环境工程概论——第2章水污染与治理

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需氧量为：0.010g/L(192/162)=0.012g/L
❖ 在正常大气压下, 20C,1atm, DO=0.00917g/L,水中有机物过多,势 必造成水中溶解氧缺乏,使水体变臭.
需氧指标溶解氧(DO,dissolved oxygen)，生化需氧量(BOD, biochemical oxygen demand)，化学需氧量(COD, chemical oxygen demand)，总有机碳(TOC, total organic carbon)，总需氧 量(TOD, total oxygen demand )，理论需氧量(ThOD, theoretical
成人体组织严重缺氧.
生活水： <0.05ppm
地面水： <0.2ppm
2021/4/20 工业污水： <0.5ppm
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（4）酸、碱、盐等无机污染物 ❖ 1)来源：各类化工污水 ❖ 改变pH,破坏自然缓冲作用,影响微生物 ❖ 2)危害 水质恶化,土壤酸化,影响动植物生长 ❖ 增加水的硬度,影响淡水生物及饮用
中国目前有16个省(区、市)人均水资源量(不 包括过境水)低于严重缺水线，有6个省、区(宁 夏、河北、山东、河南、山西、江苏)人均水资 源量低于500m3。在世界上近百个缺水国家中， 中国是公认的贫水国，人均淡水拥有量不足 2200m3，排在世界人均数量的第100位以后， 已被联合国粮农组织列入世界12个最贫水国家 的黑名单。
来源
工业：电镀;煤气厂 例如镀锌液中含NaCN 120~180g/L
高炉：C~NH3、CH4~NH3
水体中的净化作用
挥发可达90%：CN- +CO2 +H2OHCN+ HCO3氧化分解可净化10%：2CN-+O2 2CNO-
CNO-+2H2O NH4++CO32-
危害：剧毒,口服50(0.3~0.5)mg就使人致死.急性中毒抑制细胞呼吸,造
人均占有量为2238.6立方米，居世界第121位， 不到世界人均值的1/4。其中地表水2.7万亿m3， 地下水0.83万亿m3，
水资源与国土面积、耕地面积对比，处于世 界中等偏下水平，属于贫水国家之列。
世界标准人均水资源低于3000m3为轻度缺水； 人均水资源低于2000m3为中度缺水；人均水 20资21/4/源20 低于1000m3为重度缺水；人均水资源低13 于500m3为极度缺水。
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（1）需氧污染物
在微生物作用下,水中有机物需氧消耗分解为简单无机物所需氧量.
20C,1atm, DO=0.00917g/L
若某水体中含有0.010g/L(10ppm)有机污染物,则全部分解这些有机 物需要消耗多少的氧气?
C6H10O5 + 6O2 6CO2 + 5H2O
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❖ 水体的自净作用是有一定限度的，当污染
物浓度超过水体的自净能力时，污染随之产
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2.水体净化作用原理
❖ 水体自净的机制包括稀释、混合、吸附沉淀 等物理作用，氧化还原、分解化合等化学作 用，以及生物分解、生物转化和生物富集等 生物学作用。
❖ 各种作用同时发生并相互影响，自净的初始 阶段以物理和化学作用为主，后期则以生物 学作用为主。
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我国地域辽阔，地处亚欧大陆东侧，跨高 中低三个纬度区，受季风与自然地理特征的 影响，南北、东西气候差异很大，致使我国 水资源的时空分布极不均衡。
1）水量在地区上分布不均衡 2）水量在时程分配上分布不均匀 3）水资源与人口、耕地的分布不相适应
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中国水资源现状
中国水资源总量为2.7115万亿m3，居世界 第六位。
水渗透的趋势；水体污染物分散、途径多，难于集中治理，缺乏经济适
202用1/4/的20技术。
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2.2.2水体自净
❖ 1.水体净化的概念
❖ 当污染物进入水体后，随水稀释的同时发 生挥发、絮凝、水解、配合、氧化还原及微 生物降解等物理、化学变化和生物转化过程， 使污染物的浓度降低或至无害化的过程称为 水体自净作用。
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淡水是指含盐量小于500mg /L的水，人 们通常的饮用水都是淡水。
地下水、湖泊淡水和河床水，三者总和约 占地球总水量的0.8%。人类淡水消费量已占 全世界可用淡水量的54%，淡水的污染问题 却未完全消除，保护水质、合理利用淡水资 源，已成为当代人类普遍关心的重大问题。
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❖ 200条河流409个断面中，Ⅰ~Ⅲ类、Ⅳ~Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例 分别为55.0%、24.2%和20.8%。珠江、长江总体水质良好，松花江为 轻度污染，黄河、淮河、辽河为中度污染，海河为重度污染。
❖ 在监测营养状态的26个湖泊（水库）中，呈富营养状态的湖（库）占 46.2%。
❖ 全国近岸海域水质总体为轻度污染。一、二类海水比例为70.4%，比上 年上升7.6个百分点；三类海水占11.3%，与上年持平；四类和劣四类海 水占18.3%，下降7.1个百分点。
97.41 2.59
冰盖、冰川 地下水 水冻层中的冰 湖泊水 土壤水 大气水 沼泽水 河流水 生物体水
1.984 0.592 0.0216 0.0127 0.0012 0.0009 0.0008 0.0002 0.0001
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地球上淡水量示意图
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水体是指地表被水（河流、湖泊、沼泽、 水库、地下水、冰川和海洋等）覆盖区域的自 然综合体。
❖ 2.2.1水体污染 ❖ 2.2.2水体自净
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2.2.1水体污染
❖ 1.水体污染概念
❖ 是指排入水体的污染物在数量上超过了该 物质在水体中的本底含量和水体的环境容量， 从而导致水体的物理特征、化学特征和生物 特征发生不良变化，破坏了水中固有的生态 系统，破坏了水体的功能及其在经济发展和 人民生活中的作用。
我国多年平均降水总量为60000亿m3，占全 球陆地降水总量的4.7％，折合降水深为 629mm，小于全球陆面降水平均值(834mm)。 20我21/4/国20 水资源分布特点是南多北少，东多西少，14 总量丰富，人均占有量少，时空分布不均匀。
2.1.2水质指标
1.水质
水质是水体质量的简称。它标志着水体的物
1)来源 医院污水 生物制品厂、制革、屠宰 生物粪便
2)危害 致病,爆发大规模流行性 疾病
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5.水体污染的危害
❖ （1）危害人体健康 ❖ （2）降低农作物的产量和质量 ❖ （3）对工业的影响 ❖ （4）危害水生生态系统
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6.中国水体污染现状
❖ 地表水污染严重。长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河等七 大水系总体水质与上年持平。
2水污染与治理
❖ 【学习指南】
❖ 了解：水体、水体污染、中国水污染现状。
❖ 熟悉：水体的类型、组成；水质指标；水 体污染源、水体污染的危害；水污染的控 制途径。
❖ 掌握：水体的自净作用；水体物理处理法、 化学处理法、物理化学处理法、生物处理 法；污泥的利用、污泥的处理。
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2 水污染与治理
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（5） 植物营养物
1)来源
农田施肥(N、P、K) 、硝石、鸟粪 农业废弃物(豆科植物,牲畜粪便)
生活和工业污水
雨雪对大气淋洗和地面径流
水体富营养化
水体富营养化,使水体衰老死亡
2)危害
判断标准：与N、P含量有关
总P>20mg/m3
富养化指标 总无机N>300mg/m3
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2.水体污染类型
❖ （1）化学型污染 化学型污染指随污水及其 他废物排入水体中的无机物如酸、碱、盐和 有机物如碳水化合物、蛋白质、油脂、纤维 素、氨基酸等造成的水体污染。
❖ （2）物理型污染 物理型污染指色度和浊度 物质污染、悬浮固体污染、热污染和放射性 污染等物理因素造成的水体污染。
❖ 2.1水质指标 ❖ 2.2水体污染 ❖ 2.3水污染的治理
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2.1水质指标
❖ 2.1.1水体 ❖ 2.1.2水质指标
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2.1.1水体
❖ 1.水体的概念
❖ 水是地球上分布最广的物质，是人类环境的 一个重要组成部分，水资源包括地表水和地 下水。
❖ 淡水中绝大部分为极地冰雪冰川和地下水，
2021/4/o20xygen demand)
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（2） 重金属 燃料燃烧 来源 采矿冶炼 三废排放 沉淀：M(OH)x、MS、MCl 迁移变化 吸附：底泥 配合~螯合： 氧化~还原： 毒性效应：1~10mg 危害 不易降解,价态可变,可生化为有毒物 可以分散或生物富集
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（3） CN-
❖ （3）生物型污染 生物型污染指生活污水、
医院污水以及屠宰、畜牧、制革业、餐饮业
等排放的污水中常含有各种病原体如病毒、
病菌、寄生虫等造成的水体污染。
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3.水体污染源
❖ 水体污染源是指造成水体污染的污染物的发生源。 ❖ 水体污染源按造成水体污染的原因分为自然污染源
和人为污染源 ❖ 按受污染的水体分为地面水污染源、地下水污染源
❖ 四大海区近岸海域中，黄海、南海近岸海域水质良，渤海水质一般，东 海水质差。
❖ 与上年比较，渤海湾、长江口、珠江口和北部湾一、二类海水比例上升 10%以上。
❖ 我国水体污染具体表现为污染水域由城市转移到农村，农村水体成为新
污染的地带；污染由发达的东部地区向发展中的中西部地区蔓延；污染
从支流向干流延伸，由区域向流域扩散；水体污染由地表水逐渐向圠不
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（1）物理净化
❖ 污染物进入水体后，污染物立即受到水体的 稀释、扩散、沉淀和挥发等作用而使污染物 在水中的浓度降低的过程。颗粒物进入水体 后，可以依靠其重力逐渐下沉，参与底泥的 形成，此时水体变清，水质改善。其中稀释 作用是一项重要的物理净化过程。
❖ 地球上的水分布很广泛。地球地壳表层、表面和围 绕地球的大气层中液态、气态和固态的水组成的水圈， 广泛分布在海洋、湖泊、沼泽、河流、冰川、雪山，以 及大气、生物体、土壤和地层中，垂直分布存在于大气 圈、生物圈、岩石圈之中。
❖ 地球上的总水量达14亿立方米，占地球质量的万分之 二，绝大部分为咸水，淡水只占全球总水量的2.7%。 淡水中68.7%为冰川及永久雪盖，30.1%为地下水，前 者地处僻远，难以利用，后者需凿井提取，才能利用。 余下的1.2%才为可以利用的江河、湖、土壤和大气圈 中的水。
水体包括水、水中的悬浮物、溶解性物质、 底泥和水中生物等，它是一个完整的自然生态 系统。
区分“水”和“水体”的概念
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2.水体的类型
❖ 根据水体成因可分为自然水体和人工水体， ❖ 根据化学成分和溶解于水中的盐含量可分为
咸水体和淡水体。 ❖ 地表水、地下水、降水
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3.水资源的分布
叶绿素300mg/m3
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（6）石油类污染物 石油的开采、储运、炼制和使用过程排出
1)来源 船舶运输事故、洗刷 沿海、沿河工业排放含油污水 其他：各类含油废气沉降
影响海洋生物的生长
降低海滨环境的使用价值,
2)危害 破坏海岸设施
影响局部地区的水文气象条件
降低海洋的自净能力
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（6）病原微生物 生活污水
理（如色度、浊度、臭味等）、化学（无机物
和有机物的含量）和生物（细菌、微生物、浮
游生物、底栖生物）的特性及其组成的状况。
2.水质指标
水质是指水和其中所含的杂质共同表现出来
的物理学、化学和生物学的综合特性。水质指
标是表示水中杂质的种类、成分和数量，是判
断水质的具体衡量标准。
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2.2水体污染与水体自净
能供人类直接利用而且易于取得的淡水资源
是十分有限的，水资源并不是取之不尽、用
之不竭的。中国已被联合国列为13个水资源
贫乏国家之一。
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水的自然循环
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地球上水的分配情况%
地球上的水的总量分配
所占百分率%
海水(sea water ) 淡水(land water) （其中淡水的分配）
和海洋污染源 ❖ 按污染释放的有害物质种类分为物理性污染源化学
性污染源和生物性污染源 ❖ 按污染源分布排放特征分为点污染源、面污染源。
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4.水体污染物
按学科分类
物理 热、辐射、淤泥沉积 化学 生物 细菌、病毒
无机无毒物
化学物质分类 无机有毒物
有机无毒物 有机有毒物
分类方法繁多 美国环保局分为8类