環(huán)境化學(xué)1課件

主要內(nèi)容二、天然水主要特征1、組成2、主要水體特征3、碳酸平衡4、酸堿度（酸度、堿度、緩沖能力）5、一般的酸堿平衡理論6、酸堿理論在水處理中應(yīng)用三、主要污染物形態(tài)1、分類(lèi)（8）2、形態(tài)重要性3、難降解有機(jī)污染物農(nóng)藥：有機(jī)氯、有機(jī)磷、氨基甲酸酯、除草劑

PCBs、單環(huán)芳香烴、PAHs

鹵代脂肪烴4、金屬類(lèi)

Cd\Hg\Cr\As\Cu\Zn\Pb第一頁(yè)2023/10/121第二頁(yè)，共53頁(yè)。（3）天然水的緩沖能力pH緩沖溶液能夠在一定程度上保持pH不變化。天然水體具有一定的緩沖能力，是一個(gè)緩沖體系(pH=6-9)。一般，碳酸化合物(其次是磷酸鹽化合物)是水體緩沖作用的重要因素，各種碳酸鹽化合物控制水體pH值，并使水體具有緩沖作用。因而，人們時(shí)常根據(jù)碳酸鹽化合物存在情況來(lái)估算水體的緩沖能力。如前所述，對(duì)碳酸水體系，當(dāng)pH<8.3時(shí)，可以只考慮一級(jí)碳酸平衡，故其pH值：第二頁(yè)2023/10/122第三頁(yè)，共53頁(yè)。如投△B量堿性廢水，H2CO3*轉(zhuǎn)化為HCO3-多少？水體pH升高為pH’,則pH’=？：所以水體中pH變化為△pH=pH’-pH，即：若加入Na2CO3調(diào)節(jié)呢？(分子-△B，分母+2△B)通常在天然水中，pH=7左右，對(duì)堿度貢獻(xiàn)的就是[HCO3-]，因此經(jīng)?？梢园裑HCO3-]作為堿度。若把[HCO3-]作為水的堿度，[H2CO3*]作為水中游離碳酸[CO2]，可推出（請(qǐng)推導(dǎo)）：△B=[堿度][10△pH-1]/(1+K1×10pH+△pH)提示：Na2CO3+H2O=NaOH+NaHCO3提示：[H2CO3*]=[H+]*[HCO3-]/K1={[堿度]*10-pH}/K1第三頁(yè)2023/10/123第四頁(yè)，共53頁(yè)。在投入酸量△A時(shí)，只要把△pH作為負(fù)值，△A=-△B,也可以進(jìn)行類(lèi)似計(jì)算。舉例：在一個(gè)pH為6.5、堿度為1.6mmol/L的水體中，用NaOH進(jìn)行堿化，需多少堿使pH上升至8.0?（用碳酸鈉呢？）△B=[堿度][10△pH-1]/(1+K1×10pH+△pH)提示：第四頁(yè)2023/10/124第五頁(yè)，共53頁(yè)。5、天然水中一般酸堿平衡（補(bǔ)充）酸堿無(wú)時(shí)無(wú)刻都存在于我們的身邊，有人認(rèn)為弱堿性的飲用水更有利于人類(lèi)的健康。酸堿反應(yīng)瞬間完成，pH值決定著體系內(nèi)各組分相對(duì)濃度。在水和廢水處理過(guò)程中，酸堿度是必須考慮指標(biāo)之一。在天然水環(huán)境中一元酸堿體系有HAC-AC-、NH4+—NH3等，二元酸堿體系有H2S-HS—S2-、H2SO3—HSO3——SO32-、H2CO3—HCO3-—CO32-等，三元酸堿體系有：H3PO4—H2PO4-—HPO42-—PO43-等。第五頁(yè)2023/10/125第六頁(yè)，共53頁(yè)。①

酸和堿的強(qiáng)弱（注意與前述的酸堿度不一樣？）醋酸CH3COOH(簡(jiǎn)稱HAc)是典型的一元酸：HAC+H2O≒H3O++AC-

Ka酸平衡常數(shù)氨的水溶液作為一元弱堿：NH3+H2O≒NH4++OH-

Kb堿平衡常數(shù)第六頁(yè)2023/10/126第七頁(yè)，共53頁(yè)。需要說(shuō)明的是，準(zhǔn)確的酸堿平衡常數(shù)要靠活度計(jì)算，但是在一般的稀溶液中，基本上可以用濃度來(lái)代替。酸堿的強(qiáng)弱：分別采用酸電離常數(shù)Ka和堿電離常數(shù)Kb來(lái)表達(dá)?；虿捎胮Ka，pKb來(lái)表示酸堿電離常數(shù)

HA+H2O≒H3O++A-

A-+H2O≒HA+OH-

Ka數(shù)值越大或pKa數(shù)值越小，表明HA的酸性越強(qiáng)。Kb數(shù)值越大或pKb數(shù)值越小表明A—的堿性越強(qiáng)。一般規(guī)定pKa<0.8者為強(qiáng)酸，pKb<1．4者為強(qiáng)堿。第七頁(yè)2023/10/127第八頁(yè)，共53頁(yè)。②平衡計(jì)算由弱酸離解常數(shù)，可計(jì)算弱酸溶液的平衡組成。舉例1：在環(huán)境溫度為25攝氏度條件下，含氨廢水濃度為0.200mg/L，求該廢水的OH-濃度、pH值和氨水的電離度。（已知氨在25攝氏度的離解常數(shù)是1.8×10-5）解：假定平衡時(shí)NH4+的濃度為xmol／LNH3+H2O≒NH4++OH-，平衡時(shí)濃度：0.200-xxx第八頁(yè)2023/10/128第九頁(yè)，共53頁(yè)。舉例2：計(jì)算0.2mol／L的H2S溶液中的H+、OH-、S2-的濃度和溶液的pH值。(已知H2S的一級(jí)電離常數(shù)K1=1.32×10-7,二級(jí)電離常數(shù)K2=7.1×10-15)解：設(shè)第一步離解產(chǎn)生的[H+]為xmol/L

第二步離解產(chǎn)生[H+]為ymol/L

由水離解產(chǎn)生的[H+]為zmol/L。

H2S的離解平衡分兩步：H2S+H2O＝H3O++HS-K1

平衡時(shí)濃度(mol/L)：0.2-xx+y+zx-y第九頁(yè)2023/10/129第十頁(yè)，共53頁(yè)。平衡常數(shù)：=1.32×10-7H2S的離解第二步平衡：HS-+H2O＝H3O++S2-K2

平衡時(shí)濃度(mol/L)：x-yx+y+zy平衡常數(shù)：=7.1×10-15另?yè)?jù)水電離平衡:Kw=[H3O+][OH-]=(x+y+z)z=1.0×10-14由K1>>K2，HS-電離程度要比H2S小的多，水的電離也很小，所以可以近似得出：x>>y，x-y≈x,x>>z,x+y+z≈x,所以x2/(0.2-x)=1.32×10-7,x=[H3O+]=1.6×10-4mol/L,pH=3.8xy/x=7.1×10-15所以y=[S2-]=7.1×10-15mol/Lxz=1.0×10-14所以z=[OH-]=6.3×10-11mol/L第十頁(yè)2023/10/1210第十一頁(yè)，共53頁(yè)。6、酸堿化學(xué)理論在水處理中的應(yīng)用工業(yè)廢水有很多酸堿性物質(zhì)，直接排放有危害酸性廢水主要來(lái)自鋼鐵廠、電鍍廠、化工廠和礦山等，堿性廢水主要來(lái)自造紙廠、印染廠和化工廠等處理中除了將廢水中和至中性pH值外，還同時(shí)考慮回收利用或?qū)⑺兄亟饘傩纬蓺溲趸锍恋沓?。?duì)于酸性廢水，中和的藥劑有石灰、苛性鈉、碳酸鈉、石灰石、電石渣、鍋爐灰和水軟化站廢渣等。對(duì)于堿性廢水，可采用酸堿廢水相互中和、加酸中和或煙道氣中和的方法處理第十一頁(yè)2023/10/1211第十二頁(yè)，共53頁(yè)。在用強(qiáng)酸中和堿性廢水時(shí)，當(dāng)水的緩沖強(qiáng)度較小時(shí)，pH難于控制英國(guó)采用CO2取代工業(yè)硫酸，取得很好的效果,有許多優(yōu)點(diǎn)：安全、靈活、可靠、易操作和便于工藝管理。主要包括以下幾方面。安全操作簡(jiǎn)便準(zhǔn)確控制pH，改善工藝流程無(wú)腐蝕性，設(shè)備效率高環(huán)境友好費(fèi)用低商品CO2不是制造的，而是從廢氣中獲得的第十二頁(yè)2023/10/1212第十三頁(yè)，共53頁(yè)。三、水中污染物的分布和存在形態(tài)1、八類(lèi)（美）：①耗氧污染物②致病污染物③合成有機(jī)物；④植物營(yíng)養(yǎng)物；⑤無(wú)機(jī)物及礦物質(zhì)；⑥沉積污染物；⑦放射性物質(zhì)；⑧熱污染。第十三頁(yè)第十四頁(yè)，共53頁(yè)。2、無(wú)機(jī)污染物毒性取決于形態(tài),而不是其總濃度以可溶態(tài)或懸浮態(tài)或吸附態(tài)存在。甲基汞游離(水合)的金屬離子游離Cd2+游離Cu2+及其氫氧化物脂溶性金屬配合物吸附、沉淀、共沉淀化學(xué)轉(zhuǎn)化及某些生物、物理。金屬形態(tài)及其轉(zhuǎn)化過(guò)程的生物可利用性研究第十四頁(yè)2023/10/1214第十五頁(yè)，共53頁(yè)。3、有機(jī)污染物（關(guān)鍵是POPs,痕量、毒性大、異構(gòu)體多、毒性差別大、難降解、長(zhǎng)距離輸送）(1)農(nóng)藥：有機(jī)氯、有機(jī)磷農(nóng)藥、氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥。有機(jī)氯農(nóng)藥：難以化學(xué)降解和生物降解較低水溶性和高的辛醇—水分配系數(shù)與沉積物和生物體中濃度相比，水中濃度很低有機(jī)氯農(nóng)藥如DDT,已被許多國(guó)家禁用。第十五頁(yè)2023/10/1215第十六頁(yè)，共53頁(yè)。美國(guó)密執(zhí)安湖中DDT富集過(guò)程的含量變化環(huán)境介質(zhì)DDT濃度（mg/L）濃縮倍數(shù)湖水0.000002-底泥0.0147,000蝦0.04120,500魚(yú)類(lèi)3-61,500,000-3,000,000海鷗9949,500,000第十六頁(yè)2023/10/1216第十七頁(yè)，共53頁(yè)。有機(jī)磷農(nóng)藥和氨基甲酸酯農(nóng)藥與有機(jī)氯農(nóng)藥相比，較易被生物降解在土壤和地表水中降解速率較快，殺蟲(chóng)力較高溶解度較大，水中濃度相對(duì)較高，辛醇—水分配系數(shù)低目前在地表水中能檢出的不多，污染范圍較小。除草劑（含有有機(jī)氯的不易降解）具有較高的水溶解度不易生物富集、沉積物吸附和從溶液中揮發(fā)殘留物通常存在于地表水體中，辛醇—水分配系數(shù)低除草劑及其中間產(chǎn)物污染土壤、地下水以及周?chē)h(huán)境第十七頁(yè)2023/10/1217第十八頁(yè)，共53頁(yè)。(2)多氯聯(lián)苯(PCBs)：聯(lián)苯氯化而成，210種化合物，混合物。化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性較好被廣泛用于作為冷卻劑、絕緣材料、耐腐蝕的涂料等極難溶于水，不易分解但易溶于有機(jī)溶劑和脂肪，辛醇—水分配系數(shù)高1973年以后，各國(guó)陸續(xù)開(kāi)始減少或停止生產(chǎn)。(3)鹵代脂肪烴:大多數(shù)可揮發(fā),大氣光解水中，能進(jìn)行生物或化學(xué)降解但是其揮發(fā)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于降解速率在水中的溶解度高，辛醇—水分配系數(shù)低CCCC第十八頁(yè)2023/10/1218第十九頁(yè)，共53頁(yè)。(4)醚類(lèi)（了解）-7種醚類(lèi)列入EPA黑名單(5)單環(huán)芳香族化合物：地表水中主要是揮發(fā)，然后是光解在有機(jī)質(zhì)或生物脂肪層中的分配趨勢(shì)較弱，這類(lèi)化合物吸附和生物富集均不是重要的優(yōu)先污染物中六種化合物，即氯苯、1,2-二氯苯、1,3-二氯苯、1,4—二氯苯、1,2,4—三氯苯和六氯苯，可被生物積累。

(6)苯酚（甲酚）類(lèi)：——五氯苯酚等高氯代酚危害性大具有高的水溶性、辛醇—水分配系數(shù)低大多數(shù)酚主要?dú)埩粼谒斜椒臃肿勇却潭仍龈?，溶解度下降，辛醇—水分配系?shù)增加主要遷移、轉(zhuǎn)化過(guò)程是生物降解和光解第十九頁(yè)2023/10/1219第二十頁(yè)，共53頁(yè)。(7)肽酸酯類(lèi)：6種列入黑名單，危害性大，不易降解(8)多環(huán)芳烴類(lèi)(PAHs)水中溶解度很小，辛醇—水分配系數(shù)高主要累積在沉積物、生物體內(nèi)和溶解的有機(jī)質(zhì)中有證據(jù)表明多環(huán)芳烴化合物可光解，其最終歸趨可能是吸附到沉積物中，然后進(jìn)行緩慢的生物降解沉積物是多環(huán)芳烴蓄積庫(kù)，在地表水體中其濃度通常較低。(9)

亞硝胺和其他化合物：2-甲基亞硝胺、2-正丙級(jí)亞硝胺、丙烯晴等，可在生物體或沉積物中累積第二十頁(yè)2023/10/1220第二十一頁(yè)，共53頁(yè)。4、金屬污染物(1)鎘：水遷移性元素，僅硫化鎘難溶主要以Cd2+狀態(tài)存在還可生成多種可溶性配合物如CdOH+、CdCl42-、Cd(NH3)32+天然水體中鎘的溶解度受碳酸根或羥基濃度所制約水體中懸浮物和沉積物對(duì)鎘有較強(qiáng)的吸附能力(占90%以上)水生生物對(duì)鎘有很強(qiáng)的富集能力,富集因子可達(dá)1000以上第二十一頁(yè)2023/10/1221第二十二頁(yè)，共53頁(yè)。(2)汞：水體中Hg2+、Hg(OH)2、CH3Hg+、CH3Hg(OH)、CH3HgCl、C6H5Hg+為主要形態(tài)。懸浮物和沉積物中Hg2+、HgO、HgS、(CH3Hg)2S為主要形態(tài)。生物相中Hg2+、CH3Hg+CH3HgCH3為主要形態(tài)汞與其他元素等形成配合物是汞能隨水流遷移的主要因素之一氧化—還原電位降至50—200mV，從而使Hg2+易被水中有機(jī)質(zhì)、微生物或其他還原劑還原為Hg，即形成氣態(tài)汞，并由水體逸散到大氣中。水中懸浮物能大量攝取溶解性汞，使其最終沉降到沉積物中劇毒的甲基汞有很強(qiáng)的親脂性，通過(guò)食物鏈逐級(jí)富集最終對(duì)人類(lèi)造成嚴(yán)重威脅第二十二頁(yè)2023/10/1222第二十三頁(yè)，共53頁(yè)。(3)鉛：天然水中鉛主要以Pb2+狀態(tài)存在，其含量和形態(tài)明顯地受CO32-、SO42-、OH-和Cl-等含量的影響鉛可以PbOH+、Pb(OH)2、Pb(OH)3-、PbCl+、PbCl2等多種形態(tài)存在在中性和弱堿性的水中，鉛的濃度受氫氧化鉛所限制。水中鉛含量取決于Pb(OH)2的溶度積。在偏酸性天然水中，水中Pb2+濃度被硫化鉛所限制。水體中懸浮顆粒物和沉積物對(duì)鉛有強(qiáng)烈的吸附作用，因此鉛化合物的溶解度和水中固體物質(zhì)對(duì)鉛的吸附作用是導(dǎo)致天然水中鉛含量低、遷移能力小的重要因素。第二十三頁(yè)2023/10/1223第二十四頁(yè)，共53頁(yè)。(4)砷：天然水中砷可以H3AsO3、H2AsO3-、H3AsO4、H2AsO4-、HAsO42-、AsO43-等形態(tài)存在在適中的Eh值和pH呈中性的水中，砷主要以H3AsO3為主。但在中性或弱酸性富氧水體環(huán)境中則以H2AsO4-、HAsO42-為主。砷可被顆粒物吸附、共沉淀而沉積到底部沉積物中水生生物能很好富集水體中無(wú)機(jī)和有機(jī)砷化合物被厭氧細(xì)菌還原而產(chǎn)生甲基化，形成有機(jī)砷化合物,甲基砷及二甲基砷毒性小，但三甲基砷有劇毒，并易揮發(fā)進(jìn)入空氣。第二十四頁(yè)2023/10/1224第二十五頁(yè)，共53頁(yè)。(5)鉻：天然水中鉻以Cr3+、CrO2-、CrO42-、Cr2O72-四種離子形態(tài)存在，因此水體中鉻主要以三價(jià)和六價(jià)鉻的化合物為主三價(jià)鉻大多數(shù)被底泥吸附轉(zhuǎn)入固相，少量溶于水，遷移能力弱。六價(jià)鉻在堿性水體中較為穩(wěn)定并以溶解狀態(tài)存在，遷移能力強(qiáng)六價(jià)鉻毒性比三價(jià)鉻大。水中六價(jià)鉻，可先被有機(jī)物還原成三價(jià)鉻，然后被懸浮物強(qiáng)烈吸附而沉降至底部顆粒物中，這也是水體中六價(jià)鉻的主要凈化機(jī)制之一由于三價(jià)鉻和六價(jià)鉻之間能相互轉(zhuǎn)化，所以近年來(lái)又傾向考慮以總鉻量作為水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。第二十五頁(yè)2023/10/1225第二十六頁(yè)，共53頁(yè)。(6)銅：水生生物對(duì)銅特別敏感，故漁業(yè)用水銅的容許濃度為0.01mg／L，是飲用水容許濃度的百分之一。淡水中銅的含量與形態(tài)都明顯地與OH-、CO32-和Cl-等濃度有關(guān)，同時(shí)受pH的影響。如pH為5-7時(shí)，以堿式碳酸銅Cu2(OH)2CO3溶解度最大，二價(jià)銅離子存在較多；pH>7時(shí)，CuO溶解度最大，以Cu2+、CuOH+形態(tài)為主；當(dāng)pH>8以上時(shí)，則Cu(OH)2、Cu(OH)3-、CuCO30及Cu(CO3)22-等銅形態(tài)逐漸增多。水體中大量無(wú)機(jī)和有機(jī)顆粒物，能強(qiáng)烈的吸附或螯合銅離子，使銅最終進(jìn)入底部沉積物中，因此，河流對(duì)銅有明顯的自凈能力。第二十六頁(yè)2023/10/1226第二十七頁(yè)，共53頁(yè)。(7)鋅：不同地區(qū)和不同水源的水體，鋅含量有很大差異天然水中鋅以二價(jià)離子狀態(tài)存在，但在天然水的pH范圍內(nèi)，鋅都能水解生成多核羥基配合物Zn(OH)n(n-2)，還可與水中的C1_、有機(jī)酸和氨基酸等形成可溶性配合物。鋅可被水體中懸浮顆粒物吸附，或生成化學(xué)沉積物向底部沉積物遷移，沉積物中鋅含量為水中的1萬(wàn)倍。水生生物對(duì)鋅有很強(qiáng)的吸收能力，因而可使鋅向生物體內(nèi)遷移，富集倍數(shù)達(dá)103—105倍。第二十七頁(yè)2023/10/1227第二十八頁(yè)，共53頁(yè)。主要內(nèi)容總結(jié)二天然水主要特征1、組成2、主要水體特征3、碳酸平衡4、酸堿度（酸度、堿度、緩沖能力）5、一般的酸堿平衡理論6、酸堿理論在水處理中應(yīng)用三、主要污染物形態(tài)1、分類(lèi)（8）2、形態(tài)重要性3、難降解有機(jī)污染物農(nóng)藥：有機(jī)氯、有機(jī)磷、氨基甲酸酯、除草劑

PCBs、單環(huán)芳香烴、PAHs

鹵代脂肪烴4、金屬類(lèi)

Cd\Hg\Cr\As\Cu\Zn\Pb第二十八頁(yè)第二十九頁(yè)，共53頁(yè)。規(guī)律性總結(jié):對(duì)有機(jī)污染物：1、重點(diǎn)掌握其脂溶性（辛醇-水分配系數(shù)）的相對(duì)高低，是否易溶于水。2、重點(diǎn)掌握其化學(xué)穩(wěn)定性的高低，是否容易生物降解或者其他途徑降解對(duì)重金屬類(lèi)無(wú)機(jī)污染物：1、重點(diǎn)掌握其主要水遷移形態(tài)2、控制其水溶性的其他離子3、是否易于生物轉(zhuǎn)化（毒性更大或者降低毒性）4、是否易于被懸浮物或者底泥吸附第二十九頁(yè)第三十頁(yè)，共53頁(yè)。思考題（劃線者作業(yè)）1、從一家石灰窯廠排放的廢水中含有氫氧化鈣，pH=11.0，現(xiàn)在通入酸性的二氧化碳煙道氣進(jìn)行處理，使其中的Ca(OH)2全部轉(zhuǎn)化為Ca(HCO3)2,則每噸廢水需要多少的二氧化碳？2、為什么天然水具有一定的酸堿緩沖能力？推導(dǎo)天然水（考慮為碳酸水體系，pH<8.3）的緩沖能力的計(jì)算表達(dá)式：△B=[堿度][10△pH-1]/(1+K1×10pH+△pH)。并利用該式計(jì)算在一個(gè)pH為6.5、堿度為1.6mmol/L的水體中，用NaOH進(jìn)行堿化，需多少堿能使pH上升至8.0?（K1=10-6.35）3、什么是酸堿質(zhì)子理論？列舉幾種天然水環(huán)境中常見(jiàn)的一元、二元、三元酸堿體系？以HF和NH3與水的反應(yīng)為例，說(shuō)明酸堿質(zhì)子理論。第三十頁(yè)第三十一頁(yè)，共53頁(yè)。4、在環(huán)境溫度為25攝氏度條件下，含氨廢水濃度為0.200mg/L，求該廢水的OH-濃度、pH值和氨水的電離度。（已知氨在25攝氏度的離解常數(shù)是1.8×10-5）5、列舉二氧化碳在廢水處理調(diào)節(jié)pH中的優(yōu)點(diǎn)（要求適當(dāng)展開(kāi)敘述）？6、若有水A，pH為7.5，其堿度為6.38mmol/L，水B的pH為9.0，堿度為O.80mmol/L，若以等體積混合，問(wèn)混合后的pH值是多少?(p195，6)7、溶解1.00×10-4mol/L的Fe(N03)3，于1L具有防止發(fā)生固體Fe(OH)3沉淀作用所需最小[H+]濃度的水中，假定溶液中僅形成Fe(OH)2+和Fe(OH)2+而沒(méi)有形成Fe2(OH)24+。請(qǐng)計(jì)算平衡時(shí)該溶液中[Fe3+]、[Fe(OH)2+]、[Fe(OH)2+]、[H+]和pH。（P195,7）（要求列出計(jì)算方程即可）第三十一頁(yè)第三十二頁(yè)，共53頁(yè)。8、目前公認(rèn)的水體八大類(lèi)污染物包括哪些？9、簡(jiǎn)述水體中主要難降解有機(jī)污染物的存在和分布形態(tài)？10、什么是環(huán)境中的“五大毒素”？第三十二頁(yè)2023/10/1232第三十三頁(yè)，共53頁(yè)。序號(hào)污染類(lèi)型污染物污染特征廢水來(lái)源1酸堿污染無(wú)機(jī)酸堿或有機(jī)酸堿pH異常礦山、石油、化工、化肥、造紙、電鍍、酸洗、酸雨2重金屬污染Hg、Cr、Cd、Pb、Zn毒性礦山、冶金、電鍍、儀表、顏料3非金屬污染As、CN、F、S、Se毒性化工、火電站、農(nóng)藥、化肥等工業(yè)4需氧有機(jī)物污染糖類(lèi)、蛋白類(lèi)、油脂、木質(zhì)素耗氧、缺氧食品、紡織、造紙、制革、化工、生活污水、農(nóng)田排水5農(nóng)藥污染有機(jī)氯農(nóng)藥、PCBs、有機(jī)磷農(nóng)藥嚴(yán)重時(shí)生物滅絕農(nóng)藥、化工、煉油、農(nóng)田排水6易分解有機(jī)物污染酚類(lèi)、苯、醛類(lèi)耗氧、異味、毒性制革、煉油、化工、煤礦、化肥、生活污水、地面徑流7油類(lèi)污染石油及其制品飄浮、乳化、顏色石油開(kāi)采、煉油、油輪四、典型水污染的特征

第三十三頁(yè)2023/10/1233第三十四頁(yè)，共53頁(yè)。第三十四頁(yè)2023/10/1234第三十五頁(yè)，共53頁(yè)。

比較典型的有機(jī)物污染特征是耗氧有毒物的污染特征是生物毒性。1、病原微生物污染含各種細(xì)菌、病毒等的工業(yè)廢水和生活污水造成的污染，如生物制品、洗毛、制革、屠宰等工廠醫(yī)院排出的工業(yè)廢水和糞便污水。傳染病病原體在水中存活的時(shí)間，一般可以由1天至200多天，少數(shù)病原體甚至在水中可以存活幾十年。污染特點(diǎn):數(shù)量大，分布廣，存活時(shí)間長(zhǎng)，繁殖速度快，易產(chǎn)生抗藥性而很難滅絕，易暴發(fā)性地流行。即使加氯消毒，某些病原微生物及病毒仍能存活，傳統(tǒng)的給水處理能去除99％以上，水中懸浮物可包藏細(xì)菌及病毒，使其不易被殺滅。第三十五頁(yè)第三十六頁(yè)，共53頁(yè)。舉例：如1955年印度新德里自來(lái)水廠的水源被肝炎病毒污染，三個(gè)月內(nèi)共發(fā)病2萬(wàn)9千多人。19世紀(jì)中葉，英國(guó)倫敦先后兩次霍亂大流行，死亡共2萬(wàn)多人。1988年在我國(guó)上海市流行的甲肝，就是人們大量食用被病原微生物污染的毛蚶后引發(fā)的。古羅馬瘟疫為何如此猖獗？公元前33年、公元65年、公元79年和公元162年瘟疫曾多次光顧羅馬，使鼎盛時(shí)期有100萬(wàn)人口的城市經(jīng)常變得蕭條冷落。當(dāng)時(shí)羅馬遠(yuǎn)郊的幾個(gè)大坑是專門(mén)埋葬死于瘟疫的人。原因就是病原微生物的污染。第三十六頁(yè)2023/10/1236第三十七頁(yè)，共53頁(yè)。

2、需氧有機(jī)物污染如蛋白質(zhì)、脂肪、糖、木質(zhì)素等排入水體后，在有溶解氧的情況下，經(jīng)水中需氧微生物的生化氧化最后分解成C02和硝酸鹽等，或者是有些還原性的無(wú)機(jī)化合物如亞硫酸鹽、硫化物、亞鐵鹽和氨等，在水中經(jīng)化學(xué)氧化變成高價(jià)離子存在。在20℃，101kPa的氣壓時(shí)，水中的溶解氧僅為8.32mg／L。水中需氧污染物組成復(fù)雜，且難以準(zhǔn)確的分別測(cè)定出其組成和含量。其主要污染特征就是耗氧。第三十七頁(yè)2023/10/1237第三十八頁(yè)，共53頁(yè)。(1)溶解氧(簡(jiǎn)稱DO)(2)生化需氧量(BOD)(3)化學(xué)需氧量(COD)

如果廢水中有機(jī)質(zhì)的組成相對(duì)穩(wěn)定，那么化學(xué)需氧量和生化需氧量之間應(yīng)有一定的比例關(guān)系。(4)總有機(jī)碳(TOC)和總需氧量(TOD)

采用BOD5測(cè)試方法不能準(zhǔn)確反映水體被需氧有機(jī)質(zhì)污染的程度。(5)理論需氧量(ThOD)

根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的有機(jī)物完全氧化時(shí)所需要氧的量。這是一個(gè)對(duì)廢水作全化學(xué)分析以后的理論計(jì)算值。

廢水中氧參數(shù)間關(guān)系:ThOD=100%,TOD=92%,CODcr=83%,BOD20=65%，BOD5=58%第三十八頁(yè)2023/10/1238第三十九頁(yè)，共53頁(yè)。3、富營(yíng)養(yǎng)化污染植物營(yíng)養(yǎng)物來(lái)自農(nóng)田施肥、農(nóng)業(yè)廢棄物、城市生活污水、雨雪對(duì)大氣淋洗和徑流對(duì)地表物質(zhì)的淋溶與沖刷。目前，我國(guó)禽畜養(yǎng)殖業(yè)排廢水COD已經(jīng)接近全國(guó)工業(yè)廢水COD排放總量。養(yǎng)殖業(yè)已成新的污染大戶。據(jù)估計(jì)，一頭豬每天排放的廢水量相當(dāng)于7人生活產(chǎn)生的廢水，一頭牛每天排放的廢水量更超過(guò)22人生活產(chǎn)生的廢水。富營(yíng)養(yǎng)化是指水流緩慢和更新期長(zhǎng)的地表水中，由于接納大量的生物所需要的氮磷等營(yíng)養(yǎng)物引起藻類(lèi)等浮游生物迅速繁殖，最終可能導(dǎo)致魚(yú)類(lèi)和其他生物大量死亡的水體污染現(xiàn)象。第三十九頁(yè)2023/10/1239第四十頁(yè)，共53頁(yè)。天然湖泊:也可以實(shí)現(xiàn)由貧營(yíng)養(yǎng)湖向富營(yíng)養(yǎng)湖的轉(zhuǎn)化，但速度緩慢。對(duì)湖泊、水庫(kù)、內(nèi)海、河口等地區(qū)的水體:水流緩慢，停留時(shí)間長(zhǎng)，既適于植物營(yíng)養(yǎng)元素的增加，又適于水生植物的繁殖，易于富營(yíng)養(yǎng)化。一般地說(shuō)，總磷和無(wú)機(jī)氮分別超過(guò)20mg/m3和300mg/m3就認(rèn)為水體處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。富營(yíng)養(yǎng)化可使動(dòng)植物遺骸在水底腐爛沉積，同時(shí)在還原的條件下，厭氣菌作用產(chǎn)生H2S等難聞的臭毒氣，使水質(zhì)不斷惡化，最后會(huì)使某些湖泊衰老死亡，變成沼澤，甚至干枯成旱地。富營(yíng)養(yǎng)化可使水體達(dá)到完全缺氧狀態(tài)。分布于水體表層及上層的藻類(lèi)及浮游植物種類(lèi)逐少，單個(gè)種類(lèi)數(shù)量急增，硅藻和綠藻為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐运{(lán)藻為主，因藻類(lèi)繁殖引起水色改變就是藻華(水華)或赤潮。第四十頁(yè)2023/10/1240第四十一頁(yè)，共53頁(yè)。舉例：觸目驚心的赤潮中毒事件1971年春夏季節(jié)，在美國(guó)佛羅里達(dá)州中西部沿岸水域發(fā)生過(guò)一次短裸甲藻赤潮，使1500km2海域內(nèi)的生物幾乎全部滅絕。這種短裸甲藻含有神經(jīng)性貝毒，人們?nèi)羰秤煤羞@種毒素的軟體動(dòng)物，可在3h內(nèi)出現(xiàn)中毒癥狀。在有毒赤潮細(xì)胞中，有一種西加魚(yú)毒。目前，全球因誤食西加魚(yú)毒而中毒的患者每年達(dá)萬(wàn)人。此類(lèi)病情一般在食用有毒魚(yú)類(lèi)后1—6h內(nèi)發(fā)作，也有些人因呼吸衰竭或血液循環(huán)破壞而急性死亡。第四十一頁(yè)2023/10/1241第四十二頁(yè)，共53頁(yè)。4、感官性污染物(含惡臭污染)感官性污染物主要指感官反應(yīng)，例如水的顏色、臭味(含惡臭)、透明度、異味等。惡臭是一種普遍的污染危害，惡臭是指引起多數(shù)人不愉快感覺(jué)的氣味，它是典型的公害之一。舉例：飲用水中如含有酚類(lèi)，則可以與水中的消毒劑氯氣反應(yīng)生成氯酚，（令人難以忍受氣味），在GB5749—85《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中，對(duì)于劇毒物CN-標(biāo)準(zhǔn)為小于0.05mg／L，而對(duì)于揮發(fā)酚類(lèi)(以苯酚計(jì))的要求則是小于0.002mg／L，就是考慮到感官感覺(jué)的因素。人能嗅到的惡臭物多達(dá)4000多種，危害大的有幾十種。原因是“發(fā)臭團(tuán)”分子結(jié)構(gòu)，例如硫代(＝S)、巰基(一SH)、硫氰基(一SCN)等等。因發(fā)臭團(tuán)的不同，臭氣也各有不同：腐敗的魚(yú)臭(胺類(lèi))、臭腐類(lèi)(硫化氫)、刺激臭(氨、醛類(lèi))等。第四十二頁(yè)2023/10/1242第四十三頁(yè)，共53頁(yè)。5、酸、堿、鹽污染酸來(lái)自于礦山排水及人造纖維、酸法造紙、酸洗廢液等工業(yè)廢水，雨水淋洗含酸性氧化物空氣后，匯入地表水也能造成酸污染。礦石排水中酸由硫化礦物氧化產(chǎn)生。礦區(qū)排水是一種混合鹽類(lèi)(主要是硫酸鹽)的溶液，所以礦區(qū)排水?dāng)y至河流中的酸實(shí)質(zhì)上是強(qiáng)酸弱堿鹽類(lèi)的水解產(chǎn)物。污染水體中堿的主要來(lái)源是堿法造紙、化學(xué)纖維、制堿、制革、煉油等工業(yè)廢水。酸性廢水與堿性廢水中和可產(chǎn)生各種一般鹽類(lèi)，與地表物質(zhì)相互反應(yīng)也可生成一般無(wú)機(jī)鹽類(lèi)。酸、堿的污染必然伴隨著無(wú)機(jī)鹽類(lèi)的污染。當(dāng)pH<6．5及pH>8．5時(shí)，水的自然緩沖作用遭到破壞，自凈能力阻，消滅和抑制細(xì)菌及微生物生長(zhǎng)，使水生生物的種群發(fā)生變化，魚(yú)類(lèi)減產(chǎn)，甚至絕跡。酸、堿性水質(zhì)還可腐蝕水中各種設(shè)備及船舶。第四十三頁(yè)2023/10/1243第四十四頁(yè)，共53頁(yè)。需要注意的是：酸堿污染物不僅能改變水體的pH，而且大大增加了氯化物和其他各種無(wú)機(jī)鹽類(lèi)在水中的溶解度，從而造成水體含鹽量增高，硬度變大，水的滲透壓增大。采用這種水灌溉時(shí)，會(huì)使農(nóng)田鹽漬化，對(duì)淡水生物和植物生長(zhǎng)有不良影響。例如：化學(xué)工業(yè)地區(qū)硬度逐年增高，農(nóng)作物逐年減產(chǎn)，即與大量無(wú)機(jī)鹽流失有關(guān)。再加上排人水體中的酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)，提高了水中的含鹽量，使水處理費(fèi)用提高，降低水的使用價(jià)值。第四十四頁(yè)2023/10/1244第四十五頁(yè)，共53頁(yè)。6、毒污染

水污染中特別重要的一大類(lèi)，種類(lèi)繁多。共同特點(diǎn)是對(duì)生物有機(jī)體的毒性危害?？煞譃樗膫€(gè)類(lèi)型。(1)非金屬無(wú)機(jī)毒物

CN—、F—為代表。氰化物：在工業(yè)上用途廣泛，電鍍、礦石浮選等，也是多種化工產(chǎn)品的原料。氰化物：劇毒物質(zhì)，衍生物毒性更強(qiáng)，人一次口服0.1g左右(敏感只需0.06g)的氰化鈉(鉀)就會(huì)致死。氰化物：通過(guò)消化道吸人后，分解成氰化氫，迅速進(jìn)入血液，與紅細(xì)胞中細(xì)胞色素氧化酶結(jié)合，造成細(xì)胞缺氧。中樞神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)缺氧特別敏感，引起的呼吸衰竭乃是氰化物急性中毒致死的主要原因。氰化物：對(duì)魚(yú)類(lèi)有很大毒性，常常在很低濃度，可引起魚(yú)死亡。第四十五頁(yè)2023/10/1245第四十六頁(yè)，共53頁(yè)。氟是地殼中分布較廣的一種元素，天然水含氟0.4～0.95mg/L。少量氟對(duì)人體有益，一般如果水中含氟量大于1.5mg/L，就會(huì)造成毒污染。如果人體每日攝人量超過(guò)4mg，即可在體內(nèi)蓄積而導(dǎo)致慢性中毒。氟有以下幾方面的毒作用：①破壞鈣、磷代謝；②斑釉齒；③抑制酶的活性。第四十六頁(yè)2023/10/1246第四十七頁(yè)，共53頁(yè)。(2)重金屬與類(lèi)金屬無(wú)機(jī)毒物主要有Hg、Cd、Pb、C