論水污染成因

1、.：.；論水污染成因、危害、預防和凈水技術巖土工程1班 摘要：隨著經濟開展和社會提高，水污染問題日趨嚴重，嚴重危害了自然的平衡開展和人的 安康。本文擬從水污染的成因和危害出發(fā)，提出了如何預防水污染。并簡單的引見了新世紀階段下的一些凈水技術。關鍵詞：水污染 ; 危害 ; 凈水技術; 預防措施地球上水儲量是豐富的, 共有14. 5 億km3 之多。但是其中海水占了97. 2%, 陸地淡水僅占2. 8%, 而與人類生活最親密的江河、淡水湖和淺層地下水等淡水, 又僅占淡水儲量的0. 34%。更令人擔擾的是, 這數量極有限的淡水, 正越來越多地遭到污染。據統(tǒng)計, 全世界有半數以上的國家和地域缺乏飲用水,

2、 特別是經濟欠興隆的第三世界國家, 目前已有70%, 即17 億人喝不上清潔水, 世界已有將近80%人口遭到水荒的要挾。我國人均淡水為世界人均程度的1/ 4, 屬于缺水國家。全國已有300 多個城市缺水, 29% 的人正在飲用不良水, 其中有7 000 萬人正在飲用高氟水。每年因缺水而呵斥的經濟損失達100 多億元, 因水污染而呵斥的經濟損失高達400 多億元。我國水資源有幾個特點: 一是全國降水在空間和時間的分布上極不平衡, 南方水多, 北方水少, 差別懸殊, 歷史上水旱災禍極為頻繁; 二是北方有的地域人均占有水資源相當于世界上最干旱的國家, 水豐富的南方卻經常發(fā)生季節(jié)性干旱, 使依賴水灌溉

3、的主要農作物水稻及一些經濟作物用水困難; 三是污水排放量大、處置率低, 全國年排污水363 億t, 其中80%未經處置, 使江河湖海和地下水嚴重污染, 水質性缺水景象越來越嚴重; 四是缺乏科學的用水定額和管理, 消費耗水量大, 水的浪費相當普遍, 全國工業(yè)用水反復利用率僅有45%, 萬元工業(yè)產值耗水量遠遠高于工業(yè)興隆國家, 農業(yè)灌溉有效利用率普通只需25% 40%。所以, 水的問題在我國是很嚴峻的。當水中的有害物質超出水體的自凈才干, 就發(fā)生了污染。這些有害物質包括農藥、重金屬及其化學物質, 有機和無機化學物質, 致病微生物, 油類物質, 植物營養(yǎng)物, 各種廢棄物和放射性物質等。水污染的來源主

4、要是未加處置的工業(yè)廢水、生活廢水和醫(yī)院污水。水污染的成因呵斥水體污染的要素是多方面的, 如向水體排放未經妥善處置的城市污水和工業(yè)廢水; 施用的化肥、農藥及城市地面的污染物被水沖刷而進入水體; 隨大氣分散的有毒物質經過重力沉降或降水過程而進入水體等。主要表如今以下幾個方面。1.1城市化呵斥的水污染在城市地域, 大部分土地被屋頂、道路、停車場所覆蓋, 地面浸透性很差。雨水落到地面上通常被土壤吸收, 有些被植物吸收, 有些滲入地下, 有些那么流入地表水中。所以城市化建立改動了下墊面的性質。下雨時, 雨水遇到浸透性很差的地面, 迫使它四處橫流, 在雨水橫流過程中帶走了大量的城市污染物。通常這些雨水不經

5、任何處置, 直接經過城市的排水管道排放到當地的河流中。這樣就有許多負效應產生。首先, 它污染了接納雨水的河流、溪流或湖泊。有研討發(fā)現, 城市徑流中含有高濃度的銅、鉛和鋅, 足以殺死許多種魚和無脊椎水生動物, 暴雨也是有毒金屬、氯化有機化合物和懸浮固體的主要載體; 其次, 城市徑流往往突涌而至, 不像土壤和植物的緩慢濾流, 水的力量會沖刷溪流河床, 破壞水生環(huán)境; 再次, 由于一切的暴雨水都以這種高速率被導入當地河流, 旱季就沒有存水漸漸滲入溪流和河流中, 能夠會呵斥溪流完全干枯和河流水面大幅度下降, 這對水生環(huán)境也有破壞作用。1.2工業(yè)呵斥的水污染工業(yè)廢水和城市污水一樣, 也含有懸浮固體、各類

6、有機物、重金屬。假設不經處置直接排放到水中, 它們會污染河流與湖泊, 耗盡水中的氧, 要挾人類的安康。隨著采礦和工業(yè)活動的添加, 重金屬的消費和運用也有了很大的添加, 導致了湖泊與河流產生嚴重重金屬污染。同時采礦業(yè)酸性廢水的排放, 也會產生污染。水污染的危害2.1水污染對人體安康的危害人體在新陳代謝過程中, 經過飲水和食物, 把水中的各種元素經過消化道帶入人體的各個部分。當水中缺乏某些或某種人體生命過程所必需的元素時, 就會影響人體安康。當水中含有有害物質時, 對人體的危害更大。致癌物質可以經過人食用受污染的食物( 糧食、蔬菜、魚肉等) , 帶入人體,還可以經過飲水進入人體。據調查, 飲用受污

7、染水的人, 患肝癌和胃癌等癌癥的發(fā)病率, 要比飲用清潔水的高出61. 5%左右。當含有汞、鎘等元素的污水排入河流和湖泊時, 水生植物就把汞、鎘等元素吸收和富集起來, 魚吃水生植物后, 又在其體內進一步富集, 人吃了中毒的魚后, 汞、鎘等元素在人體內富集, 使人體患病而死亡。2.2 水污染對水生生物的危害水中生活著各種各樣的水生動物和植物。生物與水、生物與生物之間進展著復雜的物質和能量的交換, 從數量上堅持著一種動態(tài)的平衡關系。但在人類活動的影響下, 這種平衡遭到了破壞。當人類向水中排放污染物時, 一些有益的水生生物會中毒死亡, 而一些耐污的水生生物會加劇繁衍, 大量耗費溶解在水中的氧氣, 使有

8、益的水生生物因缺氧被迫遷棲他處, 或者死亡。特別是有些有毒元素, 既難溶于水又易在生物體內累積, 對人類呵斥極大的損傷。如汞在水中的含量是很低的, 但在水生生物體內的含量卻很高, 在魚體內的含量又高得出奇。假定水體中汞的濃度為1, 水生生物中的底棲生物( 指生活在水體底泥中的小生物) 體內汞的濃度為700, 而魚體內汞的濃度高達860。由此可見, 當水體被污染后, 一方面導致生物與水、生物與生物之間的平衡遭到破壞,另一方面一些有毒物質不斷轉移和富集, 最后危及人類本身的安康和生命。2.3 水污染對工農業(yè)消費的危害工農業(yè)消費不僅需求有足夠的水量, 而且對水質也有一定的要求。否那么, 對消費會呵斥

9、很大的損失, 特別是工農業(yè)消費過程中運用了被污染的水后, 對人類有極大的危害。一是使工業(yè)設備遭到破壞, 嚴重影響產質量量; 二是使土壤的化學成分改動, 肥力下降, 導致農作物減產和嚴重污染; 三是使城市添加生活用水和工業(yè)用水的污水處置費用。水污染的預防措施3.1城市化水污染的預防措施(1)生態(tài)系統(tǒng)恢復。城市河流的恢復對預防城市化水污染有著至關重要的作用, 恢復河流兩岸植被覆蓋、漫灘、濕地, 可使堆積物和營養(yǎng)物流入河流之前就將它們?yōu)V出, 可以改善水質; 濕地可以控制洪澇, 吸收污染物將凈化的水釋放入地下水和溪流, 并為野生動物提供避難所; 林地可以再補充地下水并構成野生動力生活環(huán)境。(2)減少和

10、延緩徑流。改動地表性質添加降雨入滲率是減少地表徑流的有效措施之一。采取在平坦的屋頂上建造屋頂花園或鋪設薄草皮, 在較堅實的屋頂上利用容器里種植喬灌木、花或蔬菜, 在承重構造外側邊緣沿線鋪設苗床, 以到達減少暴雨徑流量的目的。在城區(qū)交通流量少的道路或停車場等區(qū)域, 可用多孔磚取代水泥或瀝青地面, 讓雨水浸透到下面的土壤中,減少徑流量。實際證明, 多孔鋪筑地面能去除雨水中80% 100% 的懸浮固體、20% 70% 的營養(yǎng)物和15% 80%的金屬; 在停車場邊緣建造植物緩沖帶, 以吸收部分雨水, 濾出懸浮固體、有機物質和金屬; 有粗砂或礫石的排水溝也能用來延緩徑流, 并進展一定程度的水處置。有條件

11、的城市建造雨水滯洪地或濕地,以延緩徑流并去除污染物。(3)宣傳教育。經過宣傳教育公眾的方式減少人為污染物的運用和排放。如減少清潔劑、漂白劑等化學品的運用量或改用無毒清潔產品, 少用或不用草坪和花園化學品。將危險廢物如涂料、機油和溶劑送往處置場而不是將它們直接沖入下水道。在排水道旁印刷某種標志, 如魚的標志, 提示公眾留意環(huán)境維護。用這種方法減少非點源污染花錢少, 最有效。3.2 工業(yè)化水污染的預防措施(1)就地處置。城市污水千家萬戶和千百家不同工廠的混合廢物的混合體, 設計去除污水中所在污染物的處置流程是非常困難的, 只需知道廢水的組成才干設計特定的處置流程來去除污染物。(2) 源頭控制和廢物

12、減量。無論是就地處置還是在城市污水處置廠進展處置, 從廢水中去除污染物, 經常是大量運用化學品和能源, 去污原料只用一次就被扔掉了, 這不僅花錢多, 而且本身就是一種浪費。所以, 采取從源頭就防止污染物的產生, 比在制造過程末端來控制污染物意義和效益更大。可經過重新制定產品配方以減少有毒成分的數量、改革工藝和重新設計設備以便減少浪費、回收利用廢物等方法預防污染。3.3 農業(yè)化水污染的防治措施(1)減少土壤侵蝕。從根本上講, 減少土壤侵蝕的關鍵是改善土壤性質。定期施用農家肥就能將有機質返還給土壤并提高土壤肥力, 提高土壤團粒構造, 另采用沿自然等高線耕作、減少耕作和保管作物殘茬的技術減少土壤侵蝕

13、, 還可經過改動土地用途種植永久性植被的方法來減少土壤侵蝕。(2)減少化肥徑流和硝酸鹽瀝濾。要做到科學施肥。使營養(yǎng)施用率與作物需求相匹配很重要, 如運用緩釋化肥可以減少浪費; 施用時間與作物的速生期和開花期吻合, 盡能夠使營養(yǎng)全部被作物利用, 同時不在暴雨前施肥; 覆蓋作物和輪作可以最大限制減少硝酸鹽瀝濾并改善土壤構造; 采用先進的灌水技術, 更均勻更有效的灌溉, 可以最大限制地減少硝酸鹽的損失。(3)減少農藥徑流的。害蟲防治農藥的噴撒應在到達危險程度時以較少的藥量對其加以控制, 而不要等到害蟲大迸發(fā)后再施以大藥量; 間種不同作物和輪作有助于預防害蟲的集結, 可用捕食性昆蟲或寄生蟲來降低害蟲的

14、程度; 施用農藥要選擇適宜的天氣條件最大限制地減少風吹撒, 要正確儲存和混合農藥以防止溢漏或走漏。經過采用這些方法, 可使農民的農藥運用量減少一半。 凈水技術4.1 臭氧活性炭聯用途置技術自1970 年后加氯副產物如THM 問題的突現,臭氧的運用逐漸遭到注重,尤其是一些歐洲國家如法國、德國、荷蘭等國運用臭氧作為消毒劑添加很快或用以脫色,去除水中的鐵和錳,此外對去除水中藻類的效果也優(yōu)于氯,因氯雖有殺死藻類的功能,但氯卻無法完全氧化藻體被破壞釋放出的有機物,故能夠生成氯化有機物,而臭氧因有極強的氧化才干可將其完全氧化。此外臭氧對脫臭和脫味也有很好效果,特別是藻類或放線菌以及代謝或死亡之后釋放的不飽

15、和化合物可立刻被氧化。但運用臭氧時也應留意其能夠產生的副作用:如原水中含Br - ,那么可被氧化生成毒性較大的溴酸鹽,目前WHO 飲水規(guī)范極限含量為25g/ L ,美國EPA 規(guī)定為10g/ L ;臭氧發(fā)生場所的臭氧含量應控制在011 mg/ L 以下,并與暴露時間有關。臭氧處置后?？膳c活性炭相結合,有時也可稱生物活性炭,原水中如有某些臭氧無法降解的惰性有機物如某些農藥,那么可經活性炭作用加以去除,以保證水質的平安性,因此臭氧活性炭聯用技術在歐洲和日本均有較多的運用。如德國大多數城市自來水廠均采用臭氧2活性炭聯用技術,日本大阪地域以富營養(yǎng)化的琵琶湖為水源的自來水廠、東京都以江滬川為水源的全町凈

16、水廠為了去除藻類所產生的異臭味均采用了臭氧活性炭技術以提高原有傳統(tǒng)凈水技術的效果。這一趨勢仍將繼續(xù),當然活性炭技術4.2 微生物處置技術當飲用水水源遭到生活污水和農業(yè)污水如禽畜廢水污染時,常含有高濃度的氨氮和溶解性有機物,氨氮會引起沉淀池、砂濾池外表藻類生長,而且因硝化作用導致濾床底部厭氧景象,致使鐵再溶解發(fā)生“紅水問題。過去水廠常以預加氯法來氧化氨氮, 但自從THM問題呈現后,預加氯不僅添加氯與有機物接觸時機,而且因預加氯可將有機物氧化成極性和溶解性較高的有機物而降低它在傳統(tǒng)處置方法中的去除率,同時因整個流程中都會有余氯,故處置系統(tǒng)中生物作用被減弱,而且生物氧化原先是對溶解性有機物很有效的一

17、種處置技術。因此目前國際上逐漸獲得共識,那就是:加氯可保管作為消毒劑,但并非作為氧化劑,故應設法取消預加氯,以促進整個流程中各單元的生物活性。利用生物硝化方式以去除氨氮,如氨氮濃度過高時,可思索在傳統(tǒng)處置前另設終身物反響器專為硝化用。這種生物處置方式取代預加氯來氧化氨氮還有一個優(yōu)點,即可以添加清水水質的生物穩(wěn)定性?；诠芫W內余氯會與有機物質繼續(xù)反響生成消毒副產物,而且余氯高對水的味道帶來負面影響,因此歐洲一些國家并不以在管網內維持余氯的方式來保證輸配水過程中的水質平安,而是降低清水中微生物可利用的基質,例如荷蘭要求可同化有機碳(assimilable organic carbon ,AOC)

18、的質量濃度 10g/ L ?？傊?因預加氯會將水中有機物氧化成小分子因此會降低水質的生物穩(wěn)定性,而生物處置那么是降低水中生物可利用有機物質的有效方法之一。因此人們傾向于采用微生物處置的方法。當然在生物處置過程中,微生物能否會釋放出某些對人體有害的物質,也是研討人員和公眾關懷的問題之一,這有待進一步研討。4.3 點水處置技術在運用水的場所,直接處置所需飲用的水,應是最符合處置效率高且本錢低的處理飲用水污染的一個方向。這種運用點的處置技術稱為POU(point ofusers) 技術, 以區(qū)別于原先的進入點(point of en2trance ,POE) 處置技術。由于普通家庭中只需不到10 %

19、的水真正用于飲用和烹調,因此只處置這部分水有它的合理性。除非有嚴重的微生物污染或VOCs 污染源,那么才需思索處置全部用水即POE處置。在選擇POU 處置時要留意:(1) 首先找出水源的污染源。如鉛、氟、石棉、鋁、病毒或硝酸鹽和農藥等,盡能夠獲得供水單位的水質全面分析報告以發(fā)現已測出的污染源。普通說在人口密集區(qū)、農業(yè)區(qū)和工業(yè)中心附近的地面水,是污染較嚴重的水,尤其在環(huán)保政策和措施不夠落實以及對各種污染源缺乏足夠的高效處置技術時,往往構成對人們安康的要挾。(2) 在了解面臨的污染源后按需求尋覓有效的去除方法和技術。可供選擇的有活性炭吸附、膜分別技術、臭氧或紫外線等。有時還需求將幾種結合起來,其中

20、活性炭在POU 處置中運用較為廣泛,由于它同時可以改善水的口味。4.4 膜分別技術運用于飲用水處置的膜分別技術可分成電滲析(ED) 、反浸透(RO) 、納濾(NF) 、超濾(UF) 和微濾(MF) 等5 類。,除ED 以電位差為驅動力進展分別外,其他幾類那么以壓力差為驅動力,其中MF 及UF因孔徑較大以去除水中一些懸浮固體及膠體物為主,NF 和RO 因孔徑小那么以去除水中溶解物包括鹽類、硬度、溶解性有機物為主,有的膜資料因對細菌、原蟲孢子等均有截流才干,故同時具有消毒功能。結語隨著人們對生活質量要求日益提高,人們對飲用水水質的要求也日益提高,但隨著水污染的加劇,良好的水源更難尋求,為此對水處置

21、任務者提出了更大的挑戰(zhàn)。由于不同地域、不同水源面臨的水污染問題有所差別,而水質不同應采取不同的凈水技術,因此加強對水質污染的調查研討極為重要,如有能夠應制造我國不同地域的水質分布圖,作為今后制定凈水治污方案的參考。建議加強對近幾年國內外突現的新污染問題的調查研討。如環(huán)境激素污染的調查和評價,有條件的地方還應開展這方面的流行病學和毒理學研討,以及在這些任務根底上制定防備對策。過去水處置任務者比較注重單一凈水技術的研討和運用,而今后應加強凈水技術的綜合集成研討。即運用現有的各種相關水處置技術并加以優(yōu)化組合,這就需求加強與水處置有關的不同專業(yè)、不同窗科之間的協(xié)作。例如與毒理學協(xié)作,以確認水中某些微量物質能否呵斥對安康的影響;又如與微生物學協(xié)作,建立新的微生物指數以監(jiān)控水質等。注重膜分別技術在水處置中運用的研討,開發(fā)分別性能更好、能源耗費更低、不易被污垢堵塞的膜分別資料以及高效價廉的膜分別組件和安裝,以推進我國水處置事業(yè)的開展。另外，搞好水污染的防治, 提供充足的水資源, 是提高人們生活質量和開展經濟的必然要求, 也是構建調和社會的必然要求。既需求不斷提高科學技術程度, 逐漸減少對水資源的依賴程度, 提高污水處置才干, 還需求人們注重節(jié)約, 減少污染排放, 更需求動用法律、經濟等社會調控手段和