第四章 水体环境
水资源与水环境,第四章(天然水化学)
☆大气降水中所含溶解气体十分稳定，浓度几乎不变，但CO2成分不稳定。
☆大气降水中二氧化硅含量很小，一般不超过0.5mg/L。
大气降水的pH值一般为5.5－7.0左右。
☆目前，酸雨已成为全球性的重大环境问题之一。
海水占地球总水量的97.2%，世界各地海洋水质基本相似和稳定。
各种天然存在的元素，在海水中几乎都能发现，它们以单离子、络合离子、分子等各种形式存在。
海水占地球总水量的97.2%，世界各地海洋水质基本相似和稳定。
各种天然存在的元素，在海水中几乎都能发现，它们以单离子、络合离子、分子等各种形式存在。
34g 3☆宏量组分海水中宏量组分的含量按其顺序为Cl、Na、SO4、Mg、Ca、K、HCO3、Br，它们的总量占海水溶解物质的绝大部分，即99.94%。
☆中量组分它们是指含量为0.1-10mg/L的组分，这些组分是：Sr、SiO2、B、F、NO3、Li、Rb、C（有机）。
☆微量组分它们是指其含量小于0.1mg/L的组分。
它们包括P、I、Ba、Zn、Ni、As等30多种。
☆海水的含盐度大到在34‰－36‰范围内，只有含量范围变化很大，Na和Cl比也有些变化。
☆海水中含有溶解的和悬浮的有机物，一般有机碳含量在0.1-2.7mg/L范围。
2、海水的成分特征2、海、海水的成分特征3、河水的成分特征☆不同地区的岩石、土壤组成决定着该地区河水的基本化学成分。
在结晶岩地区，河流水中溶解离子含量较少；在石灰岩地区，河水中富含Ca2+及HCO3；若河流流经白云岩及燧石层时，水中Mg、Si含量增高；河流流经石膏层时，使水中富含SO4，且总含盐量有所增加；富含吸附阳离子的页岩及泥岩地区则向河水提供大量溶解物质，如Na、K、Ca、Mg。
☆河水中总含盐量在100-200mg/L间，一般不超过500mg/L，有些内陆河流可以有较高的含盐量。
河水中主要离子关系与海水相反，即其次序为Ca>Na，HCO3> SO4>Cl。
第四章地表水预测
2. 河流的混合稀释模型
背景段 河水Q(m3/s)，污染 物浓度为C1(mg／L) 混合系数a ， 稀释比n 定义 混合段 均匀混合段
污染物浓度为C2 (mg／L) 废水流量为 q(m3/s)
混合过程段的污染物浓度 Ci 及混合段总长度 L
C Q + C 2 q C1 aQ + C 2 q Ci = 1 i = Qi + q aQ + q
y 2u C= exp − 4D x uh 4πD y x / u y Q
式中 Q 是连续点源的源强 (g/s)，结果 C 的单位为 ， (g/m3= mg/L)。 。
考虑河岸反射时移流扩散方程的解
y 2u Q exp − C ( x, y) = 4D x uh 4πDy x / u y
河宽为 B，只计河岸一次反射时的二维静态河流岸边排 放连续点源水质模型的解为
y 2u − (2 B − y ) 2 u + exp C ( x, y ) = exp − 4D y x 4D y x uh 4πD y x / u 2Q
第四章、水环境质量评价和影响预测
水体与水体污染 河流水质模型 湖泊水库模型与评价 地面水环境影响评价
一、水体与水体污染
1 水体和水体污染
按水体所处的位置可把它分为三类：地面水水体、地 下水水体、海洋。这三种水体中的水可以相互转化， 它通过水在自然界的大循环和小循环实现。三种水体 是水在自然界的大循环中的三个环节。 水体污染恶化过程和水体自净过程是同时产生和存在 的。但在某一水体的部分区域或一定的时间内，这两 种过程总有一种过程是相对主要的过程。它决定着水 体污染的总特征。这两种过程的主次地位在一定的条 件下可相互转化。
第四章 第二节 水体污染
汞在无脊椎动物体中的富集可达10万倍，
日本的水俣病就是人长期吃富集甲基汞 的鱼而造成的。
2、镉[Cd（Ⅱ ）]
镉的化合物毒性很大，蓄积性也很强，
动物吸收的镉很少能排出体外。
受镉污染的河水用作灌溉农田，可引起
的重要来源。
目前造成湖泊等水体的富营养化，主要是由面源
带来的大量氮、磷等所造成。
2、几种水体污染源的特点
（1）生活污染源
由人类消费活动产生的污水。 城市和人口密集的居住区是主要的生活污染源。
生活中产生的污水，包括由厨房、浴室、厕所等
场所排出的污水和污物。
过量使 用洗涤 剂
过量使用 洗衣粉
把剩饭倒入 下水道
是环境保护研究和水污染防治的主要对象。
人为污染源体系很复杂：
按人类活动方式分为工业、农业、交通、生活等污
染源；
按排放污染物种类不同，可分为有机、无机、热、
放射性、重金属、病源体等污染源，以及同时排放
多种污染物的混合污染源；
按排放污染物空间分布方式，可以分为点源和非点
源。
水污染点源：
指以点状形式排放而使水体造成污染的发生源。 一般工业污染源和生活污染源产生的工业废水和
造成河流、水库、湖泊等水体污染甚至富营养化。
主要特点：
①污水面广、分散、难收集、难治理。 ②含有机质，植物营养素及病原微生物高， 悬浮物及杂质含量高 ③含较高的化肥、农药
过量施用农 药污染水体
过量施用化 肥污染水体
三、水体污染物
造成水体的水质、底质、生物质等的质量恶化或形
成水体污染的各种物质或能量均可成为水体污染物。
王顺《环保概论》课件—第四章_水资源与水环境
三、 污染源
来 源 工业废水 生活污水 农业退水
形 状
点 源：
面 源
1、工业废水
工业废水：各种企业在生产过程中排出的废水，
包括工艺过程用水、冷却水、烟气洗涤水、设备、场
地清洗水以及生产废液等。 特点：成分复杂、含量变化大、毒性强、净化处理 困难。
2、生活污水
生活污水：日常生活中产生的各种污水混合液，包
非保守性物质进入水环境以后，除了随着水流 流动而改变位臵，并不断扩散而降低浓度外， 还因污染物自身的衰减而加速浓度的下降。非 保守性物质的衰减有两种方式：一是由其自身 的运动变化规律决定的；另一种是在水环境因 素的作用下，由于化学的或生物的反应而不断 衰减，比如可以生化降解的有机物在水体中的 微生物作用下的氧化分解过程。见P78的图3-2 推流迁移、分散和衰减作用。
1、水解反应：是指复杂的有机物分子在 水解酶参与下加以水分子分解为较简单 化合物的反应。 2、氧化反应：生物氧化主要有两类，脱 氢作用和脱羧作用。
（二）代表性耗氧有机物的生物降解
碳水化合物降解 脂肪和油脂降解 含氮有机物降解
1、碳水化合物降解
碳水化合物是由C、H、O组成的不含氮的有 机物C n（H2O）m表示，分为三类：单糖、二 糖、多糖。
section 2 Water and water pollution
一、水体 二、水质 三、污染源
一 、水体
1. 两种含义：
一是指以相对稳定的陆地为边界的天然水域， 包括有一定流速的沟渠、河流和相对静止的塘
堰、湖泊、沼泽、水库、地下水、海洋。
环境学领域中则把水体当作包括水中的悬浮物、
溶解物质、底泥相、水生生物等完整单元的生
环境卫生学――第四章 水体卫生
环境卫生学――第四章水体卫生水资源的种类及其卫生学特征天然水所含物质可分为：①溶解性物质；②胶体物质；③悬浮物质。
1．降水（precipitation）是指雨、雪、雹水，水质较好、矿物质含量较低，但水量无保证。
在降水过程中，水首先与大气接触，大气中的一些物质就会进入雨水中，大气受SO2、NO x等污染的地区降水中因含硫酸等物质而形成酸雨。
2．地面水（surface water）是降水在地表径流和汇集后形成的水体，包括江河水、湖泊水。
水库水等。
地面水以降水为主要补充来源，此外与地下水也有相互补充关系。
地面水的水量和水质受流经地区地质状况、气候、人为活动等因素的影响较大。
地面水水质一般较软，含盐量较少。
由于河水流经地表，能将大量泥沙及地表污染物冲刷携带至水中，故其浑浊度较大，细菌含量较高，且因其暴露于大气，流速快，故水中溶解氧含量也较高。
3．地下水（groundwater）是由于降水和地表水经土壤地层渗透到地面以下而形成。
地层是由透水性不同的粘土、砂石、岩石等构成。
透水层是由颗粒较大的砂、砾石组成，能渗水与存水；不透水层则由颗粒细小致密的粘上层和岩石层构成。
地下水可分为浅层地下水、深层地下水和泉水。
浅层地下水是指潜藏在地表下第一个不透水层上的地下水，是我国广大农村最常用的水源，水质物理性状较好，细菌数较地面水少，但在流经地层和渗透过程中，可溶解土壤中各种矿物盐类使水质硬度增加，水中溶解氧因被土壤中生物化学过程消耗而减少。
深层地下水是指在第一个不透水层以下的地下水，其水质透明无色，水温恒定，细菌数很少，但盐类含量高，硬度大。
由于深层地下水水质较好，水量较稳定，常被用作城镇或企业的集中式供水水源。
泉水是地下水通过地表缝隙自行涌出的地下水。
浅层地下水由于地层的自然塌陷或被溪谷截断而使含水层露出，水自行外流即为潜水泉；深层地下水由不透水层或岩石的天然裂隙中涌出，称自流泉。
两者的水质、水量的特点分别与浅层和深层地下水相似。
第四章水环境质量评价
二地面水体底质的评价
底质污染状况分级表
底质污染指数值 污染程度分级 清洁
＜1.0
1.0—2.0
＞2.0
轻污染
污染
三地下水质量评价方法
评价参数可分为以下四类：
第一类：一般理化指标； 第二类：常见的重金属和非金属物质； 第三类：有害物质； 第四类：细菌、寄生虫卵、病毒等。
三地下水质量评价方法
库克维兹和马尔松污水体系各带的化 学和生物特征
项目 多污染 α-中污 带 有一些
高 不呈黑色
溶解氧 全无 BOD 底泥 细菌 很高 黑色 大量存在
β-中污 带 较多
较低
寡污带
很多 低
硫化氢 强烈气味
臭味没了 无
无
大部氧 化 数量很多 数量减少 数量少
生物指数法
4.生物学污染指数BIP
BIP=B/(A+B) *100 A---生产者（藻类）数量 B---消费者（原生动物）数量 BIP 值0.6为清水带； 12.0为中度分解带； 30.9为 强烈分解带； 55.1为腐生带。
意义：S为监测总项数，分别监测只得10分，8分， 6分，4分，2分的项数。
4 1 0 2 1 例如： 8N10 N8 N6 N4 N2
表示监测总项数为8项，其中得10分的4项，得8 分的1项，6分的0项，4分的2项，2分的1项，有 3项超地表水标准。
污染分级：分5级：W1级— 第一级（优秀级），也叫 饮用级；W2级— 第二级，良好级，也叫水产级；W3 级— 第三级，标准级，也叫地表级；W4— 第四级， 污染级，也叫污灌级；W5— 第五级，重污染级，也 叫弃水级。
W值水质评价方法
评价顺序是：赋予各项监测值以评分数，将评分数 转换成数学模式，再对水质进行污染分级，写出污 染表达式。
第四章-水环境质量评价
S为监测总项数；Wj为污染级别；C超标项数 （5）综合污染指数
注：用两个最小评 分值之和除以2， 商为奇数则进为偶 数，该数所超级别 评价水质。
注：综合污染指数
n为监测点数，bj为 监测点j所控河段长 度占总长度的比例， wj为污染等级
4、分级评分法
这是国家环保总局标准处曾经推荐的一种方法。 （1）评价标准以《地表水环境质量标准》和《污染水质分
A=BODi/BOD0+CODi/COD0+NH3-Ni/NH3-N0+ （DO饱-DOi）/ （DO饱- DO0）
式中， DO饱-实测水文条件下中饱和溶解氧浓度
在计算时，根据黄浦江的具体情况，各项标准规定如下：
BOD0=4mg/L；COD0=6mg/L;NH3-N0=1mg/L; DO0=4mg/L。定A≥2作为开始
A=BODi/BOD0+CODi/COD0+NH3-Ni/NH3N0-DOi/DO0
式中：A-综合污染评价指数
BODi、BOD0-BOD的实测值和评价标准 CODi、COD0-COD的实测值和评价标准 NH3-Ni、NH3-N0的实测值和评价标准 DOi、DO0的实测值和评价标准
上面的式子也可改写成：
例题
南京某三类水域，通过实测得以下水质指标：
水质指标 总砷 挥发酚 总氰化物 铬（6价） 总汞
实测值 （mg/L）
0.025
0.005
0.1
标准值 （mg/L）
0.05
0.005
0.2
权重
0.2
0.2
0.1
0.01 0.0001
0.05 0.0001
0.2
0.3
试判断该水域的环境质量。
04环境科学概论-水体环境
• 淡水资源：能够利用20%；易于利用0.3%（9000 km3）
• 水资源十分有限，且分布并不均匀
1.世界水资源
国家 世界 美国 俄罗斯 法国 意大利 中国 印度 日本 巴西 澳大利亚 埃及 人均 6918 8983 29112 3065 2785 2231 1896 4334 31424 18596 43
• 水体富营养化的限制因子：N、P
（2）N、P在水体中的转化
• 含N化合物在水体中的转化 • 有机氮：矿化作用，包括氨化作用（NH3、NH4+）和硝
化作用（NO3-） • 无机氮：反硝化作用
NH3
NO3-
NO2-
N2
N2O
含P化合物在水体中的转化
溶解的Pi
溶解的Po
颗粒态Pi
水
输入
沉积物
颗粒态Pi
a.大气降水
• 是由海洋和陆地蒸发水蒸气凝结而成。水质组成与地区条件有很大的 关系。
• 一般来说,是杂质较少而矿化度很低的软水 b.河水： • 河水的化学成分受多种因素的影响
• 受河流集水面积内被侵蚀的岩石性质的影响
• 受河流的流动过程中补给水源成分的影响
• 受流域面积地区的气候条件的影响
• 受生物活动的影响
（2）天然水的化学组成
分类
主要物质
N2, O2, CO2, H2S等溶解气体 溶解物质 Ca, Mg, Na, K, Fe, Mn等离子的卤化物、碳酸盐
和硫酸盐等，其它可溶性有机物
胶体物质 Si, Al, Fe的水合氧化物、粘土矿物、腐殖质等
水体环境保护PPT
城市污水处理
建设污水处理设施
建设完善的城市污水处理设施，提高污水处理能 力和处理标准。
推广污水处理技术
鼓励采用先进的污水处理技术，提高污水处理效 率，降低能耗和资源消耗。
加强污水处理监管
加强对城市污水处理厂的监管力度，确保污水得 到有效处理并达标排放。
生态修复与保护
恢复水生态系统
采取生态修复措施，恢复水体的自然生态系统，提高水体的自净 能力。
加强对水体保护的执法监管力度，确 保法律法规得到有效执行，对违法排 污行为进行严厉处罚。
工业污染控制
严格产业准入
制定严格的产业准入标准，限制 高污染、高耗水、高排放的产业
和企业的发展。
推行清洁生产
鼓励企业采用清洁生产技术，减少 生产过程中的污染物排放，提高资 源利用效率。
加强工业废水处理
加强对工业废水排放的监管，要求 企业进行废水处理并达到排放标准。
研发和应用生态修复技术，如湿地恢复、水生植物修复等，提高水 体自净能力，恢复水生态系统。
环保新材料
研发和应用新型的环保材料，如可降解塑料、无毒涂料等，减少对水 体的污染。
公众参与与教育
环保志愿者活动
鼓励和组织公众参与水体保护的志愿者活动，如河流清洁、生态 调查等。
环保教育课程
在学校和社区开设环保教育课程，提高公众的环保意识和知识水平。
水体环境保护
REPORTING
https://
• 水体环境现状 • 水体环境保护的重要性 • 水体环境保护措施 • 水体环境监测与评估 • 水体环境保护的未来展望
目录
PART 01
水体环境现状
REPORTING
WENKU DESIGN
水体污染情况
环境学之水体环境概述
环境学之水体环境概述水体环境是环境学中的一个重要研究领域，涉及到自然水域和人工水域中的水质、水量、营养盐以及生物等环境要素。
水是人类生活和生产的基础，对水体环境的认识和保护对于维护生态平衡、保护人类健康至关重要。
首先，水体环境包括自然水体和人工水体。
自然水体主要包括海洋、河流、湖泊和地下水等。
海洋是地球表面上最大的水域，占据了世界表面积的71%。
河流是地表地理水系的一部分，是地表径流积聚形成的水流，对于农业灌溉、城市供水和工业生产具有重要意义。
湖泊是地表水集聚形成的水体，影响当地气候、生态系统和生活水源，对于保持水量平衡和生态平衡起着重要作用。
地下水是地下岩石裂隙和孔隙中的水，是地下水资源的重要组成部分，供应人类的生活和工业用水。
水体环境中的水质是评估水体健康与否的重要指标。
水质是指水中所含的物理、化学和生物性质，包括溶解氧、pH值、浊度、溶解物、营养盐等。
水质的好坏直接关系到水体的适用性和安全性。
目前，水体污染已经成为全球性的环境问题，包括工业废水、农业污水、城市生活污水和非点源污染等对水质的污染。
水体供给了许多生物的生长和繁殖的环境，同时也反映了生态系统的健康状况。
水体中有多种生物，包括浮游生物、底栖动物、渔业资源等，它们构成了水生态系统。
水体环境的变化会对生物群落和生态过程产生重大影响，例如水温升高、水质污染等会导致一些生物物种灭绝或者数量减少，从而破坏生态平衡。
在保护和改善水体环境方面，各国都采取了一系列的措施。
首先，加强水污染的防治。
加强对工业废水、农业污水和城市生活污水的治理，控制重点区域和重点行业的污染物排放。
其次，提高水资源的利用效率。
采用节水措施，确保水资源的合理分配和有效利用。
此外，加强环境监测和评估，及时发现和解决水体环境问题，保障公众的饮用水安全。
综上所述，水体环境的概述涉及到自然水体和人工水体的环境要素，包括水质、水量、营养盐和生物等。
保护水体环境对于维护生态平衡、保护人类健康具有重要意义。
水体环境教学设计
水体环境教学设计一、教学目标1. 知识目标：了解水体环境的基本概念、组成和特点，掌握水体环境中的生物种类及其与环境的相互关系。
2. 能力目标：能够分析水体环境中的生态问题，提出保护和改善水体环境的措施。
3. 情感态度和价值观：培养学生对水体环境的保护意识，认识到水体环境对于人类生存和发展的重要性。
二、教学内容1. 水体环境的基本概念和组成2. 水体环境的特点和功能3. 水体环境中的生物种类及其与环境的相互关系4. 水体环境的生态问题及其原因5. 保护和改善水体环境的措施三、教学难点与重点难点：水体环境中的生态问题及其原因。
重点：水体环境的特点和功能，保护和改善水体环境的措施。
四、教具和多媒体资源1. 投影仪及PPT课件2. 图片、视频等多媒体资源，展示水体环境和生态问题。
3. 实验器材，进行水体环境实验。
五、教学方法1. 讲授法：讲授水体环境的基本概念、组成和特点等基础知识。
2. 直观演示法：通过图片、视频等多媒体资源展示水体环境和生态问题。
3. 讨论法：组织学生进行小组讨论，分析水体环境的生态问题及其原因，提出保护和改善水体环境的措施。
4. 实验法：进行水体环境实验，观察水体环境中的生物种类及其与环境的相互关系。
六、教学过程1. 导入：通过提问导入课题，引导学生思考水体环境对于人类生存和发展的重要性。
2. 讲授新课：讲授水体环境的基本概念、组成和特点等基础知识，通过图片、视频等多媒体资源展示水体环境和生态问题，组织学生进行小组讨论，分析水体环境的生态问题及其原因，提出保护和改善水体环境的措施。
3. 巩固练习：提供一些实际案例，让学生运用所学知识进行分析，巩固所学内容。
4. 归纳小结：总结本节课的重点内容，强调水体环境对于人类生存和发展的重要性，引导学生树立保护水体环境的意识。
环境学之水体环境概述
§⒋水体环境概述
三、水体的自净作用 ⒈水体自净作用 水体自净作用指受污染的水体在物理、化学和生物等 作用下，水中污染物自然降低的过程。 ⒉水体自净机制
➢物理自净 ➢化学自净 ➢生物自净（主导地位）
§⒋水体环境概述
⒊影响水体自净的主要因素 ➢水情要素 ➢污染物的性质 ➢水生生物的种类和数量 ➢环境介质条件
含磷化合物在水体中的转化
在湖泊水体中磷的循环，大体可以看作是一个动态的 稳定体系，其中在各不同部分中磷含量的变化在稳定 环境条件下是很小的，并且是很缓慢的，它影响到湖 泊水体中磷的有效状态。其交换与转化过程（见下图 ）。
氮、磷污染与水体富营养化
利贝格最小值定律（Iiebig law of the minimum）：植 物生长取决于外界供给它所需要的养料中数量最少的那 一种。
❖ 多因子判别标准：以吉克斯塔特（Gekstatter）提出的标 准为代表（并为美国环境保护局（EPA）在水质富营养化 研究中得到采用），认为造成水体富营养化现象的原因十 分复杂，须同时考虑这些影响因子。
水体富营养化的判别
❖ 湖北省环境保护研究所等单位在对武汉东湖进行环境质量 评价中，提出了东湖富营养化水质评价标准。（多因子）
❖ 目前，虽有多种水体富营养化判别标准，但尚未统一，其 中以基于营养盐因子的判别标准和多因子判别标准最为典 型。
水体富营养化的判别
❖ 基于营养盐因子的判别标准：以沃伦威德提出的标准为代 表，认为营养盐是导致水体富营养化的最关键因素，因此 可通过营养盐指标间接反映水体富营养化级别。
水体富营养化的判别
⒉氮、磷等植物营养物质 ➢来源：生活污水、农业退水、某些工业废水 ➢氮磷污染危害（水体富营养化）
“营养化”的概念 水体富营养化的类型 水体富营养化简单过程 水体富营养化的表现：水华、赤潮 水体中植物营养物质氮、磷的转化 氮、磷污染与水体富营养化 水体富营养化的判别
水圈PPT教学课件
第二、雪盖和冰面积减少了。 从20世纪60年代后期开始，北半球平均雪盖范围很可能已 减少了10%（主要通过北美和亚欧大陆春季的变化）
第三、北半球大陆多数中、高纬度地区降水在20世纪可能增加 了5%-10%，与之相反，许多副热带地区平均降水可能减少 了3%
第四章 水圈
第四章 水圈
水圈是地球系统各类水体的总称
第四章 水圈
第一节 地球上水的分布、水循环与水量平衡 第二节 海洋环境 第三节 河流 第四节 湖泊、水库与沼泽 第五节 地下水 第六节 天然水化学 第七节 水资源问题 第八节 水文因素引起的人类环境问题及
人类活动引起的水环境问题
§4-1 地球上水的分布、水循环与水量平衡
（二）通用水量平衡方程 ds/dt = I-Q I为水量收入项;Q为水量支出项;s为蓄水量;t为时间 以陆地上任一地区为研究对象在任一时段内有: P+E1+R表+R地下+s1=E2+R′表+R′地下+q+s2 式中:P为降水量;E1、E2分别为水汽凝结量和蒸发量; R表、R′表分别为地表流入与流出的水量; R地下、R′地下分别为从地下流入与流出的水量; q为工农业及生活净用水量; s1、s2分别为该时段始末蓄水量。 净蒸发量E=E2-E1; 蓄水量变化值Δs=s2-s1 因此上式可改写为(P+R表+R地下)-(E+R′表+R′地下+q)=Δs 此式即为通用水量平衡方程。
湖泊 沼泽 土壤水 河水 大气水 生物水
水体替换时间 近10000年
2650年 1600年
17年 5年 1年 16日 8日 几小时
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（二）代表性耗氧有机物的生物降解
碳水化合物、脂肪、蛋白质等有机物生物降解的共同规律 碳水化合物、脂肪、 是：首先在细胞体外发生水解，然后在细胞内部继续水解和氧 首先在细胞体外发生水解， 化。
二、水体富营养化过程
“营养化”（Eutrophication）是一种由氮、磷 营养化” Eutrophication）是一种由氮、 等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。 等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。 （一）水体富营养化类型 1.天然富营养化 1.天然富营养化 2.人为富营养化 2.人为富营养化
三、水体概念、水体的自净作用 水体概念、 及水体污染
（一）水体（water body）的概念 body） 水体（
水体是地表水圈的重要组成部分， 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边 界的天然水域，包括有一定流速的沟渠、江河和相对静止的塘堰、 界的天然水域，包括有一定流速的沟渠、江河和相对静止的塘堰、水 库、湖泊、沼泽以及受潮汐影响的三角洲与海洋。 湖泊、沼泽以及受潮汐影响的三角洲与海洋。 水体可划分为“类型”的概念和“区域”的概念： 水体可划分为“类型”的概念和“区域”的概念： 1.按“类型”可划分为海洋水体和陆地水体。 1.按 类型”可划分为海洋水体和陆地水体。 2.”区域”的概念：指某一具体的被水覆盖的地段，如太湖、洞庭湖、 2.”区域”的概念：指某一具体的被水覆盖的地段，如太湖、洞庭湖、 鄱阳湖，按类型划分它们同属于陆地地表水体中的湖泊； 鄱阳湖，按类型划分它们同属于陆地地表水体中的湖泊；按区域划分 它们是三个区域内的水体。 它们是三个区域内的水体。
在实际工作中，一般采用下列指标来表示水中耗氧有机物 在实际工作中， 的含量： 的含量： 1.化学需氧量（COD）：在规定条件下，使水样中能被氧 1.化学需氧量 COD）：在规定条件下， 化学需氧量（ ）：在规定条件下 化的物质氧化所需耗用氧化剂的量， 化的物质氧化所需耗用氧化剂的量，以每升水消耗氧的毫克数 表示。 表示。 2.生物需氧量（BOD）：在好气条件下，微生物水解水体 2.生物需氧量 BOD）：在好气条件下， 生物需氧量（ ）：在好气条件下 中有机物质的生物化学过程中所需溶解氧的量， 中有机物质的生物化学过程中所需溶解氧的量，使反映水体中 的有机污染程度的综合指标之一。 的有机污染程度的综合指标之一。 3.总有机碳量（TOC）：水中溶解性和悬浮性有机物中存在 3.总有机碳量 TOC）： 总有机碳量（ ）：水中溶解性和悬浮性有机物中存在 的全部碳量，是评价水体需氧有机物的一个综合指标。 的全部碳量，是评价水体需氧有机物的一个综合指标。 4.总需氧量（TOD）：水中有机物中除含有机碳外，尚含 4.总需氧量 TOD）：水中有机物中除含有机碳外， 总需氧量（ ）：水中有机物中除含有机碳外 有氢、 硫等元素，当有机物全部被氧化时， 有氢、氮、硫等元素，当有机物全部被氧化时，碳被氧化为二 氧化碳，而氢、 氧则被氧化为水、一氧化氮和二氧化硫等， 氧化碳，而氢、氮、氧则被氧化为水、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。 此时氧化所需的氧量称为总需氧量。
类 别 降水（ /a） 降水（km3/a） 3/a） 蒸发（ 蒸发（km /a） /a） 流入量（ 流入量（km3/a） 降水（cm/a） 降水（cm/a） 蒸发（ /a） 蒸发（cm /a） 流入量（ /a） 流入量（cm /a） 海 洋 324 000 361 000 +37 000 90 100 +10 陆 地 99 000 62 000 -37 000 67 42 -25 全 球 423 000 423 000 0 83 83 0
营养物质不同来源地输出率（g/m2·a） 营养物质不同来源地输出率（
营养物质来源 城市 乡村 森林 降雨 降尘
总P输出率 0.1 0.05 0.01 0.02 0.08
（一）地球上天然 水资源的分布
地球不仅总水量多， 地球不仅总水量多， 而且水量恒定不变， 而且水量恒定不变，受其 自身存在着的“水分循环” 自身存在着的“水分循环” 的影响；但是， 的影响；但是，水在地球 上的分布极不均匀。 上的分布极不均匀。
1.海扬水 1.海扬水 2.地下水 2.地下水 其中： 其中： 地下咸水 地下淡水 1.土壤水 1.土壤水 2.冰川与永久积雪 2.冰川与永久积雪 3.永冻土底水 3.永冻土底水 4.湖泊水 4.湖泊水 其中： 其中： 咸水 淡水 1.沼泽水 1.沼泽水 2.河川水 2.河川水 3.生物水 3.生物水 4.大气水 4.大气水 总 计
（三）水体污染
水体污染的确切定义为：当污染物进入河流、 水体污染的确切定义为：当污染物进入河流、 湖泊、海洋或地下水等水体后，其含量超过了水体 湖泊、海洋或地下水等水体后， 的自然净化能力，使水体的水质和水体底质的物理、 的自然净化能力，使水体的水质和水体底质的物理、 化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水 化学性质或生物群落组成发生变化， 体的使用价值和使用功能的现象。 体的使用价值和使用功能的现象。
微量元素：I、Br、F-、BO2-、Fe、Cu、Ni、Ti、Pb、Zn、Mn Fe、Cu、Ni、Ti、Pb、Zn、 微量元素： Br、 生源物质： 生源物质：NH4+、NO2-、NO3-、HPO42-、H2PO4-、PO43胶体 无机胶体：SiO2·nH2O、Fe(OH)2nH2O、Al2O3nH2O 无机胶体： 有机胶体：腐殖质胶体等 有机胶体：
第二节
污染物 在水体中的转化
一、水体中耗氧有机物降解
（一）有机物生物化学分解
1.水解反应：复杂的有机物分子在水解酶参与下和水分子作 1.水解反应： 水解反应 用下分解为较简单化合物的反应。 用下分解为较简单化合物的反应。 2.氧化反应：脱氢作用和脱羧作用。 2.氧化反应：脱氢作用和脱羧作用。 氧化反应
另外还有固体悬浮物质：硅铝酸盐颗粒、砂料、粘土等。 另外还有固体悬浮物质：硅铝酸盐颗粒、砂料、粘土等。
（三）各种类型天然水水质
1.大气降水：大气降水是由海洋和陆地蒸发的水蒸气凝结而成，它的水 1.大气降水 大气降水是由海洋和陆地蒸发的水蒸气凝结而成， 大气降水： 质组成在很大程度上决定于地区条件，靠近海岸处的降水可混入由风卷送的 质组成在很大程度上决定于地区条件， 海水飞沫；内陆的降水可混入大气中的灰尘、细菌； 海水飞沫；内陆的降水可混入大气中的灰尘、细菌；城市和工业区上空的降 水可混入煤烟、工业粉尘等。但总的来说，大气降水是杂质较少而矿化度很 水可混入煤烟、工业粉尘等。但总的来说， 低的软水。 低的软水。 2.河水：河水的化学成分受多种因素影响（1）受河流集水面积被侵蚀的 2.河水 河水的化学成分受多种因素影响（ 河水： 岩石性质的影响；（2）受河流的流动过程中补给水源成分的影响；（3）受 ；（2 受河流的流动过程中补给水源成分的影响；（ ；（3 岩石性质的影响；（ 流域面积地区的气候条件的影响；（4）受生活活动的影响。 ；（4 受生活活动的影响。 流域面积地区的气候条件的影响；（ 3.湖泊：水质类型一般是淡水湖或低度咸水湖，其水质基本离子成分大 3.湖泊 水质类型一般是淡水湖或低度咸水湖， 湖泊： 的类型，少量是Na 多是Ca 多是Ca2+>Na+，HCO3->SO42->Cl-的类型，少量是Na+> Ca2+，个别的有 SO42-> HCO3-的情况，而Cl- > HCO3-则是咸水湖的特点。 的情况， 则是咸水湖的特点。 4地下水：基本特征为悬浮杂质少，水清澈透明，有机物和细菌的含量极 地下水：基本特征为悬浮杂质少，水清澈透明， 少，受地面的污染不那样直接，溶解盐类含量增加，硬度和矿化度较大。 受地面的污染不那样直接，溶解盐类含量增加，硬度和矿化度较大。
四、水体污染源和污染物
（一）水体污染物质的来源
1.工业废水 1.工业废水 2.生活污水 2.生活污水 3.农业污水3.农业污水
（二）水体污染的主要污染物
1.物理方面：指的是颜色、浊度、温度、悬浮物质和放射性 1.物理方面：指的是颜色、浊度、温度、 物理方面 等。 2.化学方面：排入水体的化学物质，大致分为无机无毒物质、 2.化学方面：排入水体的化学物质，大致分为无机无毒物质、 化学方面 无机无毒物质、有机耗氧物质及有机有毒物质。 无机无毒物质、有机耗氧物质及有机有毒物质。
体积 （104km3） 133 8000 2 340 1 287 1 053 1.7 2 406 30 17.1 8.5 9.1 1.1 0.2 0.1 1.3 138 597.5
1 053 2 046 30
30.06 0.05 68.68 0.86
9.1 1.1 0.2 0.1 1.3 3 500.8
二、天然水的水质
（一）天然水化学成分的形成
天然水的化学成分决定于它的形成环境， 天然水的化学成分决定于它的形成环境，一方面决定于水接触的 物质的成分和溶解度；另一方面决定于这一作用进行的条件。 物质的成分和溶解度；另一方面决定于这一作用进行的条件。
世界供水和被污染水量概况 （单位104m3） 单位104m3）
第四章 水体环境
本章共有四部分内容： 本章共有四部分内容： 一、水体环境概述 二、污染物在水体中的转化 三、海洋污染 四、水环境污染控制及管理
第一节 水体环境概述
一、天然水在环境中的循环
地球上水资源分布
总 水 量 淡 水 量 占% 96.54 1.69 0.94 0.75 0.001 1.74 0.022 0.013 0.006 0.007 0.0008 0.0002 0.0001 0.001 100.00 体积 （104km3） 占%
（二）水体的自净作用
水体的自净作用，广义是指受污染的水体由于物理、化学、 水体的自净作用，广义是指受污染的水体由于物理、化学、生物 等方面的作用，使污染物浓度逐渐降低， 等方面的作用，使污染物浓度逐渐降低，经一段时间后恢复到受污染 前的状态；狭义是指水体中微生物氧化分解有机污染物而使水质净化 前的状态； 的作用。 的作用。 以河流为例，从净化机制看，可分为物理净化、化学净化、 以河流为例，从净化机制看，可分为物理净化、化学净化、生物 净化三类；从河流中形成自净作用的场所看，又可分为： 净化三类；从河流中形成自净作用的场所看，又可分为：河水与大气 间的自净作用、河水中的自净作用、河水与底质间的自净作用、河流 间的自净作用、河水中的自净作用、河水与底质间的自净作用、 底质中的自净作用。 底质中的自净作用。