,現在已實現了COD、NH3-N 、SO2 、NOx 等主要污染因子現場自動監測分析、無線傳輸、遠程式控制制和實時報警,為環保部門增強科學監管能力、提高環境執法效能發揮了積極作用。據對113 個環保重點城市的調查,目前已實現了3 006 個排污單位的3 225個排污口的自動監控,在線監測儀器近7 000 套。
各級環保部門已建立了不同規模的監控中心84 個。
全國113 個重點城市環保部門累計投入資金5. 1 億元建設自動監控系統,每年投入4 300 萬元用於運行管理,污染源自動監控系統建設已初具規模。
2002 年開始,江浙交界處吳江盛澤地區的主要污水站安裝了在線監測儀器,並通過自動監控系統同總局和地方環保部門實現了聯網。在總局通過遠程監控軟體,就可以隨時掌握盛澤地區主要污染源的基本排放數據(污水日排放量、COD 實時濃度和日均排放量等) ,為總局實時掌握環境敏感地區的重點污染源排放情況提供了可靠資料。濟南市對佔全市燃煤總量90 %的排污單位安裝了煙氣自動監控
系統,廈門市在全國率先實現了對全市范圍內污水處理廠和重點水污染源主要污染物的自動監控,江蘇如皋市對污水處理廠(採用BOT 模式建設) 每天處理污水的水質和水量進行了自動監控,污染源自動監控已經成為城市環境監管體系中不可缺少的組成部分。
2. 3 環境自動監測(監控) 的制度建設
為了促進自動監測(監控) 的發展,加強數據共享,拓展數據的適用范圍,更深層次地挖掘數據資源的應用,讓自動監測(監控) 數據在環境保護工作中發揮更大的作用,國家相繼頒布和實施了一系列的規范和標准,並對行業涉及的相關單位及產品進行了系統的認證。相關規范及標准有《污染源在線自動監控(監測) 系統數據傳輸標准》、《污染源自動監控管理辦法》、《環境空氣質量自動監測技術規范》、《降雨自動監測技術要求及檢測方法》等。
3 環境信息技術
信息技術為環境管理和輔助決策提供環境信息技術支持與服務,最初主要內容為單項MIS 系統建設和資料庫開發,系統以MIS 系統為主;後來發展到以辦公自動化和環境信息網路系統建設項目為核心,以環境信息機構建設和基礎網路建設為基礎,信息技術主要為內部政務辦公和業務管理提供基礎性技術支持與服務,系統結構以C/ S 為主。目前,在全國已完成系統的各級環境信息中心建設,從機制、
體制和基礎能力方面推動了環境信息系統的發展。
系統結構也發展為以B/ S 或多層體系結構為主,以門戶和政府網站建設為突破,以應用開發和數據共享為中心,以網路與標准為基礎,信息技術開始綜合廣泛應用於環境管理各項業務,有力地推動了環境保護事業的發展。下面介紹環境數據的處理及幾種在環境信息系統開發中常用的信息技術。
3. 1 環境數據的處理
監測數據和圖表等第一手資料只有經過必要的整理和處理才能成為對使用者有意義、對決策具有實用價值的信息。環境數據處理主要包括數據整編、統計分析、污染評價、預測和預報、環境質量報告書編制和污染防治對策的制定,也包括數據傳輸、存儲、檢索和輸出等。
環境監測系統的數據上報傳輸方式為電話撥號或發E-mail ,個別的業務數據通過衛星和傳真報送[4] 。
原始數據的整編方法包括初步的整理、歸類和簡單的統計工作。經過原始記錄表格的審核,數據歸類時的檢驗,然後對數據進行整編。整編過程包括收集相關數據與資料,並用監測結果匯總表及監測結果日、月和年度統計表格統計,然後對數據進行一定的分析歸納。
3. 2 資料庫應用
資料庫是信息系統的基石,是信息系統管理海量的、復雜的環境數據的最有效手段之一。一個資料庫系統是由資料庫、管理數據的軟體———資料庫管理系統、資料庫應用、系統平台及資料庫管理員組成的一個集合體。
資料庫存放數據,數據按資料庫所提供的數據模式存放。
資料庫管理系統是一種管理資料庫的系統軟體,它是資料庫系統的核心,資料庫管理系統主要是進行數據的定義及操縱、控制、服務。常用的資料庫管理系統有: VFP、DB2 | IN GRE5 、UNIFY、IN2FORMIX、ORACL E、SYBASE、SQL SERVER 等。資料庫應用即建立資料庫上的各種應用程序支撐,建立各自的應用邏輯。常用的工具語言有: C、COBOL 、FORTRAN、PowerBuilder 等。
系統平台,包括操作系統、計算機及網路系統.資料庫管理員,主要進行資料庫設計、維護及監視資料庫運行狀況,使系統保持最佳狀態與最高效率。
3. 3 數據倉庫技術
為了加強對決策支持系統的支持,可以建立環境數據倉庫。數據倉庫是面向主題的集成、穩定和隨時間變化的數據集合。通過聯機處分析處理技術和數據挖掘技術的應用可以幫助決策者尋找數據間潛在的關聯,發現被忽略的要素,找到對預測趨勢、決策行為關鍵、有用的信息[5 ] 。
3. 4 環境數學模型
環境系統是一個復雜、龐大的整體,它由許多各具特性、又相互交叉聯系的子系統所構成,每一個子系統都可以用數學模型對其某一方面的行為特徵進行描述,因此環境系統中的數學模型是多種多樣的。
環境數學模型分為模擬模型和管理模型兩種,模擬模型主要用於環境系統行為的模擬、預測和評價,而管理模型用於環境系統的規劃和管理決策,模擬模型是管理模型的基礎[6 ] 。
由於應用數學模型的計算量相當巨大,所以計算機技術的發展使得應用軟體建造模型的建立和使用更為普及,效率大為提高。目前廣泛應用於環境領域的數學模型有河流水質模型、河口水質模型、湖泊與水庫水質模型、地表水水質管理模型、地下水水質模型、大氣環境質量基本模型、大氣污染測模型、多介質環境生態數學模型等。地表水水質模型已開發出多種通用軟體,如QUAL2. E、QUAL2. E
UNCAS、STEADY、St reeter Phelp s、WASP、WQRRS、HEC5Q 等。大氣環境方面的模型有ISC3 、CAL PUFF、UAM - V 等。用戶可以根據需要選用相關軟體。
3. 5 地球空間技術
地球空間技術是地理信息系統( GIS) 、遙感(RS) 和全球定位系統( GPS) 的合稱,又稱3S 技術,它們是現代環境信息系統建立和高效運行必不可少的基礎工具。
地理信息系統( GIS) 是以地理空間資料庫為基礎,在計算機軟硬體的支持下,對空間相關數據進行採集、管理、分析、模擬和顯示,並採用地理模型分析方法,適時提供多種空間和動態的地理信息,為地理研究和地理決策服務而建立起來的計算機技術系統。
地理信息系統和遙感是兩個相互獨立發展起來的技術領域,但它們存在著密切的關系:一方面,遙感信息是地理信息系統中重要的信息源;另一方面,遙感調查中需要利用地理信息系統中的輔助數據(包括各種地圖、地面實測數據、統計資料等) 來改善
遙感數據的分類精度和制圖精度。全球定位系統,簡稱GPS。GPS 在遙感調查中的應用主要有兩個方面: ①在遙感圖像上識別出橋梁、河流匯合處以及村莊這些能作為地面控制點的地物,然後到實地,利用GPS 確定每一控制點的實際位置(經緯度等) ,進而對圖像進行幾何糾正和投影變換; ②對圖像上的樣本像元,根據它們的空間坐標,利用GPS 進行實地定位,確定樣本像元對應的地面類型,並用於分類。
3. 6 環境信息系統
3. 6. 1 環境信息系統的功能
環境信息系統是結合實際的調研成果和客戶需求分析以及環境領域自身的科學規律,以環境在線動態監測數據為主要數據來源,融合資料庫、數據倉庫、3S 技術、模型技術以及多媒體技術、人工智慧技術、模擬技術、互聯網技術的具有輔助決策功能的綜合系統。環境信息系統的主要功能包括[ 7 ] :(1) 實現水、氣、雜訊及生態等環境要素在大范圍的實時、多維、多源、高效、高精度的在線監測,以及監測數據的獲取、存儲、分析、管理和表達。
(2) 高解析度環境遙感監測信息與系統的融合,利用多時序的遙感圖像信息模擬環境的演變,指導環境規劃與管理工作。
(3) 實現3S 技術與在線監測、環境模型、互聯網、辦公自動化系統的無縫集成,使決策支持更加直觀清晰。
(4) 研究與開發基於信息技術的環境專題子系統,包括污染源與環境質量在線監測子系統、環境容量分配子系統、動態環境規劃子系統、環境質量預測預報子系統、環境污染事故預警子系統、專家輔助決策子系統、環境綜合管理辦公自動化子系統、環境信息發布與公眾服務子系統。
(5) 在信息技術支持下的環境決策支持系統的研究與開發。
3. 6. 2 環境信息系統的發展現狀
我國已初步建成連接31 個省級環保局、新疆生產建設兵團環保局和5 個計劃單列市環保局的環境信息廣域網路系統。
在政府門戶網站和內部辦公平台建設方面,90 %以上的省級環保局已建立本地環保門戶網站,相當部分地市級環保局也已建立網站。各省級環保局以及大部分地市環保局已建成區域網辦公系統。國家環境保護總局電子政務綜合平台於2004 年6月建成,該平台集網路管理、系統應用、數據共享和信息服務於一體,形成了技術先進、應用廣泛、性能完善、安全可靠、運行高效的信息基礎設施,提供了
環境應用系統的集成環境和系統支撐平台,為國家環境保護總局政務辦公、信息共享、管理決策和政務公開提供全方位的信息技術支持。在應用系統建設方面,組織開發了大量業務應用系統,如全國環境統計管理信息系統、全國環境質量監測管理系統、全國排放污染物申報登記信息管理系統、全國生態環境狀況調查信息管理系統、國家環境監理信息系統、環境事故應急響應信息管理系統。
為全面提高環境數據管理水平,增強環境數據共享服務能力,國家環保總局於2004 年底啟動建設國家環境數據中心項目,搭建具有公益性、基礎性、戰略性的科技基礎條件平台,可有效改善科技創新環境,增強科技發展能力,為科技長遠發展與重點突破提供強有力的支持。
通過網站向社會發布84 個重點城市的空氣質量日報,68 個重點城市的空氣質量預報,全國主要水系82 個重點斷面的水質監測周報,並在夏季提供16 個沿海城市的28 個海水浴場水質周報,受到了社會的普遍關注和歡迎③。
4 結 語
信息技術的發展,促進建立環境監測、污染源監控、生態保護和核安全與輻射環境安全等信息系統,有利於實時收集大量准確數據,進行定量和定性的分析,為環境管理工作提供科學決策支持。通過建立環境信息系統,突破環境管理時間和地域限制,最大程度地保障環境信息的客觀性和真實性,有利於打破地方保護主義,增強環保執法能力。通過建立環境實時監測和環境突發事件應急指揮系統,有利
於對環境突發事件做出快速反應,保障國家環境安全,並通過環保信息的公開和政務的公開使環保工作增加了透明度,加強了環保的宣傳和教育,提高了全民的環保意識,從而更好地推進了環保管理。

這篇文章說的內容用在流域水污染控制應該沒有問題，國內外目前也就是利用以上的一些技術手段。

I. 什麼叫高能電子束高能電磁波

高能電子束應該就是指電子動能很大的電子流，例如：速度達0.99c的電子束。高能電磁波應該指頻率很高的電磁波，例如：X射線和β射線。 另外一種理解：高能電子束指平均能流密度很大的電子流；（電子在某種意義上講也是波，電子也具有波粒二象性）高能電磁波指平均能流密度很大的電磁波，例如超高功率電磁波發射器發射的電磁波。（平均能流密度：大小等於單位時間內通過與波傳播方向面積的能量，方向沿波傳播方向，是一矢量。）