【课件】环境科学概论第三章水环境黄荣华ppt
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《环境化学》课件第三章
《环境化学》 第三章 水环境化学
水环境化学 Aquatic Environmental Chemistry
2008-5-12
1
《环境化学》 第三章 水环境化学
第一节 水的基本特征及污染物存在 形态
2008-5-12
2
《环境化学》 第三章 水环境化学
一、水的特征与分布 1、水分子特性
H O H H H H H
infiltration
Lake reservoir
Precipitation 1055
ocean groundwater
2008-5-12
每天的水循环（1012升）
6
《环境化学》 第三章 水环境化学
二、海水的特征
1、化学成分
(1) (2) (3) (4) (5)
常量元素(>1mmol/L) 营养元素(N、P、Si、Fe、Mn、Cu) 微量元素(<1μmol/L) 溶存气体：来源于大气、火山爆发、海洋生物和化学反 应，有CO2、CH4、H2S、O2(0~8.5mg/L)、N2和Ar。 有机质(substance)：来源于陆地输入、海洋生物分泌和 尸体破裂。
2008-5-12 18
《环境化学》 第三章 水环境化学
（4）水生生物 水生生物可直接影响许多物质的浓度,其作用有代谢、 摄取、存储和释放等。 ¾ 自养生物：利用太阳能量和化学能量，把无机物引入 生命分子中组成生命体。 ¾ 异养生物：利用自养生物产生的有机物作为能源及合成自 身生命的原始物质。 ¾ 藻类生成和分解是水体中进行光合作用（P）和呼吸作用 （R）的一典型过程，可用简单化学计量关系来表征：
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《环境化学》 第三章 水环境化学
水环境化学 Aquatic Environmental Chemistry
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《环境化学》 第三章 水环境化学
第一节 水的基本特征及污染物存在 形态
2008-5-12
2
《环境化学》 第三章 水环境化学
一、水的特征与分布 1、水分子特性
H O H H H H H
infiltration
Lake reservoir
Precipitation 1055
ocean groundwater
2008-5-12
每天的水循环（1012升）
6
《环境化学》 第三章 水环境化学
二、海水的特征
1、化学成分
(1) (2) (3) (4) (5)
常量元素(>1mmol/L) 营养元素(N、P、Si、Fe、Mn、Cu) 微量元素(<1μmol/L) 溶存气体：来源于大气、火山爆发、海洋生物和化学反 应，有CO2、CH4、H2S、O2(0~8.5mg/L)、N2和Ar。 有机质(substance)：来源于陆地输入、海洋生物分泌和 尸体破裂。
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《环境化学》 第三章 水环境化学
（4）水生生物 水生生物可直接影响许多物质的浓度,其作用有代谢、 摄取、存储和释放等。 ¾ 自养生物：利用太阳能量和化学能量，把无机物引入 生命分子中组成生命体。 ¾ 异养生物：利用自养生物产生的有机物作为能源及合成自 身生命的原始物质。 ¾ 藻类生成和分解是水体中进行光合作用（P）和呼吸作用 （R）的一典型过程，可用简单化学计量关系来表征：
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《环境化学》 第三章 水环境化学
环境化学课件第三章 水环境化学
水环境可根据其范围的大小分为区域水环境（如流域水环境、城市 水环境等）、全球水环境。对某个特定的地区而言，该区域内的各 种水体如湖泊、水库、河流和地下水等是该水环境的重要组成部分 ，因此，水环境又可分为地表水环境和地下水环境。地表水环境包 括河流、湖泊、水库、池塘、沼泽等；地下水环境包括泉水、浅层 地下水和深层地下水等。
图 水环境体系（水体）
<返回>
水环境化学是研究化学物质在天然水体中的存在形态、反应机制 、迁移转化和归趋的规律及其化学行为对生态环境的影响。水环 境化学是环境化学的重要组成部分，为水污染控制和水资源的保 护提供了科学依据。
水环境化学研究的领域包括河口、海洋、河流、湖泊等。
研究的特点是： （1）体系非常复杂 离子、分子、胶体微粒 （2）界面现象突出、重要 重金属、有机物附着在胶体微粒面
海湾 海
大洋 海洋沉积物间隙水
DP Dg K
P 0
水循环 Water cycle
1.水的自然循环： 特点：①由降雨量自然循环的大致尺度
②水的性质基本不变 2.水的社会循环 特点：①工业与生活污水的产生与排放是主
要的污染源 ②水的性质不断变化
水资源的主要问题
●我国水资源人均和亩均水量少； ●水资源在地区分布上很不均匀，水土资源 组合不平衡 ●水量年内及年际变化大，水旱灾害频繁 ●水土流失严重，许多河流含沙量大； ●我国水资源开发利用各地很不均衡
第三章 水环境化学 Aquatic chemistry
知识点：认识天然水的基本特征和污染物的分布形 态，掌握水中污染物的迁移转化规律，学 会建立水质模型
重 点：水中污染物的迁移和转化规律 难 点：水质模型的建立
水圈：Hydrosphere 1978年.R.A.Horne
图 水环境体系（水体）
<返回>
水环境化学是研究化学物质在天然水体中的存在形态、反应机制 、迁移转化和归趋的规律及其化学行为对生态环境的影响。水环 境化学是环境化学的重要组成部分，为水污染控制和水资源的保 护提供了科学依据。
水环境化学研究的领域包括河口、海洋、河流、湖泊等。
研究的特点是： （1）体系非常复杂 离子、分子、胶体微粒 （2）界面现象突出、重要 重金属、有机物附着在胶体微粒面
海湾 海
大洋 海洋沉积物间隙水
DP Dg K
P 0
水循环 Water cycle
1.水的自然循环： 特点：①由降雨量自然循环的大致尺度
②水的性质基本不变 2.水的社会循环 特点：①工业与生活污水的产生与排放是主
要的污染源 ②水的性质不断变化
水资源的主要问题
●我国水资源人均和亩均水量少； ●水资源在地区分布上很不均匀，水土资源 组合不平衡 ●水量年内及年际变化大，水旱灾害频繁 ●水土流失严重，许多河流含沙量大； ●我国水资源开发利用各地很不均衡
第三章 水环境化学 Aquatic chemistry
知识点：认识天然水的基本特征和污染物的分布形 态，掌握水中污染物的迁移转化规律，学 会建立水质模型
重 点：水中污染物的迁移和转化规律 难 点：水质模型的建立
水圈：Hydrosphere 1978年.R.A.Horne
环境科学概论--水体环境 ppt课件
ppt课件 29
2.2河流水体中污染物扩散的稳态模型
河流水体稳定状态，污染源连续 稳定排放的条件下，污染物在某一空 间位置的浓度是不变的。
一维模型：只在河流流动x方向上存
在污染物的浓度梯度，横断面方向上 混合均匀。
ppt课件
30
2.2河流水体中污染物扩散的稳态模型
二维模型：只在河流流动x方向和河
微量 溶解气 元素 体 主 要 微 量 胶体 无机 有机 生物生 成物 悬浮物质
Br, O2, F, CO2 Cl-, SO42- Na+, I,F , K+, e, HCO3 Ca2+ Cu, -, N, , CO32- Mg2+ Co
N2, CH4 , H2S
SiO2. 腐 nH2O, 殖 Fe(OH 质 )3.nH 2O, Al2O3 .nH O ppt 课件 2
ppt课件 10
南水北调工程——中线
从长江中游及其主要支流汉水引水，沿伏牛 山及太行山东侧开渠送水，可向北京及黄淮海平 原大部分地区自流送水。 中线全长 1000多公里，年引水量300亿立方 米。其优点是可自流输水，引水量大，还可利用 落差兴建水力发电站。 问题是丹江口水库的大坝需要加高，并且最 终要与三峡水库联系在一起；另外沿山麓输水， 与山地流入平原的河流交叉，输水渠的大交叉就 有200多处。这些山麓地带又是我国著名的暴雨 地区，处理较为困难。
ppt课件 25
1.4水体污染源和污染物
总有机碳，水体中溶解性和悬浮性有机物含碳
的总量，常以“TOC”表示。 TOC是一个快速检定的综合指标，它以碳的数量表 示水中含有机物的总量。由于它不能反映水中有 机物的种类和组成，因而不能反映总量相同的总 有机碳所造成的不同污染后果。 通常作为评价水体有机物污染程度的重要依据。
2.2河流水体中污染物扩散的稳态模型
河流水体稳定状态，污染源连续 稳定排放的条件下，污染物在某一空 间位置的浓度是不变的。
一维模型：只在河流流动x方向上存
在污染物的浓度梯度，横断面方向上 混合均匀。
ppt课件
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2.2河流水体中污染物扩散的稳态模型
二维模型：只在河流流动x方向和河
微量 溶解气 元素 体 主 要 微 量 胶体 无机 有机 生物生 成物 悬浮物质
Br, O2, F, CO2 Cl-, SO42- Na+, I,F , K+, e, HCO3 Ca2+ Cu, -, N, , CO32- Mg2+ Co
N2, CH4 , H2S
SiO2. 腐 nH2O, 殖 Fe(OH 质 )3.nH 2O, Al2O3 .nH O ppt 课件 2
ppt课件 10
南水北调工程——中线
从长江中游及其主要支流汉水引水，沿伏牛 山及太行山东侧开渠送水，可向北京及黄淮海平 原大部分地区自流送水。 中线全长 1000多公里，年引水量300亿立方 米。其优点是可自流输水，引水量大，还可利用 落差兴建水力发电站。 问题是丹江口水库的大坝需要加高，并且最 终要与三峡水库联系在一起；另外沿山麓输水， 与山地流入平原的河流交叉，输水渠的大交叉就 有200多处。这些山麓地带又是我国著名的暴雨 地区，处理较为困难。
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1.4水体污染源和污染物
总有机碳，水体中溶解性和悬浮性有机物含碳
的总量，常以“TOC”表示。 TOC是一个快速检定的综合指标，它以碳的数量表 示水中含有机物的总量。由于它不能反映水中有 机物的种类和组成，因而不能反映总量相同的总 有机碳所造成的不同污染后果。 通常作为评价水体有机物污染程度的重要依据。
环境学概论 3水体污染
③总有机碳量（TOC）：水中溶解性和 悬浮性有机物中存在的全部碳量 ④ 总需氧量（TOD）：当有机物全部被 氧化时，碳被氧化为二氧化碳，而氢、 氮、硫则被氧化为水、一氧化氮和二氧 化硫等。此时氧化所需的氧量称为总需 氧量。 • 在水质状况基本相同的情况下，BOD5与 TOC或TOD之间存在一定的相关关系。 通过实验建立相关，则可快速测定出 TOC，从而推算出其他有机物污染指标。
• 用BOD、DO两组方程式来表达水质变化。则 S-P模型的基本形式：
dL k1 L dt dc k1 L k2 (cs c ) dt
这两个方程式是耦合的。当取边界条件时
L 0
• 可得解析解为
L L0e k1 L0 k1t k2t k2t C C ( e e ) ( C C ) e s s 0 k2 k1
（一）河流 • 污染程度随径流量变化 • 污染扩散快 • 污染影响大 （二）湖泊（水库） • 污染来源广、途径多、类型复杂 • 污染稀释和搬运能力弱 • 生物降解和累积能力强
（三）地下水 • 污染来源广泛 • 污染难于治理 • 污染危害严重 （四）海洋 • 污染源多而复杂 • 污染持续性强 • 污染扩散范围大
• 常用的表示耗氧有机物污染的指标有： ① 化学耗氧量（COD）：在规定条件下， 使水样中能被氧化的物质氧化所需耗用氧 化剂的量。常用的氧化剂K2Cr2O7、 KMnO4。 2K2Cr2O7+3C+8H2SO4→ 2K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CO2+8H2O ② 生化需氧量（BOD）：指在好气条件下， 微生物分解水体中有机物质的生物化学过 程中所需溶解氧的量，是反映水体中有机 污染程度的综合指标之一
环境化学第三章__水环境化学(PPT)
氧的分压为(1.0130-0.03167)×105×0.2095 =0.2056×105 Pa
第十二页，共九十页。
代入亨利定律即可求出氧在水中的摩尔(mó ěr)浓度为：
[O2(aq)]= KH·PO2=1.26×10-8×0.2056×105 =2.6×10-4 mol/L
氧的分子量为32，因此其溶解度为8.32 mg/L。
第三章 水环境 化学 (huánjìng)
第一节 天然水的根本特征及污染物的存在形态(xíngtài)
第二节 水中无机污染物的迁移转化 第三节 水中有机污染物的迁移转化
第一页，共九十页。
内容提要： 本章主要介绍天然水的根本特征，水中重要污染物存在形态及分布， 污染物在水环境中的迁移转化(zhuǎnhuà)的根本原理。
第二十三页，共九十页。
❖❖[图CO中3的2p-]H可=以8.3忽可略以不作计为，一水个分中界只点有，[CpOH2<〔8.a3q，〕很]、小[，H22CO3]、
❖[HCO3-]，可以只考虑一级电离平衡(pínghéng)，即此时：
❖
❖❖❖当溶所液以的ppHH>=8p[.3KH时1-]，lg[[KHH122[CC[HHOO23C3C**]OO3]+3可*]l]g以[H忽C略O不3-计]。，水中只存在
P↑↓R
C 1 0 6H 2 6 3 O 1 1 0N 1 6P 1 3 8 O 2
第十七页，共九十页。
〔二〕天然水的性质(xìngzhì)
1、碳酸平衡〔重点〕
对于CO2-H2O系统，水体中存在着CO2〔aq〕、H2CO3、HCO3-和CO32-等 四种化合态，常把CO2(aq)和H2CO3合并为H2CO3*，实际上H2CO3含量 (hánliàng)极低，主要是溶解性气体CO2(aq)。
第十二页，共九十页。
代入亨利定律即可求出氧在水中的摩尔(mó ěr)浓度为：
[O2(aq)]= KH·PO2=1.26×10-8×0.2056×105 =2.6×10-4 mol/L
氧的分子量为32，因此其溶解度为8.32 mg/L。
第三章 水环境 化学 (huánjìng)
第一节 天然水的根本特征及污染物的存在形态(xíngtài)
第二节 水中无机污染物的迁移转化 第三节 水中有机污染物的迁移转化
第一页，共九十页。
内容提要： 本章主要介绍天然水的根本特征，水中重要污染物存在形态及分布， 污染物在水环境中的迁移转化(zhuǎnhuà)的根本原理。
第二十三页，共九十页。
❖❖[图CO中3的2p-]H可=以8.3忽可略以不作计为，一水个分中界只点有，[CpOH2<〔8.a3q，〕很]、小[，H22CO3]、
❖[HCO3-]，可以只考虑一级电离平衡(pínghéng)，即此时：
❖
❖❖❖当溶所液以的ppHH>=8p[.3KH时1-]，lg[[KHH122[CC[HHOO23C3C**]OO3]+3可*]l]g以[H忽C略O不3-计]。，水中只存在
P↑↓R
C 1 0 6H 2 6 3 O 1 1 0N 1 6P 1 3 8 O 2
第十七页，共九十页。
〔二〕天然水的性质(xìngzhì)
1、碳酸平衡〔重点〕
对于CO2-H2O系统，水体中存在着CO2〔aq〕、H2CO3、HCO3-和CO32-等 四种化合态，常把CO2(aq)和H2CO3合并为H2CO3*，实际上H2CO3含量 (hánliàng)极低，主要是溶解性气体CO2(aq)。
《环境科学概论》PPT课件
环境污染与干扰：环境污染：有害物质或因子进入 环境，并在环境中扩散、迁移、转化、使环境系 统的结构与功能发生变化，对人类或其他动物的 正常生存和发展产生不利影响的现象。
.
22
按污染物性质分 生物污染 化学污染 物理污染
按环境要素 大气污染 放射性污染 水污染 土壤污染
.
23
环境干扰：是指人类活动所排出的能量进入 环境，达到一定的程度，产生的人类不良 的影响。包括：噪声、振动、电磁干扰、 热干扰等。
4、环境如果按空间尺度大小，由近及远，由 小到大可分为聚落环境、区域环境、全球 环境、星际环境。
.
12
1）聚落环境：是人类群居生活的场所。是人 类利用和改造自然而创造出来的与人类关 系最密切，最直接的生存环境。
居室环境
院落环境
村落环境
城市环境
.
13
2）区域环境：是包括人工环境在内的占有一 定地域的自然环境，区域的范围可大可小， 区域内环境结构特点、功能也千差万别。
.
15
无论从何种角度，进行环境分类，环境都 具有共同的特征。
首先，环境是一个以人类社会为主体的客观 物质体系，对人类社会的生存和发展，它 既有依托作用，又有限制作用，因此环境 有合适与否，或优劣之分。
其次，环境是一个有机的整体，不同地区的 环境由其若干个独立组成部分（环境要 素），以其特定的联系方式构成一个完整 的系统。
.
20
2、次生环境问题：也叫第二环境问题，它是 人类活动作用于周围环境引起的环境问题， 是人类不合理利用资源所引起的环境衰退 和工业发展所带来的环境污染等问题。因 此它是环境科学研究的主要对象。
.
21
环境破坏：又称生态破坏，主要指人类社会活动引 起的生态退化及由此而衍生的有关环境效应，它 们导致环境结构和功能的变化，对人类的生存和 发展产生了不利影响，环境破坏主要是由于人类 活动违背了自然生态规律，急功近利，盲目开发 而引起的。按对象性质分 ：生物环境破坏；非生 物环境破坏
.
22
按污染物性质分 生物污染 化学污染 物理污染
按环境要素 大气污染 放射性污染 水污染 土壤污染
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23
环境干扰：是指人类活动所排出的能量进入 环境，达到一定的程度，产生的人类不良 的影响。包括：噪声、振动、电磁干扰、 热干扰等。
4、环境如果按空间尺度大小，由近及远，由 小到大可分为聚落环境、区域环境、全球 环境、星际环境。
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1）聚落环境：是人类群居生活的场所。是人 类利用和改造自然而创造出来的与人类关 系最密切，最直接的生存环境。
居室环境
院落环境
村落环境
城市环境
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13
2）区域环境：是包括人工环境在内的占有一 定地域的自然环境，区域的范围可大可小， 区域内环境结构特点、功能也千差万别。
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无论从何种角度，进行环境分类，环境都 具有共同的特征。
首先，环境是一个以人类社会为主体的客观 物质体系，对人类社会的生存和发展，它 既有依托作用，又有限制作用，因此环境 有合适与否，或优劣之分。
其次，环境是一个有机的整体，不同地区的 环境由其若干个独立组成部分（环境要 素），以其特定的联系方式构成一个完整 的系统。
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2、次生环境问题：也叫第二环境问题，它是 人类活动作用于周围环境引起的环境问题， 是人类不合理利用资源所引起的环境衰退 和工业发展所带来的环境污染等问题。因 此它是环境科学研究的主要对象。
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环境破坏：又称生态破坏，主要指人类社会活动引 起的生态退化及由此而衍生的有关环境效应，它 们导致环境结构和功能的变化，对人类的生存和 发展产生了不利影响，环境破坏主要是由于人类 活动违背了自然生态规律，急功近利，盲目开发 而引起的。按对象性质分 ：生物环境破坏；非生 物环境破坏
第三章水环境
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第三章水环境
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第三章水环境
•②人为富营养化：由于工农业生产的迅速发展，使
营养物质大量进入湖泊水体，加速了湖泊演化的过程，
其来源：
• a.城市生活污水带来大量N、P；含磷洗涤剂
• b.农村施用的化肥、牲畜粪便，经面源污染而进入
•天然富营养化与人为富营养化的共同点与不同点
中营养、中富营养为主、上升到
90年代中期以富营养为主。其污
染程度和发展速度令人震惊。
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第三章水环境
•根据污染源的空间形状不同
v 一位监测人员长期观察发现，一 遇大雨，水中的氨氮浓度明显高 于往日，原因就是农田施放化肥，非点源污染 污染物残留在地表上，很容易被 从田间和果园冲刷下来的农 雨水带进河道。随着农村产业结 药、化肥和畜禽养殖产生的 构的调整和农民致富奔小康的需 废水，通过径流进入河流、 求，化肥农药、生长素带来的污 湖泊或渗入地下水。 染急剧增加。面源污染因为污染 物来自整个地区，而不是来自一、 二个集中的污染源，污染物分散， 并且体积庞大，更难以控制。
不能直接农灌。
•过量使用 洗涤剂
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第三章水环境
•过量使用洗 衣粉
•把剩饭倒入 下水道
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第三章水环境
•生活垃 圾堆于河
边
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•河边洗车
第三章水环境
•4 水体污染物
•（1）化学污染物：
• 无机无毒物质：颗粒物、 矿渣、粉尘；酸碱盐类物质；氮磷 等营养物质；
• 无机有毒物质：非重金属：氟/硫的化合物；重金属：Hg、Cd、 Cr、Pb、As;
•根据污染源的空间形状不同
《环境科学概论》PPT课件
研发高效、环保的污染治理和修复技术，解决环 境污染问题。
ABCD
生态系统服务和生态安全
研究生态系统对人类社会的服务功能和生态安全 屏障作用，为生态保护提供理论支持。
可持续发展战略和政策研究
研究可持续发展战略和政策措施，为推动绿色发 展提供决策参考。
THANKS
感谢观看
REPORTING
城市生活污水、垃圾等废弃物对周围环境造成污染，影响居民生 活和健康。
城市热岛效应
城市化进程中大量建筑物和道路等人工构筑物导致城市热岛效应 加剧，影响城市气候和居民生活。
能源开发利用过程中环境问题认识
化石能源开采利用 煤炭、石油等化石能源的开采和利用过程中会产生大量废 气、废水和固废等污染物，对环境和人类健康造成影响。
功能
提供生物栖息地，维持生物多样性，调节气候和水文循环，净化空气和水质，以及为人 类提供食物、能源和休闲场所等生态服务。
PART 03
人类社会活动对自然环境 影响评价
REPORTING
工业生产排放污染物种类及危害程度评估
废气排放
包括二氧化硫、氮氧化物、颗粒 物等，对大气环境造成污染，影
响人类健康。
REPORTING
大气污染防治技术路线选择
源头控制
通过改进生产工艺、使用清洁能源等方式减少大 气污染物排放。
治理技术
采用除尘、脱硫、脱硝等大气污染治理技术，降 低污染物浓度。
监测与监管
建立完善的大气环境监测体系，加强监管力度， 确保污染物达理法、化学法和生物法等多种水体污染治理方法。
和人类健康。
畜禽养殖排放
02
畜禽粪便和废水排放对周围环境造成污染，影响居民生活和农
业生产。
农业废弃物
ABCD
生态系统服务和生态安全
研究生态系统对人类社会的服务功能和生态安全 屏障作用，为生态保护提供理论支持。
可持续发展战略和政策研究
研究可持续发展战略和政策措施，为推动绿色发 展提供决策参考。
THANKS
感谢观看
REPORTING
城市生活污水、垃圾等废弃物对周围环境造成污染，影响居民生 活和健康。
城市热岛效应
城市化进程中大量建筑物和道路等人工构筑物导致城市热岛效应 加剧，影响城市气候和居民生活。
能源开发利用过程中环境问题认识
化石能源开采利用 煤炭、石油等化石能源的开采和利用过程中会产生大量废 气、废水和固废等污染物，对环境和人类健康造成影响。
功能
提供生物栖息地，维持生物多样性，调节气候和水文循环，净化空气和水质，以及为人 类提供食物、能源和休闲场所等生态服务。
PART 03
人类社会活动对自然环境 影响评价
REPORTING
工业生产排放污染物种类及危害程度评估
废气排放
包括二氧化硫、氮氧化物、颗粒 物等，对大气环境造成污染，影
响人类健康。
REPORTING
大气污染防治技术路线选择
源头控制
通过改进生产工艺、使用清洁能源等方式减少大 气污染物排放。
治理技术
采用除尘、脱硫、脱硝等大气污染治理技术，降 低污染物浓度。
监测与监管
建立完善的大气环境监测体系，加强监管力度， 确保污染物达理法、化学法和生物法等多种水体污染治理方法。
和人类健康。
畜禽养殖排放
02
畜禽粪便和废水排放对周围环境造成污染，影响居民生活和农
业生产。
农业废弃物
环境科学概论第三章水环境黄荣华
在全国600多个大中城市中约有一半缺水，其中严重缺水的有108个，主要是北方的一些城市，京、津地区和石家庄、西安、兰州等城市的供水尤为紧张。首都北京是全国10大缺水城市之一，人均水量在世界120多个国家的首都中名列百位之后。
中国的水资源短缺
二、生命与水
现代科学证明，人的体重的60%都是水，血液中的90%亦是水，每人每天至少要摄入2000mL的水才能维持生命，断水7~10天就会导致死亡，失水15%~20%就要产生脱水症状。
STEP2
STEP1
4.2.4 浊度
表示水中含有悬浮及肢体状态的杂质，引起水的浑浊程度。
一般标准浊度单位，规定Im/L漂白土所产生的浊度为1度；
近年来，多采用硫酸肼与六次甲基四胺形成的白色高分子聚合物标准溶液为浊度单位。
并规定1．25mg/L硫酸肼／L和12．5mg/L六次甲基四胺溶于水中形成的聚合物所产生的浊度为1度，称为FTU。
挥发性残渣又称总残渣灼烧减重。该指标可粗略地代表水中有机物含量和铵盐及碳酸盐等部分含量。
测定方法：水样测定总残渣后，于600℃下灼烧30min，冷却后用2mL蒸馏水湿润残渣，在10 3—105℃烘干至恒重，所减少的重量即为挥发性残渣。
重量法：由总不可滤残渣与上层液中不可沉降物浓度之差求得，单位mg/L。
总可滤残渣
总可滤残渣又称可溶性固体或可溶性蒸发残渣分为103~105℃烘干和180℃烘干两种。
将混合均匀的水样，通过标准玻璃纤维滤膜(o．45Pm)的滤液，于蒸发皿中蒸发并在设定温度下烘干后称至恒重的物质为总可滤残渣。
总不可过滤残渣
将充分混均水样过滤后，截留在标准玻璃纤维滤膜(0.45μm）上的物质，在103~105℃烘干至恒重。如果悬浮物堵塞滤膜并难于过滤，总不可滤残渣可由总残渣与总可滤残渣之差计算。
中国的水资源短缺
二、生命与水
现代科学证明，人的体重的60%都是水，血液中的90%亦是水，每人每天至少要摄入2000mL的水才能维持生命，断水7~10天就会导致死亡，失水15%~20%就要产生脱水症状。
STEP2
STEP1
4.2.4 浊度
表示水中含有悬浮及肢体状态的杂质，引起水的浑浊程度。
一般标准浊度单位，规定Im/L漂白土所产生的浊度为1度；
近年来，多采用硫酸肼与六次甲基四胺形成的白色高分子聚合物标准溶液为浊度单位。
并规定1．25mg/L硫酸肼／L和12．5mg/L六次甲基四胺溶于水中形成的聚合物所产生的浊度为1度，称为FTU。
挥发性残渣又称总残渣灼烧减重。该指标可粗略地代表水中有机物含量和铵盐及碳酸盐等部分含量。
测定方法：水样测定总残渣后，于600℃下灼烧30min，冷却后用2mL蒸馏水湿润残渣，在10 3—105℃烘干至恒重，所减少的重量即为挥发性残渣。
重量法：由总不可滤残渣与上层液中不可沉降物浓度之差求得，单位mg/L。
总可滤残渣
总可滤残渣又称可溶性固体或可溶性蒸发残渣分为103~105℃烘干和180℃烘干两种。
将混合均匀的水样，通过标准玻璃纤维滤膜(o．45Pm)的滤液，于蒸发皿中蒸发并在设定温度下烘干后称至恒重的物质为总可滤残渣。
总不可过滤残渣
将充分混均水样过滤后，截留在标准玻璃纤维滤膜(0.45μm）上的物质，在103~105℃烘干至恒重。如果悬浮物堵塞滤膜并难于过滤，总不可滤残渣可由总残渣与总可滤残渣之差计算。
环境科学概论第三章水环境黄荣华
水质与环境科学概论——水体环境
可沉降物 用体积法或重量法测定。用于地面水、咸水及
生活污水和工业废水中的可沉降物的测定。 体积法：水样在特制锥形筒内静置1h后所沉
下的总污物数量．单位ml/L。
水质与环境科学概论——水体环境
重量法：由总不可滤残渣与上层液中不可沉降 物浓度之差求得，单位mg/L。
其中上层被中不可沉降物浓度测定：将充分混 匀水祥例人玻璃容器中．静置1h后，虹吸沉降 面与液面一半处上层液．103~105℃烘干的总 不不可滤残渣程序求得。
水质与环境科学概论——水体环境
4.2.6电导率 又称比电导, 表示水溶液传导电流的能力,可间
接表示水中可滤残渣(即溶解性固体)的相对含 量。 电导率的标准单位是西门子／米(s／m)，多数 水样的电导率很低，所以，一般实际使用单伦 为毫西门子／米(mS／m). 电导率用电导率仪测定。
水质与环境科学概论——水体环境
悬浮物质： 粒径大于100nm(10-9m)的物质颗粒在水中呈悬浮状态，
如泥沙、粘土、藻类、细菌等不溶物质。悬浮物的存在 使天然水有颜色、变浑浊或产生异味。 胶体物质：
粒径为100~1nm的多分子聚合体，为水中的胶体物质。 其中，无机胶体主要是次生粘土矿物和各种含水氧化物； 有机胶体主要是腐殖酸。 溶解物质：
中国属于季风气候，水资源时空分布不均匀，南北自 然环境差异很大，南方水较多而北方的9个省区人均水 资源还不到500 m3 ，实属少水地区。
水质与环境科学概论——水体环境
中国的水资源短缺 华北平原、西北、云贵高原、东南沿海普遍缺水。与
此同时，江河湖海许多水域普遍受到不同程度污染， 78%的城市河段已不适宜做饮用水源，50%的城市地下 水受到污染，地下水因过量开采导致地面下沉和水质恶 化；东海、渤海、黄海和南海四大海域的近岸海域污染 加重。
可沉降物 用体积法或重量法测定。用于地面水、咸水及
生活污水和工业废水中的可沉降物的测定。 体积法：水样在特制锥形筒内静置1h后所沉
下的总污物数量．单位ml/L。
水质与环境科学概论——水体环境
重量法：由总不可滤残渣与上层液中不可沉降 物浓度之差求得，单位mg/L。
其中上层被中不可沉降物浓度测定：将充分混 匀水祥例人玻璃容器中．静置1h后，虹吸沉降 面与液面一半处上层液．103~105℃烘干的总 不不可滤残渣程序求得。
水质与环境科学概论——水体环境
4.2.6电导率 又称比电导, 表示水溶液传导电流的能力,可间
接表示水中可滤残渣(即溶解性固体)的相对含 量。 电导率的标准单位是西门子／米(s／m)，多数 水样的电导率很低，所以，一般实际使用单伦 为毫西门子／米(mS／m). 电导率用电导率仪测定。
水质与环境科学概论——水体环境
悬浮物质： 粒径大于100nm(10-9m)的物质颗粒在水中呈悬浮状态，
如泥沙、粘土、藻类、细菌等不溶物质。悬浮物的存在 使天然水有颜色、变浑浊或产生异味。 胶体物质：
粒径为100~1nm的多分子聚合体，为水中的胶体物质。 其中，无机胶体主要是次生粘土矿物和各种含水氧化物； 有机胶体主要是腐殖酸。 溶解物质：
中国属于季风气候，水资源时空分布不均匀，南北自 然环境差异很大，南方水较多而北方的9个省区人均水 资源还不到500 m3 ，实属少水地区。
水质与环境科学概论——水体环境
中国的水资源短缺 华北平原、西北、云贵高原、东南沿海普遍缺水。与
此同时，江河湖海许多水域普遍受到不同程度污染， 78%的城市河段已不适宜做饮用水源，50%的城市地下 水受到污染，地下水因过量开采导致地面下沉和水质恶 化；东海、渤海、黄海和南海四大海域的近岸海域污染 加重。
环境学概论(第三章1)
CODCr：采用重铬酸钾作为氧化剂测定出的化学耗氧量。
B 、生化需氧量（BOD）：Bio-Chemical Oxygen Demand
指在好气条件下，微生物分解水体中有机 物质的生物化学过程中，所需溶解氧的量，是 反映水体中有机污染程度的综合指标。
有机污染物氧化作用分为两个阶段完成 第一阶段：RCH(NH2)COOH+O2=RCOOH+CO2+NH3 第二阶段：2NH3+3O2=2HNO2+2H2O 2HNO2+O2=2HNO3 BOD5 ——普遍采用20℃条件下，培养5天的生物化学
4 、地下水
地下水是以滴状液体充填于构成地壳的岩石及 沉积物孔隙中的水。 地下水水质的基本特征： 悬浮杂质少，水质清澈透明； 有机物和细菌的含量极少； 受地面的污染不直接； 溶解盐类含量增加； 硬度和矿化度较大。
三、 水体概念及水体污染
（一）水体的概念及类型
水体是地表水圈的重要组成部分，指的是以相 对稳定的陆地为界的天然水域。 海洋水体：包括海和洋 类型 陆地水体：地表水体- 河流
二、 天然水的水质
气体
水
矿物质
溶液
（一） 天然水化学成分的形成
成 物 份 和 质 溶 解 度
天然水的 化学成分
环 境 条 件
天然水中进行的物理、化学作用
1. 固体物质的溶解和沉淀
2. 酸碱反应
3 .生物化学作用 4 .氧化—还原作用
5 .有机物的矿化作用 6 .物质与水中离子成分之间的交换反应 7 .水化学平衡体系中离子成分与气相间的平衡
•镍、铁等称为亲铁元素。水体中的镍及其他化合物对人体的危 害主要是在肾、脾、肝内累积，可抑制酶活性，引起病变。铁 及其化合物是使水的颜色和色味发生变化影响饮用和其他用途。
B 、生化需氧量（BOD）：Bio-Chemical Oxygen Demand
指在好气条件下，微生物分解水体中有机 物质的生物化学过程中，所需溶解氧的量，是 反映水体中有机污染程度的综合指标。
有机污染物氧化作用分为两个阶段完成 第一阶段：RCH(NH2)COOH+O2=RCOOH+CO2+NH3 第二阶段：2NH3+3O2=2HNO2+2H2O 2HNO2+O2=2HNO3 BOD5 ——普遍采用20℃条件下，培养5天的生物化学
4 、地下水
地下水是以滴状液体充填于构成地壳的岩石及 沉积物孔隙中的水。 地下水水质的基本特征： 悬浮杂质少，水质清澈透明； 有机物和细菌的含量极少； 受地面的污染不直接； 溶解盐类含量增加； 硬度和矿化度较大。
三、 水体概念及水体污染
（一）水体的概念及类型
水体是地表水圈的重要组成部分，指的是以相 对稳定的陆地为界的天然水域。 海洋水体：包括海和洋 类型 陆地水体：地表水体- 河流
二、 天然水的水质
气体
水
矿物质
溶液
（一） 天然水化学成分的形成
成 物 份 和 质 溶 解 度
天然水的 化学成分
环 境 条 件
天然水中进行的物理、化学作用
1. 固体物质的溶解和沉淀
2. 酸碱反应
3 .生物化学作用 4 .氧化—还原作用
5 .有机物的矿化作用 6 .物质与水中离子成分之间的交换反应 7 .水化学平衡体系中离子成分与气相间的平衡
•镍、铁等称为亲铁元素。水体中的镍及其他化合物对人体的危 害主要是在肾、脾、肝内累积，可抑制酶活性，引起病变。铁 及其化合物是使水的颜色和色味发生变化影响饮用和其他用途。
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粒径小于1nm的物质，在水中呈分子或离子溶解状态， 包括各种盐类、气体和某些有机化合物。
2.天然水的化学性质
地壳中含有87种化学元素，目前在天然水中基本都已 经被发现。这些元素在天然水中的含量与岩石圈的平均 组成相差很大。多种化合物均溶于水，又随着水循环一 起迁移经历不同环境，其数量、组成和存在形态均处于 不断变化之中。这一过程受到两方面因素制约：
水的特异性
1、 水的分子结构 水的分子结构特异性
氢键引起的分子间缔合
2 水的性质特异性 2.1 熔点和沸点
2.2 体积随温度变化异常，4℃时密度最高
2.3 热容量最大 生成热（－285.83kJ／mol），汽化热（40.67kJ／mol），熔
化热（6.02kJ／mol），摩尔热容（20℃时为75J/mol·K ）均 很大 在2000K的高温下仪解离0.588％。
此同时，江河湖海许多水域普遍受到不同程度污染， 78%的城市河段已不适宜做饮用水源，50%的城市地下 水受到污染，地下水因过量开采导致地面下沉和水质恶 化；东海、渤海、黄海和南海四大海域的近岸海域污染 加重。
在全国600多个大中城市中约有一半缺水，其中严重 缺水的有108个，主要是北方的一些城市，京、津地区和 石家庄、西安、兰州等城市的供水尤为紧张。首都北京 是全国10大缺水城市之一，人均水量在世界120多个国家 的首都中名列百位之后。
2.4 溶解和反应能力 被称做“万用溶剂”。 能不同程度地溶解各种物质，当然其中也包括大量的污染物质。 离子型化合物溶于水时，均以离子状态存在。
2.5 具有很大的表面张力 水的表面张力（72．75 x 10-3N／m）仅次干汞 表面张力是垂直地通过液体表面任一单位长度并沿着与液面相旬
地球上河水和湖水的数量很少，只有101700km3， 但是由于它们直接供人类生产生活需要，与人类的关系 密切，因此是水资源中最为重要的组成部分.
中国是世界水资源大国，河流、湖泊和水库的总水面 积约1.67×108m2，水资源总量2.8×1012m3，占全球径 流总量的6%左右，居世界第六位。
悬浮物质： 粒径大于100nm(10-9m)的物质颗粒在水中呈悬浮状态，
如泥沙、粘土、藻类、细菌等不溶物质。悬浮物的存在 使天然水有颜色、变浑浊或产生异味。 胶体物质：
粒径为100~1nm的多分子聚合体，为水中的胶体物质。 其中，无机胶体主要是次生粘土矿物和各种含水氧化物； 有机胶体主要是腐殖酸。 溶解物质：
的天然河流、湖泊等水体取水，供人们用于工业、 农业和日常生活，用过的水又排回天然水体。由 于在这一过程中人类所用的水取之于附近水体还 之于附近水体，因此形成一种受人类社会活动作
用的水循环，这即是水的社会循环。
水的社会循环
四、天然水的水质
１.天然水的物质组成 在自然界并不存在化学概念上的纯水。天然水， 是在特定自然条件下形成的、含有许多溶解性物 质和非溶解性物质、组成成分极其复杂的综合体。 目前，在各种水体里已发现80多种元素。 天然水中各种物质按性质通常可分为三大类： 悬浮物质、胶体物质和溶解物质
我国人均水资源量很少，人均占有水资源2545m3,只相 当于世界平均水平的四分之一、世界排名第110位，被 列为全球13个人均水资源贫乏的国家之一。
中国属于季风气候，水资源时空分布不均匀，南北自 然环境差异很大，南方水较多而北方的9个省区人均水 资源还不到500 m3 ，实属少水地区。
中国的水资源短缺 华北平原、西北、云贵高原、东南沿海普遍缺水。与
一是元素和化合物的物理化学性质； 二是各种环境因素，如天然水的酸碱性质、氧化还原 状况、有机质的数量和组成以及各种自然环境条件等。
水质、水质指标和水质标准
1.水质的概念 水的品质，是指水和其中所含杂质共同表现出的物理学、化学和生物
素的主要来源就是CO2和水。 在自然环境中，水对地球的绿色植物是至关重要的，绿色值物利
用光能分解H2O，放出O2并将 CO2还原为有机物。
三、水的循环
1.水的自然循环
水的自然循环过程，是指地球上各种形态的水在太阳 辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结 降水、下渗和径流等环节，不断地发生相态转换和周而 复始运动的过程。
太阳辐射和重力作用是水循环的基本动力。这种动力
不消失，水循环便永恒存在。 水循环路径并不是单一的，而是通过无数条路线实现 循环和相变的。 由于水循环的存在，使地球上的水不断地得到补充和
更新，成为一种可再生资源。
水的自然循环过程示意图
2.水的社会循环 人类社会为了生产和生活需要，从居住区附近
二、生命与水
现代科学证明，人的体重的60%都是水，血液 中的90%亦是水，每人每天至少要摄入2000mL 的水才能维持生命，断水7~10天就会导致死亡， 失水15%~20%就要产生脱水症状。 水能溶解各种各样的电解质，使生命中的生物 化学反应得以正常进行。 水是大部分有机物质的溶剂。 水可向全身供给营养物质。 把体内多余热散发出去，以防体温上升。
的方向的收缩裴面的力。 因此水有明显的毛细、润湿和吸附等作用，使水能在土壤微粒间
的小空隙中长期存留（也与大的蒸发热有关），土壤靠此作用可 以保持水分、通过根细胞壁输送大量水分和营养隶。 为进行光合作用。提供运输介质。不会使植物因吸收大阳能而将 液体蒸发殆尽。
3 有机物和生命物质中H的来源 一切有机化合物都是以碳、氢、氧、氮等元素为基础，而这些元
环境科学概论 第三章 水体环境
武汉大学动力与机械学院
第一节 水体环境概述 第二节 水污染 第三节 污染物在水中的转化 第四节 水环境污染的控制与管理
第一节 水体概述
一、地球水资源 所谓水体是指河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川和海岸 等“储水体”的总称（狭义）。
地球上水的分布 全球总贮水量估计为13.9亿立方千米 其中淡水总量仅为0.36亿立方千米 除冰川和冰帽外，可利用的淡水总量不足世界总贮水量的1%
2.天然水的化学性质
地壳中含有87种化学元素，目前在天然水中基本都已 经被发现。这些元素在天然水中的含量与岩石圈的平均 组成相差很大。多种化合物均溶于水，又随着水循环一 起迁移经历不同环境，其数量、组成和存在形态均处于 不断变化之中。这一过程受到两方面因素制约：
水的特异性
1、 水的分子结构 水的分子结构特异性
氢键引起的分子间缔合
2 水的性质特异性 2.1 熔点和沸点
2.2 体积随温度变化异常，4℃时密度最高
2.3 热容量最大 生成热（－285.83kJ／mol），汽化热（40.67kJ／mol），熔
化热（6.02kJ／mol），摩尔热容（20℃时为75J/mol·K ）均 很大 在2000K的高温下仪解离0.588％。
此同时，江河湖海许多水域普遍受到不同程度污染， 78%的城市河段已不适宜做饮用水源，50%的城市地下 水受到污染，地下水因过量开采导致地面下沉和水质恶 化；东海、渤海、黄海和南海四大海域的近岸海域污染 加重。
在全国600多个大中城市中约有一半缺水，其中严重 缺水的有108个，主要是北方的一些城市，京、津地区和 石家庄、西安、兰州等城市的供水尤为紧张。首都北京 是全国10大缺水城市之一，人均水量在世界120多个国家 的首都中名列百位之后。
2.4 溶解和反应能力 被称做“万用溶剂”。 能不同程度地溶解各种物质，当然其中也包括大量的污染物质。 离子型化合物溶于水时，均以离子状态存在。
2.5 具有很大的表面张力 水的表面张力（72．75 x 10-3N／m）仅次干汞 表面张力是垂直地通过液体表面任一单位长度并沿着与液面相旬
地球上河水和湖水的数量很少，只有101700km3， 但是由于它们直接供人类生产生活需要，与人类的关系 密切，因此是水资源中最为重要的组成部分.
中国是世界水资源大国，河流、湖泊和水库的总水面 积约1.67×108m2，水资源总量2.8×1012m3，占全球径 流总量的6%左右，居世界第六位。
悬浮物质： 粒径大于100nm(10-9m)的物质颗粒在水中呈悬浮状态，
如泥沙、粘土、藻类、细菌等不溶物质。悬浮物的存在 使天然水有颜色、变浑浊或产生异味。 胶体物质：
粒径为100~1nm的多分子聚合体，为水中的胶体物质。 其中，无机胶体主要是次生粘土矿物和各种含水氧化物； 有机胶体主要是腐殖酸。 溶解物质：
的天然河流、湖泊等水体取水，供人们用于工业、 农业和日常生活，用过的水又排回天然水体。由 于在这一过程中人类所用的水取之于附近水体还 之于附近水体，因此形成一种受人类社会活动作
用的水循环，这即是水的社会循环。
水的社会循环
四、天然水的水质
１.天然水的物质组成 在自然界并不存在化学概念上的纯水。天然水， 是在特定自然条件下形成的、含有许多溶解性物 质和非溶解性物质、组成成分极其复杂的综合体。 目前，在各种水体里已发现80多种元素。 天然水中各种物质按性质通常可分为三大类： 悬浮物质、胶体物质和溶解物质
我国人均水资源量很少，人均占有水资源2545m3,只相 当于世界平均水平的四分之一、世界排名第110位，被 列为全球13个人均水资源贫乏的国家之一。
中国属于季风气候，水资源时空分布不均匀，南北自 然环境差异很大，南方水较多而北方的9个省区人均水 资源还不到500 m3 ，实属少水地区。
中国的水资源短缺 华北平原、西北、云贵高原、东南沿海普遍缺水。与
一是元素和化合物的物理化学性质； 二是各种环境因素，如天然水的酸碱性质、氧化还原 状况、有机质的数量和组成以及各种自然环境条件等。
水质、水质指标和水质标准
1.水质的概念 水的品质，是指水和其中所含杂质共同表现出的物理学、化学和生物
素的主要来源就是CO2和水。 在自然环境中，水对地球的绿色植物是至关重要的，绿色值物利
用光能分解H2O，放出O2并将 CO2还原为有机物。
三、水的循环
1.水的自然循环
水的自然循环过程，是指地球上各种形态的水在太阳 辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结 降水、下渗和径流等环节，不断地发生相态转换和周而 复始运动的过程。
太阳辐射和重力作用是水循环的基本动力。这种动力
不消失，水循环便永恒存在。 水循环路径并不是单一的，而是通过无数条路线实现 循环和相变的。 由于水循环的存在，使地球上的水不断地得到补充和
更新，成为一种可再生资源。
水的自然循环过程示意图
2.水的社会循环 人类社会为了生产和生活需要，从居住区附近
二、生命与水
现代科学证明，人的体重的60%都是水，血液 中的90%亦是水，每人每天至少要摄入2000mL 的水才能维持生命，断水7~10天就会导致死亡， 失水15%~20%就要产生脱水症状。 水能溶解各种各样的电解质，使生命中的生物 化学反应得以正常进行。 水是大部分有机物质的溶剂。 水可向全身供给营养物质。 把体内多余热散发出去，以防体温上升。
的方向的收缩裴面的力。 因此水有明显的毛细、润湿和吸附等作用，使水能在土壤微粒间
的小空隙中长期存留（也与大的蒸发热有关），土壤靠此作用可 以保持水分、通过根细胞壁输送大量水分和营养隶。 为进行光合作用。提供运输介质。不会使植物因吸收大阳能而将 液体蒸发殆尽。
3 有机物和生命物质中H的来源 一切有机化合物都是以碳、氢、氧、氮等元素为基础，而这些元
环境科学概论 第三章 水体环境
武汉大学动力与机械学院
第一节 水体环境概述 第二节 水污染 第三节 污染物在水中的转化 第四节 水环境污染的控制与管理
第一节 水体概述
一、地球水资源 所谓水体是指河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川和海岸 等“储水体”的总称（狭义）。
地球上水的分布 全球总贮水量估计为13.9亿立方千米 其中淡水总量仅为0.36亿立方千米 除冰川和冰帽外，可利用的淡水总量不足世界总贮水量的1%