第一章水质指标与水体自净
水处理工程思考与练习题
习题第一章水质和水体自净1．什么叫水的自然循环和社会循环？它们之间存在着怎样的冲突？水体环境爱惜和给水排水工程技术的任务是什么？2．地下水和地面水的性质有哪些主要差别？为什么选择民用给水水源时，应尽先考虑地下水？工业给水的水源应当怎样来考虑？3．摸索讨自然水中可能含有的物质及其对饮用和工业生产的影响。
4．在我国饮用水水质标准中，最主要的有那几项？制定这几项标准的依据是什么？5．制定了饮用水水质标准，为什么对于给水水源的水质还要提出要求？主要有哪些要求？6．对于工业用水水质主要有哪些要求?7．废水是怎样分类的？8．废水水质指标主要有哪些？它们为什么重要？9．摸索讨生活污水和工业废水的特征。
10．为什么制定了地面水水中有害物质最高容许浓度标准，还要制定工业“废水”的排放标准？这些标准的主要内容有哪些？11．什么叫生化需氧量？试比较生化需氧量和化学需氧量。
12．有机物的生物氧化过程一般分两个阶段进行。
这是指哪些有机物来说的？对于不含氮有机化合物的状况是怎样的呢？为什么以五天作为标准时间所测得的生化需氧量（BOD5）一般已有确定的代表性？13．生化需氧量间接表示废水的有机物含量，废水中有机物的量是确定的为什么第一段生化需氧量随温度的不同而发生变更？14．如某工业区生产污水和生活污水的混合污水的２天20℃生化需氧量为200mg／L，求该污水20℃时５天的生化需氧量（BOD5）（20℃时，Ｋ1＝0.1d–1）。
15. 依据某污水处理厂的资料，每人每天所排BOD5为35克，如每人每天排水量为100升，试求该污水的BOD5浓度（以毫克／升计）。
16. 含水率为99％的活性污泥，浓缩至含水率97% 其体积将缩小多少？17．限制水体污染的重要意义何在？18．什么是水体的正常生物循环？向水体中排放的污染物质过多为什么能破坏水体的正常生物循环？19. 什么叫水体的自净？为什么说溶解氧是河流自净中最有力的生态因素之一？其变更规律如何？依据氧垂曲线，可以说明些什么问题？20．探讨水体自净在水污染限制工程中有何重要意义？21．进行水体污染的调查，主要要实行哪些步骤？22．在探讨水体污染问题时，为什么除毒物外，还要考虑溶解氧和生化需氧量这两个问题？在进行水体自净的计算时，关于溶解氧一般是以夏季水体中不低于4毫克／升为依据的，但在北方寒冷地区，对于溶解氧的要求往往提高，这是什么缘由？。
水体污染与水体自净
三、水体自净
3．生物化学净化作用 物理净化作用与化学净化作用，只能使污染物的存在 场所与存在形态发生变化。使水体中的存在浓度降低，但 不减少污染物总量。而生物化学净化可使污染物的总量降 低，使水体得到真正的净化。生物化学作用后，最终使有 机物无机化，由有害向无害转化。
三、水体自净
图1-3 天然水体中含氮有机物生物化学净化示意图
三、水体自净
河流中BOD及DO的变化曲线 （氧垂曲线）
作业：
1.造成水体污染的原因有点源污染和面源污染，未经处理的
工厂污水排放形成 ，农田肥料和农药形成
。
2.水体自净的机理，包括物理作用、化学和物理化学作用和 生物作用，物理作用包括 、
、 和 。化学和物理化学作用包括 等。生物作用则包括 和 。
水处理工程技术
情境1 水质与水处理工程技术
本
单元1 水资源与水的循环
章
单元2 水质指标与水质标准
内
单元3 水体与水体污染
容
单元4 水处理工程技术与发展
单元3 水体与水体污染
知识目标：
1.掌握水体污染的概念； 2.掌握水体自净的机理。
能力目标：
1.能够识别污染物的来源和性质； 2.能够应用水体自净解决实际问题。
三、水体自净
图1-4 天然水体有机物循环示意图
三、水体自净
沿受污点下游河段中，溶解氧及污染物质（BOD） 的变化曲线，反映了河段的受污染状态和自净规律，是水 体物理、化学、生物自净过程的综合特征。
有机物排入水体后，由于微生物降解有机物而将水中 的溶解氧消耗待尽，使河水出现氧不足现象，或称亏氧状 态，而在此同时，大气向水体不断溶氧，又使得水体中的 溶解氧逐步得到恢复。将耗氧过程和溶氧过程进行数学叠 加计算得出水中实际溶解氧的变化规律，形成的曲线称为 氧垂曲线。
环境生态工程第一章水体自净
国际通用三大类指标：
物理性指标 化学性指标 生物性指标
一、物理性指标
1. 浑浊度：是指水中的不溶解物质，如泥 砂、纤维、有机物和微生物等，对光线透过的时所产生的 阻碍程度。
杰克逊浊度单位：JTU
散射浊度单位：NTU
甲谮浊度单位：FTU 40度FTU=40度NTU≈40度JTU
饮用水标准<1 NTU
第四节 水体自净作用与水环境容量
第五节 水处理的基本原则和方法
第二章 水的物理化学处理方法
第一节 水中粗大颗粒物质的去除
理 势 化 自 学 第 量 物 体 内 技 置 光 境 关本处净容论。与二与控废术，污工领书理本、包、全水篇大制物，以染程域全方污 书 污 大 气 以 污 固 及 的 、 的书水 括面法的固染分染气污及染体噪防化科可、以防为控污染污控废声治工技物 体作系及治制染、染制物、技等人为3理废统篇水技工控颗物工资电术专员普化物地，处术程制粒的程源磁。业参通学管论共理与，工污稀及化辐学考高处理述1工控内程染释其、射生使等理系2了章程制容，物法他综、的用院方统环。系工包内控控污合放教。校法，境第统程括容制制染利射材环、城工一与及水包、。防用性，境水市程篇最其质括气第治与、也科的垃的水终发 与 大 态 三 技 最 振 可学生圾基质处展 水 气 污 篇 术 终 动 供、物 处本净置趋 体 质 染 固 ， 处 和 相环化 理。第 第第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 第三 四五 六 二二 三 四 一 二 三 四 五 七 八 一 三章 章节 节 节 节 节 节 节 节 节 节 节 节节 节 节水 水废的 处水 水 水 水 废 好 好 厌 生 水 废 废 给 再 废水生 理中 中 中 水 氧 氧 氧 物 水 水 水 水的 处 生最物 工悬 溶 有 处 悬 附 生 脱 土 人 与 的其 理 水终化 程浮 解 害 理 浮 着 物 氮 地 工 排 最他 厂 系处学 系物 物 微 微 生 生 处 除 处 湿 水 终物 污 统置处 统质 质 生 生 长 长 理 磷 理 地 工 处理 泥理 与和 的 物 物 处 处 技 技 技 处 程 置化 处方胶 去 的 学 理 理 术 术 术 理 系学 理法体 除 去 基 技 技 技 统处 技物 除 础 及各种工业过程中的冷却水，直接排入水体，可引起水温升高、溶解氧 含量降低、水中存在的某些有毒物质的毒性增加等现象，从而危及鱼类和水生生物的生长。
【课程思政优秀案例】《环境工程学》
一、课程简介环境工程学是理论性和实践性都很强的学科，是环境科学专业必修的一门专业核心课程。
环境工程知识是环境保护工作者解决环境问题或制订发展规划时必须应用的基本知识。
本课程系统介绍环境工程学的基本理论，特别是水质净化与水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物污染控制工程以及噪声等公害防治技术的基本原理和方法。
通过本课程的学习，使学生系统地掌握环境工程的基本原理、基本方法，较全面掌握水与废水处理、水质管理、大气污染控制、固体废物、噪声污染和电离辐射等基本概念、原理和工艺特性等，了解环境工程的最新进展，培养学生能独立分析和解决环境工程问题的基本素质与创新能力，为以后从事环境治理技术工作、科学研究与设计奠定良好基础。
二、教学目标目标一：通过课程学习，使学生了解环境工程学的基本知识体系和研究对象，掌握环境治理的基本原则、基本方法和技术，培养学生的工程实践能力以及综合分析和解决问题的能力，培养学生严谨的科学作风和认真的工作态度，提高环境科学专业学生工程素质。
为环境科学专业学生在后续学习和工作中解决实际问题奠定基础。
目标二：了解环境工程的研究对象、内容和任务，掌握水污染、大气污染、固体废弃物和噪声等污染的来源、特征、危害以及相应的污染治理原理和方法。
了解各种污染控制工程技术的基本知识，重点掌握污水处理工艺流程及大气污染控制中除尘脱硫工艺设计计算。
掌握环境工程解决问题的方法和特点。
目标三：了解环境工程学与其它学科间的相互交叉渗透关系，了解环境工程学的技术发展和应用。
三、教学方法与信息技术手段基础知识的教学主要采用启发式教学法和演示教学法：污染物治理的基本方法和工艺的教学主要采用案例式和探究式教学法；通过线上教学—学生自学—课堂教学三个环节构成多层次学习链条，形成教与学的有机衔接。
四、专业教学与思政教育的融合设计五、教学效果生态文明是我国“五位一体”总体布局的重要方面。
《环境工程学》课程涉及政治、经济、法律、自然科学等学科内容，具有环保观、法治观、生态文明等课程思政的天然要素。
水质与水体自净PPT课件
（4）水体遭受高毒性的酚类有机物污染，能使蛋白质变性或沉淀，对生物细胞 有直接损害，对皮肤和粘膜有强腐蚀作用。长期饮用酚类污染水，可引起头 晕、出疹、发痒、贫血及各种神经系统疾病。低浓度酚影响鱼类回游、繁殖， 引起鱼肉酚臭；高浓度酚可使鱼类大批死亡。
同一污染源有多种分类名称
化学污染
• 水中元素及其化合物数量异常的一种水污染现象。天然水 是溶有多种元素和化合物的一种混合溶液，其中有天然的 和人工合成的物质、有无机物和有机物。在正常情况下， 水中元素和化合物含量很低，不致影响水的使用。但人类 不断地向水中排放废弃物和污水，使污染水体的化学物质 愈来愈多。据估计，水中化学物质种类达100多万种。因 此，化学污染物是当今世界性水污染中最大的一类污染物。
额 尔古 纳 河
嫩江
和田河(喀拉喀什河)
奎屯 河 伊 犁 河 (特 克 斯 河 ) 塔 里 木 河 (叶 尔羌 河 )
当却 藏 布 (马泉 河 )
纳文 河
额尔 齐 斯 河
开都 河 车尔 臣 河 ( 卡墙 河 、 且末 河 )
海拉尔河
呼和诺尔
新开湖
克 鲁 伦 河 呼伦湖
五大连池
贝尔湖
西居延海 东居延海
水中有机污染物
主要来源是城市污水、农业污水、工业废水和石油废水。 ①城市污水。水中含有碳水化合物、蛋白质、油脂和合成洗涤剂。 ②农业污水。来源广，数量大，危害严重。农业污水包括农田排水和农
副产品加工的有机污水，其中含有化肥、农药、农家肥（人和农畜的 粪便，以及动植物残体）和农副产品加工的有机废弃物。 ③工业废水。来自造纸、制革、石油化工、农药、药品、染料、化纤、 炼焦、煤气、纺织印染、食品、木材加工等工厂。这类废水所含的有 机物种类多，人工合成物所占的比例高，有机毒物多，生物不易降解。 ④石油废水。主要污染物是各种烃类化合物——烷烃、环烷烃和芳香烃， 其中多环芳香烃具有致癌性。
水体自净的程度指标
水体自净程度的指标背景资料各种形态的氮相互转化和氮循环的平衡变化是环境化学和生态系统研究的重要内容之一。
水体中氮产物的主要来源是生活污水和某些工业废水及农业面源。
当水体受到含氮有机物污染时，其中的含氮化合物由于水中微生物和氧的作用，可以逐步分解氧化为无机的氨(NH3)或铵(NH4+)、亚硝酸盐(NO2-)、硝酸盐(NO3-)等简单的无机氮化物。
氨和铵中的氮称为氨氮；亚硝酸盐中的氮称为亚硝酸盐氮；硝酸盐中的氮称为硝酸盐氮。
通常把氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮称为三氮。
这几种形态氮的含量都可以作为水质指标，分别代表有机氮转化为无机氮的各个不同阶段。
在有氧条件下，氮产物的生物氧化分解一般按氨或铵、亚硝酸盐、硝酸盐的顺序进行，硝酸盐是氧化分解的最终产物。
随着含氮化合物的逐步氧化分解，水体中的细菌和其它有机污染物也逐步分解破坏，因而达到水体的净化作用。
有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的相对含量，在一定程度上可以反映含氮有机物污染的时间长短，对了解水体污染历史以及分解趋势和水体自净状况等有很高的参考价值，见表6-1。
目前应用较广的测定三氮方法是比色法，其中最常用的是：纳氏试剂比色法测定氨氮，盐酸萘乙二胺比色法测定亚硝酸盐氮，二磺酸酚比色法测定硝酸盐氮。
表6-1 水体中三氮检出的环境化学意义NH3—N NO2—N NO3—N 三氮检出的环境化学意义- - - 清洁水+ - - 表示水体受到新近污染+ + - 水体受到污染不久，且正在分解中- + - 污染物已正在分解，但未完全自净- + + 污染物已基本分解完全，但未自净- - + 污染物已无机化，水体已基本自净+ - + 有新的污染，在此前的污染物已基本自净+ + + 以前受到污染，正在自净过程，且又有新的污染物一、实验目的1. 掌握测定三氮的基本原理和方法。
2. 了解测定三氮对环境化学研究的作用和意义。
二、仪器(1) 玻璃蒸馏装置。
(2) 分光光度计。
(3) 电炉：220V/1KW。
水质工程学(Ⅰ)例题、思考题、习题答案
水质工程学（Ⅰ）例题、思考题、习题第1章水质与水质标准1。
水中杂质按尺寸大小可分为几类？了解各类杂质主要来源、特点及一般去除方法.水中杂质按尺寸大小分为悬浮物、胶体、溶解物三类。
悬浮物：尺寸较大（1？m-1mm），可下沉或上浮（大颗粒的泥砂、矿碴下沉，大而轻的有机物上浮）。
主要是泥砂类无机物质和动植物生存过程中产生的物质或死亡后的腐败产物等有机物。
这类杂质由于尺寸较大,在水中不稳定,常常悬浮于水流中.当水静置时，相对密度小的会上浮与水面，相对密度大的会下沉,因此容易去除。
胶体：尺寸很小（10nm-100nm），具有稳定性，长时静置不沉。
主要是粘土、细菌和病毒、腐殖质和蛋白质等.胶体通常带负电荷，少量的带正电荷的金属氧化物胶体。
一般可通过加入混凝剂进去去除。
溶解物：主要是呈真溶液状态的离子和分子，如Ca2+、Mg2+、Cl—等离子，HCO3—、SO42-等酸根,O2、CO2、H2S、SO2、NH3等溶解气体分子.溶解物与水成均相,透明。
但可能产生色、臭、味.是某些工业用水的去除对象,需要特殊处理.有毒有害的无机溶解物和有机溶解物也是生活饮用水的去除对象。
2.各种典型水质特点.（数值可不记）江河水：易受自然条件影响,浊度高于地下水.江河水年内浊度变化大。
含盐量较低,一般在70~900mg/L之间。
硬度较低，通常在50～400mg/L(以CaCO3计）之间。
江河水易受工业废水和生活污水的污染，色、臭、味变化较大,水温不稳定。
湖泊及水库水：主要由河水补给,水质类似河水,但其流动性较小，浊度较低；湖水含藻类较多，易产生色、臭、味.湖水容易受污染。
含盐量和硬度比河水高。
湖泊、水库水的富营养化已成为严重的水污染问题。
海水：海水含盐量高，在7。
5~43。
0g/L之间，以氯化物含量最高，约占83。
7%，硫化物次之，再次为碳酸盐，其它盐类含量极少。
海水须淡化后才可饮用。
地下水：悬浮物、胶体杂质在土壤渗流中已大部分被去除，水质清澈，不易受外界污染和气温变化的影响，温度与水质都比较稳定，一般宜作生活饮用水和冷却水.含盐量通常高于地表水（海水除外），大部分地下水含盐量在100～5000mg/L，硬度通常在100～500mg/L(以CaCO3计），含铁量一般10mg/L以下，个别达30mg/L。
水污染及水质标准(3月3日)
Ca2+ + RCOO- Ca(RCOO)2 (s)
由于发生此反应，肥皂无法与衣服上的污垢作用，而Ca(RCOO)2本 身就是沉淀。 硬度的常用单位为mg/LCaCO3 或mmol/L。水厂将水软化即是去除 水中的部分硬度。通常水处理的目标是使水的硬度维持在 75~120mg/L CaCO3范围内。 硬度1mmol/L=100mg/L(CaCO3)=56mg/L(CaO)=5.6度 硬度1度=10mg/L(CaO)=17.9mg/L(CaCO3)
碱度：是指水接受质子的能力，由水中可以和强酸发生中和作用的物质 所接受质子的总量来度量。
天然水中常见致碱阴离子：HCO3-、 CO32-、 OH-、 HSiO3-、 H2BO3-、 HPO42-、 H2PO4-、 HS-等；
测定方法：用标准浓度的盐酸溶液滴定水样后， 以酚酞作指示剂标定所得到的碱度为酚酞碱度（部分碱度、P）； 以甲基橙标定所获得的碱度为甲基橙碱度（总碱度、T） 碱度分类：重碳酸盐碱度、碳酸盐碱度和氢氧化物碱度三种。 当水中碱度主要为碳酸盐时，可消耗H+的碱度为：
2.9 生物化学需氧量
氧化 Oa 可分解 有机物 好氧微生物 CO2、H2O…、能量
O2
氧化 合成 新的细 胞组织 Ob
CO2、H2O…、能 量
残渣
有机物的耗氧生物分解
生化需氧量种类：生化需氧量与时间、温度及微生物等因素有关。另外、残渣与难降解有机物 无法生化分解，生化需氧量不能完全反应水样中全部有机物，BOD20=95%-99%总有机物。 ① BOD20（完全生化需氧量）： 在20℃和BOD测定条件下（氧充足、不搅动），有机物分解20天所需消耗的氧量。 ② BOD5（标准（5日）生化需氧量）： 在20℃和BOD测定条件下（氧充足、不搅动），有机物分解5天所需消耗的氧量。 （BOD5≈0.69BOD20，工程上一般测BOD5）
(完整版)环境工程学
思考题库绪论环境工程学的发展和内容第一章水质与水体自净第二章水的物理化学处理方法第三章水的生物化学处理方法第五章大气质量与大气污染第六章颗粒污染物控制第七章气态污染物控制第八章污染物的稀释法控制绪论环境工程学的发展和内容0-1名词解释：环境：影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草地、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。
环境问题：全球环境或区域环境中出现的不利于人类生存和发展的现象，均概括为环境问题。
环境污染：由于自然或人为（生产、生活）原因，往原先处于正常状况的环境中附加了物质、能量或生物体，其数量或强度超过了环境的自净能力，使环境质量变差，并对人或其它生物的健康或环境中某些有价值物质产生了有害影响的现象。
污染物质：引起环境污染的物质即为污染物质。
公害：由人为原因引起化学污染物滋事而产生的突发事件通常称为公害。
环境科学：研究人类环境质量及其保护的和改善的科学，其主要任务是研究在人类活动的影响下环境质量的变化规律和环境变化对人类生存的影响，以及改善环境质量的理论、技术和方法。
0-2 试分析人类与环境的关系。
“环境”一词是相对于人类而言的，即指的是人类的环境。
人类与其环境之间是一个有着相互作用、相互影响、相互依存关系的对立统一体。
人类从周围环境中获得赖以生存、发展的空间和条件，同时其生产和生活活动作用于环境，又会对环境产生影响，引起环境质量的变化；反过来，污染了的或受损害的环境也对人类的身心健康和经济发展等造成不利影响。
0-3试讨论我国的环境和污染问题0-4什么是环境工程学？他与其他学科之间的关系怎样？环境工程学应用环境科学、工程学和其它有关学科的理论和方法，研究保护和合理利用自然资源，控制和防治环境污染和生态破坏，以改善环境质量，使人们得以健康、舒适地生存与发展的学科。
环境工程学是环境科学的一个分支，又是工程学的一个重要组成部分。
《环境工程学》课后习题答案详解计算过程全
浑浊度：是指水中不溶解物质对光线透过时所产生的阻碍程度。将蒸馏水中 含有 1mg/L 的 SiO2 称为 1 个浑浊度单位或 1 度。由此测得的浑浊 度称为杰克逊浊度单位（JTU）。
（2）大气污染控制工程； （3）固体废弃物控制及噪声、振动与其他公害防治工程； （4）清洁生产、污染预防与全过程污染控制工程； （5）环境规划、管理和环境系统工程； （6）环境监测与环境质量评价。
第一章 水质与水体自净
1-1 名词解释 答：水的循环：分为自然循环和社会循环两种。
水的自然循环：是指大自然的水通过蒸发、植物蒸腾、水汽输送、降水、 地表径流、下渗、地下径流等环节，在水圈、大气圈、 岩石圈、生物圈中进行连续运动的过程。
1-9 有一水样取 100 ml 用 0.100 0 mol/L HCl 溶液测定其碱度，加入酚酞指示剂 后，水样无色。再加甲基橙作指示剂，消耗盐酸溶液量 5.20 ml，另取此水样 100 ml 用 0.025 0 mol/L 的 EDTA 溶液测其硬度，用去 14.60 ml。试求此水样的总硬 度、碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度（结果以 mmol/L、度和 CaCO3 的 mg/L 计）。
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环境工程学
们得以健康、舒适地生存与发展的学科。 0-5 环境工程学的主要任务是什么？ 答： 环境工程学有着两方面的任务：既要保护环境，使其免受和消除人类活动
对它的有害影响；又要保护人类的健康和安全免受不利的环境因素的损害。 0-6 环境工程学的主要内容有哪些？ 答：（1）水质净化与水污染控制工程；
水质与水体自净答案
第一章水质与水体自净1-1名词解释水污染：水体因接受过多的污染物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，该状态为“水体污染”。
水质：水与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：水中杂质的种类、成分和数量，是判断水质的具体衡量标准。
水质标准：由国家或政府部门正式颁布的有关水质的统一规定。
水环境容量：一定水体在规定的环境目标下所能容纳污染物质的最大负荷量。
水体自净：进入水体的污染物通过物理、化学和生物等方面的作用，使污染物的浓度逐渐降低，经过一段时间后，水体将恢复到受污染前的状态。
这一现象为“水体自净作用”。
水体污染物：凡使水体的水质、生物质、底泥质量恶化的各种物质均称为“水体污染物”。
COD：在一定严格的条件下，水中各种有机物与外加的强氧化作用时所消耗的氧化剂量。
BOD：在水体中有氧的条件下，微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的溶解氧量。
总固体：水中所有残渣的总和。
（在一定温度下，将水样蒸发至干时所残余的固体物质总量。
）1-2试区别悬浮固体和可沉固体，区别悬浮固体和浑浊度。
它们的测定结果一般如何表示？如果对水样进行过滤操作，将滤渣在103～105℃下烘干后的重量就是悬浮固体，结果以mg/L 计。
而可沉固体是指将1L水样在一锥形玻璃筒内静置1h后所沉下的悬浮物质数量，结果用mL/L来表示。
浑浊度是指水中不溶解物质对光线透过时所产生的阻碍程度。
一般来说，水中的不溶解物质越多，浑浊度也越高，但两者之间并没有固定的定量关系。
因为浑浊度是一种光学效应，它的大小不仅与不溶解物质的数量、浓度有关，而且还与这些不溶解物质的颗粒尺寸、形状和折射指数等性质有关。
将蒸馏水中含有1mg/L的SiO2称为1个浑浊度单位或1度。
由此测得的浑浊度称为杰克逊浊度单位（JTU）。
1-3取某水样250mL置于空重为54.342 6 g的古氏坩埚中，经过滤、105℃烘干、冷却后称其质量为54.3998 g，再移至600℃炉内灼烧，冷却后称其质量为54.362 2 g。
水体自净的概念
水体自净的概念在现代社会中，水污染成为一个严重的环境问题。
为了保护和改善水质，水体自净成为一种重要的概念。
水体自净是指水环境中一系列自然过程和生物活动，通过各种物理、化学和生物机制来净化水质，以恢复水体的自然平衡和健康状态。
本文将详细介绍水体自净的概念、机制和影响因素，以及如何通过优化水体自净过程来改善水质。
水体自净的机制物理机制物理机制是水体自净中的重要过程之一。
它包括净化水体的自然物理现象，如降雨、水流和水体混合等。
降雨能够冲刷水体表面的污染物，将其带走。
水流和水体混合能够扩散和稀释污染物的浓度，减少其对水质的影响。
化学机制化学机制是水体自净的关键过程之一。
水体中存在着各种化学反应，这些反应可以将污染物转化为无害或较低毒性的物质。
例如，氧化反应可以将有机污染物氧化为二氧化碳和水。
此外，一些化学物质还能够吸附或沉淀污染物，从而将其从水中去除。
生物机制生物机制是水体自净的重要组成部分。
水体中存在着丰富的生物多样性，包括细菌、藻类、水生植物和动物等。
这些生物可以通过生物降解、生物吸附和生物转化等方式，将污染物转化为无害物质或将其吸附并沉淀。
此外，水生植物还能够通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，提高水体中的氧含量。
影响水体自净的因素环境因素水体自净受到环境因素的影响。
温度、光照、氧含量、pH值和营养物质等环境因素会影响水体中的生物活动和化学反应。
例如，适宜的温度和光照条件有利于水生植物的生长和光合作用，促进水体自净过程。
污染物性质污染物的性质也会影响水体自净的效果。
不同类型的污染物在水体中的行为和转化方式不同。
一些污染物可能易于生物降解或化学转化，而另一些污染物可能具有较高的稳定性和毒性，难以去除。
了解污染物的性质和行为对于优化水体自净过程至关重要。
人为活动人为活动对水体自净的影响也不可忽视。
工业废水、农业排放和城市污水等人类活动会向水体中释放大量的污染物，加剧水体的污染程度。
因此，减少人为活动对水体的污染是改善水质和促进水体自净的关键措施之一。
01水质与水体自净1
2、热污染：来自火电厂、核电站及多种工业过程中旳冷却水，若 不采用措施直接排入水体，可能引起水温升高，溶解氧含量降低，水 中存在旳某些有毒物质旳毒性增长现象，从而危机鱼类和水生生物旳 生长。
总量
水量(10 km³) 百分比（%）
1.3
0.001
132023
97.212
2920
2.15
0.13
0.0001
12.5
0.0092
10.4
0.0077
6.7
0.0049
835
0.615
0.12
0.0001
135784.85
100.0
在<<中华人民共和国水污染 防治法>>中，水污染被定义为： 水体因某种物质旳介入，而造成其 化学、物理、生物或者放射性方式 旳特征旳变化，从而影响水旳有效 利用，危害人体健康或者破坏生态 环境，造成水质恶化旳现象。
对废水和污水旳颜色测定不作真色测定，而常用文字描述。
3、固体（Solids） 严格旳说，水中除溶解旳气体外，其他一切杂质，涉及有机物、
无机物和多种生物体都划入水中固体物质之列。但在环境工程和水质
分 余析 旳中 固，体水物中质固总体量旳。定常用义旳为蒸：发在温一度定为旳温10度3~下1将05水。样C蒸。发残至渣干总时量所称残为
“总固体（Total Solids）”，成果以mg/L计。
水中固体按其溶解性能可分为“溶解固体（Dissolved Solids）”和“悬浮固体（Suspended Solids）”。假如对水 样进行过滤操作，则滤液（涉及溶解物质和一部分胶体物质）在 103~105。C下烘干后旳残渣即为DS。而滤渣烘干后（涉及悬浮物 和另一部分胶体）即为SS。
环境工程学第一章水质与水体自净2讲课文档
悬浮?固体
挥发?性悬浮固体
46.4718g
46.4848 g
溶解固体？
67.9624g 总固? 体
68.0138g
第十六页，共53页。
固定性悬浮固体？
第二节 水质指标与水质标准
2、化学水质指标
（1） 非专一性指标
电导率
表示水样中可溶解性电解质总量。
总含盐量 水中各种溶解性矿物盐类的总称。
6）油类污染物质
第十一页，共53页。
第一节 水的循环与污染
水体污染物
2、物理性污染物质
1）悬浮污染物质：固体物质
图1－18 受石油污染的海鸟
2）热污染：热电厂、核电站及各种工业过程中的冷却水
3）放射性污染：Sr90、Cs137、I131
3、生物性污染
生活污水、医院污水和某些工业废水中的病原微生物、病毒、寄生虫 等。
第二十二页，共53页。
第二节 水质指标与水质标准
化学需氧量（COD）
一定严格的条件下，用化学氧化剂（如KMnO4 、 K2Cr2O7）将水中各种有机物质氧化所消耗的氧化剂的 量，用mgO/L 表示。
高锰酸钾耗氧量（CODMn或OC）
天然水或含易氧化有机物的一般废水
重铬酸钾耗氧量（CODCr或COD） 污染较严重的水样
我国水资源的特点： a 总量丰富，人均量少；
b 时空分布不均衡。
第三页，共53页。
第一节 水的循环与污染
二、水循环
水循环分为自然循环和社会循环
凝结
自
水汽
云
然
循
蒸腾 蒸发
环
地表水
雨、雪、雹
地下水、 土壤水
社
会 循
环境工程学第章 水质与水体自净
环境工程学第章水质与水体自净水是生命之源，也是环境中不可或缺的组成部分。
然而，随着人类生产和生活活动的不断发展，水体受到严重的污染和破坏。
因此，环境工程学中水质与水体自净的研究变得越来越重要。
水质的定义和影响因素水质的定义水质是指水体中所包含的各种物质的质量和数量的总和。
通常，评价水质的指标有水温、pH值、溶解氧、COD（化学需氧量）、BOD（生化需氧量）、氨氮等。
污染物对水质的影响水体污染主要来源于人类的生产和生活活动，其中排放的污染物会对水质造成直接或间接的影响。
以下是一些常见的污染物及对水质的影响：1.悬浮物：会使水变浑浊，对水生生物造成危害。
2.有机物：会降低水体中溶解氧的含量，对水生生物造成危害。
3.氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐：会引起藻类爆发，造成富营养化和水华。
4.重金属：会积累在水生生物体内，对人体健康造成危害。
水体自净的机理水体自净是指自然环境下，水体中的各种污染物质通过自我净化的过程被去除，达到水质净化的目的。
水体自净是一个复杂的生态系统过程，其发生机理有以下几个方面：物理过程物理过程包括水体流动、沉淀和过滤等，这些过程可以将悬浮物和一些溶解物质从水体中去除。
化学过程化学过程包括氧化、还原、沉淀和过滤等，化学反应可以将有机物、氨氮、硝酸盐等污染物质分解为无害物质，同时也可以将一些重金属离子和对水生生物有害的物质通过沉淀和吸附等方式去除。
生物过程生物过程包括微生物、植物和水生动物等，它们可以通过吸附、吞噬和生化反应等方式去除污染物质，并且生物过程还可以增加水中DO（溶解氧）的含量，改善水体环境。
水体自净的应用水体自净是一种自然的净化机制，它在水环境中发挥了重要的作用。
因此，如何应用水体自净机制减轻水污染，改善水环境，是环境保护的重要问题。
生态修复生态修复是指利用生态系统的自净能力减轻和消除水体污染的过程。
生态修复主要采用的方法包括生物修复、植物修复和综合修复等。
溪流修复溪流是自然环境中的一条重要的自然水体，在城市化快速发展的过程中，很多溪流已经被污染和破坏。
水体自净名词解释
水体自净名词解释水体自净是指水体在一定时间内，通过自然的生物、物理、化学作用，自我净化和恢复水质的过程。
水体自净是水环境保持相对稳定和健康的重要机制，可以使水质得到改善，恢复到正常的生态环境。
水体自净的主要过程包括生物自净、物理自净和化学自净。
生物自净是指水体中各种生物通过摄食、呼吸、代谢和排泄等生命活动，减少或消除水体中的有害物质，维持水体的生态平衡。
水中的浮游植物和底栖植物通过光合作用，吸收水中的营养物质，同时放出氧气，促进水体中的氧气含量增加，有利于水中的生物生存和繁殖。
水中的浮游动物和底栖动物通过摄食和排泄活动，可以减少水中的富营养化物质，控制水体中浮游植物的过度生长，维持水体的透明度和水质的清洁度。
另外，水体中还存在一些具有吸收、降解和吸附功能的微生物，通过生物降解有机污染物，减少水体中的污染物质，提高水体的自净能力。
物理自净是指水体中的物理过程和运动带走水中的污染物质，改善水质。
水体的自然对流和湍流可以使水中的溶解氧均匀分布，并加速水体中污染物质的扩散和稀释，有利于水体的净化。
水体的水位变化和流动性也能够带走水中的悬浮物和部分污染物质，使水体变得清澈。
此外，太阳辐射照射水体会产生热量，引起水体的对流和密度变化，促使水体的氧化还原过程加速，有利于净化水质。
水体中的生物通过生物运动和摄食活动也会促使水体中的悬浮物颗粒上升和沉降，使污染物质得以去除。
化学自净是指水体中一系列的化学反应和转化，通过化学物质的降解和转变，减少或消除有害物质，改善水质。
水体中的化学自净过程包括溶解氧的供应和消耗、水体中有机物的降解、光化学氧化反应等。
溶解氧的供应与消耗是影响水体自净的关键因素之一，溶解氧的供应主要来自于水中的植物的光合作用和大气的交换，溶解氧的消耗主要来自于有机物的降解和生物呼吸作用。
有机物的降解是水体自净的重要过程，通过微生物的分解作用，有机物质逐渐被分解为无机物质，减少水体中的污染物质。
光化学氧化反应是指太阳光照射水体中的有机物质，通过光解和氧化作用，使有机物质被降解和去除掉，从而改善水质。
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我国城市平均月降雨量分布
Month
我国降 雨量分 布
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染整环保工程
南水北调工程
分别从长江上
、中、下游调水
，以适应西北、 华北各地的发展 需要，
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2.水的循环 (Water cycle) 自然循环、社会循环
阴阳离子、一般有机 物等
有毒物
氧平衡指标
重金属、氰化物、多环 芳烃、农药等 DO、BOD、COD、TOD
生物性质测定
细菌总数、大肠杆菌数、病原微生物、病毒
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4、几种重要的水质指标
（1）浑浊度 （2）颜色、色度 （3）固体
（4）电导率与总含盐量 （5）碱度alkalinity （6）硬度hardness （7）水中溶解氧（DO） （8）化学需氧量（COD）和耗氧量（OC）
极不均衡
FORWARD
1.水的分布
淡水资源有限而且 时空分布上不均衡
地球蕴水总量约14亿Km3，地球表
面约有70%以上被水覆盖，所以
，地球素有水的行星之称。
地下水 冰雪水 湖泊水
1.71% 1.74% 0.013%
沼 泽 水 0.0008%
淡水 3.5%
河 水 0.0002% 大气水 0.001% 生 物 水 0.0001%
O2
需氧型污染-案例
氧浓度分布曲线 表层
河流
COD增加
河床
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富营养型污染 毒物型污染-案例 -案例
四川沱江污染造成鱼类大量死亡
藻类大量繁殖
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Ⅱ
物理性污染
http://io.uwinnipeg.ca/~simmons/ysesp/i mages/mvc-002f.jpg
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浊度计发出光线，使 之穿过一段样品，并 从与入射光呈90°的 方向上检测有多少光 被水中的颗粒物所散 射。这种散射光测量 方法称作散射法。
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Ⅰ
化学性污染
（1）无机污染物质：eg. 酸、碱、无机盐
（2）无机有毒物质：eg. 重金属、氰化物(电镀20-70ppm）
（3）有机有毒物质：eg. PAHs、农药
（4）需氧污染物质：eg. 碳水化合物、蛋白质、醇等
（5）植物营养物质（富营养化）：eg. N、P
（6）油类：eg. 矿物油、动植物油、原油
介水 传染 病流 行特 点
病例的分布与供水范围一致； 采取污染治理措施后，流行能迅速得到控制。
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水污染防治途径
法律、监督（防） 管理（清洁生产、源头治理 、排污收费） （管）
工程（高效、低耗）（治）
公众参与
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海水 96.5%
海水 淡水
•水资源缺乏 （人均仅世 界平均值的 期1／4）
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100
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90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Rainfall precipitation (mm)
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（4）比电导与总含盐量
电导率测量仪的测量 原理是将两块平行的 极板，放到被测溶液 中，在极板的两端加 上一定的电势（通常 为正弦波电压），然 后测量极板间流过的 电流。 电导率的基本单位是 西门子（S），原来 被称为姆欧，取电阻 单位欧姆倒数之意。
水循环（Hydrological cycle）
水循环的主要方式：蒸发和输运
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（2）社会循环
人类为了满足生活和生产的需要，要从各种天然水体中取用大量
的水。人体为了维持体内环境的稳定，每日需要补充一定的水。 在一般情况下，每人每日通过饮水和食物摄入的水量约在2-3升，
电导仪
电阻仪
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（4）比电导与总含盐量
水的电导率与其所含无机酸、碱、盐的量有一定关系。常用于推 测水中离子的总浓度或含盐量。也可以间接表示水中溶解性固体 的多少。 总含盐量(总矿化度)：水体中所含各种溶解性矿物盐类的总量
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Temperature probes
Some probe examples:
Temp probe
Temp probe
Temperature is always measured concurrently
with oxygen, pH, and conductivity because all of these parameters are temperature dependent.
分光光度法：将一定量的硫酸肼与6次甲基四胺聚合，生成 白色高分子聚合物，以此作为浊度标准溶液 。于680nm波 长处测定 。 目视法：浊光，比浊法：
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the most direct is some measure of
attenuation (that is, reduction in strength) of light as it passes through a sample column of water. The now little-used Jackson Candle method (units = Jackson Turbidity Unit or JTU) is essentially the inverse measure of the length of a column of water needed to completely obscure a candle viewed through it (Figure 33). The more water needed (the longer the water column), the clearer the water
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Ⅲ 生物性污染
生物性污染的危害
最常见 的疾病
引起介水传染病的暴发流行， 对人体健康造成危害。
医院污水 eg. SARs
包括霍乱、伤寒、痢疾、肝炎等肠道传染病及 血吸虫病、贾第虫病等寄生虫病。
一次污染可有爆发流行，时间在最短与最长潜伏期之间；
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【教学目标】 认识水体污染的严重性，掌握有
关水质指标知识，了解水质标准知识；了解废
水的成分与性质。通过学习让学生了解水处理 的基本概念性知识，重点掌握水体自净的相关 内容。 【教学重点】 水资源的分布、水的循环、水污
而全部的生活用水量需几十至几百升。各类生产部门的用水量也
很大，且日益增大。生活用水和工业用水，在使用后就会成为生 活污水和工业废水，经过处理后，最终又流入天然水体。这样水 在人类社会中也构成了一个循环体系。这个局部循环体系为社会 循环。 社会循环中形成的生活污水和各种工业废水是天然水体中最大的 污染来源。
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3.水污染
自然污染和人为(Man-made)污染
水体自净能力：一定程度下能自身调节和降低，其污染程度超过了水体
自净的能力而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特
性的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏
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第二节 水质指标和水质标准 一.水质指标Water quality indicators（重点）
1、概念
（1）水质：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 （2）水质指标：水中杂质的种类、成分和数量，判断水 质的具体衡量标准
2、杂质分类
悬浮物质
～10-3
胶体物质colloid
冷却水是水体热污染的主要来源。
（1）悬浮物质污染（2）热污染（3）放射性污染 热污染（thermal pollution）
水 体 水 温 增 加
（1）增加水中悬浮物的沉降速度 （2）加快水分蒸发
导致
（3）增加水中化学反应的速度 （ 4）降低水中溶解氧含量
（ 5）影响藻类生长
（ 6）影响鱼类
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（3）固体
水中固体（蒸发残渣）：一定温度下将水样蒸发至干时所残余的 固体物质总量；103～105℃时蒸发称“总固体” 总固体（mg/L）＝[（A-B)〓1000〓1000]/V
A-总残渣和蒸发皿质量,g；B－蒸发皿质量,g；V-水样体积,mL 。
溶解固体：过滤后，取滤液103～105 ℃烘干后质量 悬浮固体：过滤后，取滤渣103～105 ℃烘干后质量 挥发性固体(灼烧减重)：600 ℃蒸发干燥后固体失去的重量 固定性固体 ＝ 总固体 － 挥发性固体 溶解固体 ＋ 悬浮固体