第七章、水污染及其防治

1、第七章、水污染及其防治§5-1水資源一、天然水資源1.地球上水的總量14億KM3地球上水的分配比（%）二、水循環(huán)1.水的自然循環(huán)：特點：由降雨量自然循環(huán)的大致尺度水的性質(zhì)基本不變2.水的社會循環(huán)特點：工業(yè)與生活污水的產(chǎn)生與排放是主要的污染源水的性質(zhì)不斷變化三、我國水資源的特點1.我國水資源的概況：1）水資源的儲量：2）水資源的主要問題我國水資源人均和畝均水量少；水資源在地區(qū)分布上很不均勻，水土資源組合不平衡水量年內(nèi)及年際變化大，水旱災(zāi)害頻繁水土流失嚴重，許多河流含沙量大；我國水資源開發(fā)利用各地很不均衡四、水危機產(chǎn)生的原因1.自然條件的影響：淡水在地球上分布不均氣候變化的影響3.水體的

2、污染水體的概念：系指河流、湖泊、沼澤、水庫、地下水、冰川和海洋等“儲水體”的總稱。水體不僅包括水，而且也包括水中的懸浮物。 水體的自凈作用水體的自凈作用：簡單的解釋為水體受到廢水污染后，逐漸從不潔變清的過程環(huán)境容量：自然環(huán)境包括水環(huán)境對污染物質(zhì)都具有一定的承受能力。 五.水資源的利用與保護1.提高水的利用效率，開辟第二水源降低工業(yè)用水量，提高水的重復(fù)利用率減少農(nóng)業(yè)用水，實行科學(xué)灌溉；2.回收利用城市污水，開辟第二水源中水的使用3.調(diào)節(jié)水源流量，增加可靠供水：§52水污染的防治與控制一、水質(zhì)、水質(zhì)指標與水質(zhì)標準A. 水質(zhì)的概念：是指水與其所含雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來的物理、化學(xué)和生物學(xué)的綜合特

3、性B、水質(zhì)指標：衡量水質(zhì)的好壞，分為物理性（2小類）、化學(xué)性（3小類）、生物性三大類。1.懸浮物1）主要指：沙礫、懸浮固體、漂浮物2）危害：減少陽光對水面的穿透能力，從而衰減了水面下的光合作用；懸浮物的大量存在，堵塞魚類的腮，導(dǎo)致死亡；可以吸附其他的污染物，進行協(xié)同的遷移。2.生化需氧量（BOD）1）定義：在有氧條件下，好氧微生物氧化分解單位體積水中有機物所消耗的游離氧的數(shù)量。（mg/1）2）是一種間接表示水被有機污染物污染程度的指標。3）測定條件：20 ， 02充足，不攪動 完全氧化一般為20天，常用5天為測定的標準時間。BOD5=70%BOD203.化學(xué)需氧量（COD）1）定義：在酸性條件

4、下能夠?qū)⒂袡C物氧化為H20和C02，此時所測出的耗氧量。2）特點：測定時間短，不受水質(zhì)限制。主要作為工業(yè)廢水的污染指標。3）CODBOD，COD與BOD的差值可表示不為微生物降解的有機物。4.pH值：反映水的酸堿強弱的指標5.細菌污染指標：一般指大腸桿菌群數(shù)6.有毒物質(zhì)指標：1）定義：指達到一定濃度后，對人體健康、水生生物的生長造成危害的物質(zhì)。2）品種繁多，檢測內(nèi)容視具體情況而定C、主要的水質(zhì)標準1. 地面水水質(zhì)標準：（GB3838-88）地面水水域分為5類類：源頭水、國家自然保護區(qū)類：集中式生活飲用水水源一級保護區(qū)、珍貴魚類保護區(qū)、魚蝦產(chǎn)卵場類：集中式生活飲用水源二級保護區(qū)、一般魚類保護區(qū)及

5、游泳場類：一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)類：農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域2.污水綜合排放標準：GB8978-88；分為兩類標準。類：對人體健康有長遠影響的污染物，共9種類：長遠影響小于類污染物，共有20種，依照排放水域分為3級標準進行控制。3.生活飲用水水質(zhì)標準：GB5749-85；共考核35項。*制定標準的原則衛(wèi)生安全可靠化學(xué)成分對人無害使用時不致造成其他不良影響。4.其他專項用水水質(zhì)標準二、水體污染與主要的水體污染源（一）水體污染1.定義：水體因接受過多的雜質(zhì)而導(dǎo)致其物理、化學(xué)、及生物學(xué)特性的改變和水質(zhì)惡化，從而影響水的有效利用，危害人體健康的現(xiàn)象。2.水污染的危害 危害人體健

6、康 降低農(nóng)作物的產(chǎn)量與質(zhì)量 影響漁業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量 制約工業(yè)發(fā)展的危害 加速生態(tài)環(huán)境的退化與破壞 造成經(jīng)濟損失 （二）主要的水體污染源1.點源：指工業(yè)污染源和生活污染源。有季節(jié)性和隨機性。A.工業(yè)污水：量大、面廣、含污染物多、成分復(fù)雜，在水中不易凈化，處理困難。* 主要特性： SS含量高：3000mg/1(max pH=2-13 需氧量高: COD：400-10000mg/1 BOD: 200-5000mg/1 有機物一般難于溶解。對微生物起毒害作用 溫度較高，排入自然水體會引起熱污染 易燃：常含有低燃點的揮發(fā)性液體，如汽油、苯等 多種多樣有害成分：硫化物、汞、鎘、砷等B.生活污水：主要是日

7、常洗滌用水，固體物質(zhì)含量小于1%，而且多為無害物質(zhì)*主要特性： SS含量：200-500mg/1BOD： 210-600mg/1 含磷、氮、硫高，含大量合成洗滌劑，并含有多種微生物（細菌、病原菌等）2.面源：農(nóng)村灌溉用水和污水（造成農(nóng)藥污染、富營養(yǎng)化等）三、主要的水體污染物1. 耗氧有機物（需氧污染物）1）定義：指生活污水和某些工業(yè)廢水中所含的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等有機化合物，可在微生物作用下，最終分解為簡單的無機物：CO2和H2O。 分解過程中需要消耗大量的氧(正常水體含氧量為>4mg/l，故稱為耗氧有機物。2）來源： 生活污水、牲畜污水以及食品、造紙、制革、石化等工業(yè)廢水3）BO

8、D>10mg/l (正常為<3mg/l 4）危害：大量消耗水中的溶解氧（DO）水質(zhì)變化表現(xiàn)為: 水體能見度下降 水體發(fā)黑、發(fā)臭 有氣體從水中冒出 水體表面有浮渣2. 植物營養(yǎng)物：是引起湖泊、河流的富營養(yǎng)化的主要物質(zhì)1）定義：是指促使水中植物生長，從而加 速水體富營養(yǎng)化的各種物質(zhì)，主要指氮、磷。2）來源：農(nóng)田施肥,農(nóng)業(yè)廢棄物（植物 桿、牲畜糞便等）城市生活污水某些工業(yè)廢水（制革、造紙、肉類加工、煉油）3）危害：造成水體的營養(yǎng)化（水體衰老的表現(xiàn)，多發(fā)生在湖泊、水庫、海灣內(nèi) 的流速相對緩慢的地方）。3.重金屬：1）特點：毒性作用大，易引起人們的注意。在水體中不能為微生物降解，只能產(chǎn)生各種

9、形態(tài)間的相互轉(zhuǎn)化以及分散和富積在水中進行遷移。2）危害：氰化物：劇毒，主要來源于電鍍廢水、化工廠的含氰廢水等砷：為積累性中毒物質(zhì)，主要來源于化工、有色冶金。4.農(nóng)藥：有機毒物的污染，在自然環(huán)境中及常規(guī)生物處理中不易被降解。5.石油6.酚類化合物7.酸堿及一般無機鹽類8.放射性物質(zhì)9.病原微生物和致癌物質(zhì)五、主要的防治技術(shù)1.物理法（一級處理）A.沉淀法B.過濾法C.離心分離法D.浮選（氣?。┓‥.蒸發(fā)結(jié)晶G.反滲透法2.化學(xué)法（多為深度處理工藝中采用）A.混凝法：處理含油廢水、染色廢水、煤氣站廢水B.中和法C.氧化還原法：含酚、氰、硫廢水的處理D.電解法：含鉻廢水E. 取法：有機廢水F.吹脫法

10、：含CO2、H2S、HCN廢水G.吸附法：有毒廢水深度處理H.電滲析法：應(yīng)用離子交換膜含粉、氰廢水3.生物法（二級處理，主要去除BOD）A.活性污泥法：BOD去除率：90%B.生物膜：BOD去除率：80-90%C.生物塘：BOD去除率：75-90%D.污水灌溉：BOD去除率：80-90%4.常見的污水處理工藝：*方法：定性判斷法；結(jié)合水規(guī)劃進行功能區(qū)劃分法；重點功能區(qū)定量計算法*按功能區(qū)控制污染，保護水資源2）制定水污染綜合防治規(guī)劃*幾項基本原則：以經(jīng)濟建設(shè)為中心，有利于促進經(jīng)濟與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展；以合理開發(fā)利用水資源為核心，著眼于全過程控制。通過轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式，推行清潔生產(chǎn)，把污染消除在經(jīng)濟再

11、生產(chǎn)過程中。全面規(guī)劃、突出重點，因地制宜、講求實效堅持綜合整治的原則。3）實行排污許可證制度，對主要污染源逐步由濃度控制向總量控制過度從實際出發(fā)確定總量控制目標選好發(fā)證對象控制污水總量強化發(fā)證后的環(huán)境監(jiān)督管理 重視實踐經(jīng)驗不斷提高水平4）鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的水污染防治對策按產(chǎn)業(yè)政策調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，使污染行業(yè)比例降至15%以下；全部取締坑式焦爐；全部淘汰開放式煉磺爐；限制水泥立窯的形式和規(guī)模；淘汰小造紙廠等鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)要合理布局，與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)組成兩性循環(huán)的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)對小電鍍、小化工、小印染等嚴加控制第七章：水污染及防治7.1概述一，水體：河流、湖泊、水庫、地下水、海洋等地表貯水體的總稱。水和水體的區(qū)別：水體

12、包括水中溶解物和水中懸浮物、底泥和水生生物（自養(yǎng)和異養(yǎng)生物）可利用的水僅為淡水中（2.7）除去兩 極冰川，地下水的部分（1）要直接利用的占淡水的0.5。二，水體的自凈作用和水體污染1.以河流為例：河流的自凈作用是指河水中污染物質(zhì)在河水向下游流動中自然降低的現(xiàn)象。1）物理作用：稀釋、擴散、沉底2）化學(xué)凈化：氧化、還原、分解3）生物凈化：水中微生物對有機物的氧化分解作用2.水體污染，水體污染定義目前有三種:在這三種定義中較為適用;是指外來物質(zhì)進入水體的數(shù)量達到了破壞水體原有用途的程度.將水污染與水的用途緊密結(jié)合起來.外來物質(zhì)進入水體的數(shù)量達到了破壞水體原有用途的程度。7.2水中主要污染物的來源及影

13、響無機無毒物：酸、堿及一般無機鹽N、P無機有毒物：各類重金屬，氰、氟化合物有機無毒物：水中易分解的有機物，碳水化合物，脂肪，蛋白質(zhì)有機有毒物：苯酚、多環(huán)芳烴、人工合成有毒物：農(nóng)藥等。一，需氧污染物因有機物在微生物作用下分解成CO2+H2O需大量氧，故稱為需氧污染物。水中污染物過多，溶氧缺少，將對水生生物生活產(chǎn)生影響。按下列指標表示水中需氧有機物含量：2）COD：用化學(xué)氧化劑重鉻酸鉀和高錳酸鉀氧化水中有機污染物所需氧量。3）總有機碳（TOC）：包括水體中所有有機污染物的含碳量2.水體中需氧污染物來源主要來源于生活污水，牧畜污水，食品，造紙，制革，印染，焦化，石化等工業(yè)廢水。3.需氧污染物分解與溶

14、 氧平衡4.需氧污染物對魚類的危害一般魚類需氧515mg/L，當(dāng)<5mg/L時逃離，<1mg/L時窒息死亡。二，植物營養(yǎng)物N，P1.水體中植物營養(yǎng)物來源雨、雪對大氣的淋洗和徑流對地表的淋溶與沖刷，農(nóng)田施肥農(nóng)業(yè)廢棄物，城市生活廢水和某些工業(yè)廢水，2.植物營養(yǎng)物污染的危害1）水體富養(yǎng)化及危害營養(yǎng)物增加，水生生物大量繁殖（主要是藻類），使魚類生活的空間愈來愈少，藻 類過度生長繁殖造成水中溶解氧急劇下降，從而使魚類死亡。2）水中N、P轉(zhuǎn)化1.N化合物，硝化：蛋白質(zhì)降解為NH3后，NH3 NH4 NO2 NO3反硝化與脫氮，例C6H12O6+NO3 CO2 + H2O+N2 化學(xué)脫氮：氨基酸

15、RNH2+NO2 ROH+H2O+N2+ OH2.磷化合物轉(zhuǎn)化：水體中無機磷在微生物作用下，轉(zhuǎn)化向ADP，ATP進入生物體。PO4 ATP ADP三，油類污染物1.來源：船舶（運輸，事故），工業(yè)含油廢水，海底石油開采，大氣中石油烴的沉降。2.海洋石油污染的危害1）石油膜：阻礙海水蒸發(fā)，使海面溫度下降，溶解氧下降，2）對海洋生物的危害：魚卵、幼魚死亡，魚產(chǎn)量下降，魚體石油臭味降低食用價值，海洋中哺乳動物死亡。3）石油在水體中遷移轉(zhuǎn)化：擴展、揮發(fā)、溶解、乳化、光化學(xué)氧化、微生物降解。3.石油在水體中遷移轉(zhuǎn)化：1。擴展：密度小，疏水性強（1升1000-10000平方米）擴大污染面積，增大油水，油氣接

16、觸面積，有利于蒸發(fā)，乳化，降解，2。揮發(fā)：低于C15的10天內(nèi)全部揮發(fā)，高于C15的難揮發(fā)，揮發(fā)可降去海洋表面50%烴類，3。溶解：石油中低分子物質(zhì)，極性非烴類可溶于水，增加2個C，溶解110倍，低碳烴毒性大，易被水生物吸收，4。光化子氧化5。乳化：海流，風(fēng)浪增加乳化形成水泡油，6。微生物降解，四，酚類污染物1.來源：工業(yè)排放含酚廢水和糞便污水酚作為焦化廠的廢料與原料（生產(chǎn)酚醛樹脂，水楊酸）2.酚類在地表水體中分解凈化過程1）生化氧化；單酚34小時分解99二酚13天才分解99三酚21天才分解99溫度高，分解速度上升2）酚的化學(xué)氧化過程極慢3）揮發(fā)（揮發(fā)性酚易降解，在水中有較強自凈能力3.酚污染

17、的危害主要是（1）水生物的酚臭味，PH<7時，通氯氣產(chǎn)生惡臭的氯代酚。（2）毒性-死亡（高濃度可使水中生物死亡）（3）水中苯酚強烈耗氧，使溶氧嚴重下降五，氰化物1.來源：電鍍廢水，煉焦，化工廠廢水，提取貴金屬生產(chǎn)廢水。2.氰化物在水體中凈化作用1）揮發(fā)：CN 易水解，進入水體后呈堿性，CN HCN2）氧化分解： CN +O2 CNO， CNO +H2O CO3 +NH43）生成鉻合物：例如加入FeSO4 Fe(CN2或Fe(CN6 毒性較小但放置過久（高溫、光照）下，F(xiàn)e(CN6 +O2+H2O Fe(CN6 Fe(OH3 +HCN +OH +CN故電鍍廢水放置后毒性加??！3.危害：劇毒

18、：0.1gKCN/次死亡，0.3mg/L時魚類死亡，安全量0.025mg/L。六，酸堿及一般無機鹽類1.來源：酸-礦山、工業(yè)廢水，F(xiàn)eS2+O2 SO2 H2SO4堿-制堿，堿法造紙，酸+堿鹽類2.進入水體后變化，水對無機物有較強的凈化作用。H2SO4+(Na,KAlSi3O3(長石 (Na,KSO4+Al2(SO43+SiO2+H2O3.危害，PH值變化，控制微生物生長，腐蝕般舶，由于酸雨，水的PH下降，飲用水PH：7.08.5，漁業(yè)水：6.09.2。鹽的污染使水的硬度增大：尿石癥七，重金屬污染指Hg,Cd,Pb,Cr,As等生物毒性顯著的重金屬。1.來源：有色金屬治煉2.在水體中遷移轉(zhuǎn)化A，沉淀作用M M（OH） B，吸附作用C，絡(luò)合和螯合作用，與配體Cl, SO4, HCO3 , OH , S , F 等。D,氧化還原Cr 毒性>>Cr3.危害1）毒性：如Hg，Cd 0.010.001mg/L即顯毒性2）轉(zhuǎn)化為更毒物質(zhì)Hg 甲基化3）生物放大作用（蓄積）水 俁 病Hg（廢水） 藻類吸附魚食（蓄積）中樞神經(jīng)破壞，致病污染物（人類排泄物和醫(yī)院廢水）：血吸蟲、霍亂、傷寒，病毒性肝炎、消化道病7.3水體污染的控制2.城市、工業(yè)廢水的處理3.加強水體監(jiān)測、管理（排污許可證