水污染及其防治

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水体类型 湖泊 沼泽 土壤水 河川水 大气水
循环更替期 17年 年 5年 年 1年 年 16天 天 8天 天
水体的自净作用： 水体的自净作用： （1）物理净化： 经过扩散、 稀释、混合、沉降等过程， ）物理净化：经过扩散、稀释、混合、沉降等过程， 污染物浓度下降。 污染物浓度下降。 （2）化学净化：经过 ）化学净化： 氧化、还原、吸附、 氧化、还原、吸附、凝 聚等作用， 聚等作用，污染物浓度 下降。 下降。 （3）生物净化：水中 ）生物净化： 微生物的代谢作用， 微生物的代谢作用，使 有机物分解、 有机物分解、氧化并转 化为无害稳定的无机物。 化为无害稳定的无机物。
水体中的N、 等植物营养物的浓度超过一定数值时 等植物营养物的浓度超过一定数值时， 水体中的 、P等植物营养物的浓度超过一定数值时， 藻类迅速生长 使得藻类迅速生长，引起水中氧气大量减少， 使得藻类迅速生长，引起水中氧气大量减少，导致鱼虾等 水生生物死亡， 水生生物死亡，使水质恶化的污染现象
能量/营养 2 106CO2 + 16NO + HPO 4 + 122H 2O 能量 → 3
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3.1 水体的自净
水体类型 海洋 深层地下水 极地冰川 永久积雪高山冰川 永冻带底冰 生物水
污染物排入江河或其它水域后，经过扩散、 稀释、沉淀、氧化、受微生物的作用而分解 等，使水体可基本上或完全恢复到原来的状 态，这个过程称为水体自净。
地球各种水体的循环更替期
循环更替期 2500年 年 1400年 年 9700年 年 1600年 年 10000年 年 几小时
C106 H 263O110 N16 P + 138O2
（藻类原生质） 藻类原生质）
藻类是富营养化的主体！ 藻类是富营养化的主体！
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水体中的营养物质
含氮化合物（有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等） 含氮化合物（有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等） 含磷化合物
来源：雨水、农业排污、城市污水及其它。 来源：雨水、农业排污、城市污水及其它。
1385984
1.69 0.02 0.013 0.001 0.0009 0.0008 0.0002 0.0001 100
12780 85.4
0.95 0.006
105wenku.baidu.com0
30.06 0.86 0.26 0.017 0.037 0.033 0.006 0.003
1350955
100
35029
100
3
中国水资源
——2000年中国环境状况公报 2000年中国环境状况公报 2000 （2001年6月07日） 年 月 日
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2000年 全国工业和城市生活废水排放总量为415亿吨， 2000年，全国工业和城市生活废水排放总量为415亿吨，其 415亿吨 中工业废水排放量194亿吨，城市生活污水排放量221亿吨。废 中工业废水排放量194亿吨，城市生活污水排放量221亿吨。 194亿吨 221亿吨 水中化学需氧量（COD）排放总量1445万吨， 1445万吨 水中化学需氧量（COD）排放总量1445万吨，其中工业废水 COD排放量705万吨 生活污水中COD排放量740万吨。 排放量705万吨， COD排放量740万吨 中COD排放量705万吨，生活污水中COD排放量740万吨。 2000年 全国工业废水处理率（ 2000年，全国工业废水处理率（含县及县以上工业和重点 乡镇工业污染源） 94.7%，工业废水排放达标率为82.0% 82.0%； 乡镇工业污染源）为94.7%，工业废水排放达标率为82.0%；县 及县以上工业废水处理率和排放达标率分别为95.0% 82.1%。 95.0%和 及县以上工业废水处理率和排放达标率分别为95.0%和82.1%。 2000年，中国海域共记录到赤潮28起，比1999年增加了13起 2000年 中国海域共记录到赤潮28起 1999年增加了13起 28 年增加了13 累计面积1万多平方公里。其中，东海11 11起 累计面积7800 ，累计面积1万多平方公里。其中，东海11起，累计面积7800 多平方公里；渤海7 累计面积近2000平方公里，黄海4 2000平方公里 多平方公里；渤海7起，累计面积近2000平方公里，黄海4起， 累计面积800多平方公里；南海6 800多平方公里 累计面积近50平方公里。 50平方公里 累计面积800多平方公里；南海6起，累计面积近50平方公里。
第三章 水污染及其防治
1 水体环境概述 2 水质和水质标准 3 水体污染 4 水污染防治技术
1
1 水体环境概述
1.1 自然界水的分布
天然水的 存在形态
2
世界水资源 概况
地球水圈水储量分布
水储量 咸水 淡水 水资源分布特点： 水资源分布特点： 水 体 103 km 103 km3 % % % 地球上的水量极其丰富, 103 km3 地球上的水量极其丰富,但分布是十分不均匀的 3 大部分为咸水，淡水仅占总水量的2.53%。 1338000 96.54 1338000 99.04 海 大部分为咸水，淡水仅占总水量的2.53%。 洋 人类真正能直接使用的淡水只占总储量的0.35%！ 人类真正能直接使用的淡水只占总储量的0.35%！68.70 冰川与永久积雪 24064 1.74 24064 地下水 永冻层中冰 湖泊水 土壤水 大气水 沼泽水 河流水 生物水 总 计 23400 300.0 176.4 16.5 12.9 11.5 2.12 1.12
温度 臭和味 颜色 浊度 透明度 悬浮物（ ） 悬浮物（SS） 残渣
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非专一 性指标
电导率 ； pH 由于微生物作用， 由于微生物作用，有 氧化还原电位 机物被氧化达到稳定 碱度； 硬度 ； 碱度； 无机酸度 状态所需的氧的量， 状态所需的氧的量， 以每升水（ 氧 化 以每升水（所含的污 剂 用 化 学 铝； 铁； 锰 ； 铜； 染物）所消耗的氧的 锌；Cr O 硅 染物） ； )氧化水中的 (K2 钠 7 氧化水中的 2 有毒金属——常见的有铜、汞、铅局等 常见的有铜、 有毒金属 常见的有铜 毫克数来表示 有机污染物所需要消 有毒准金属——常见的有砷、硒等 常见的有砷、 有毒准金属 常见的有砷 ）。 （mg/L）。 耗的氧化剂的量 硫酸盐； 氯化物 ；氟化物 ；硫酸盐；硝酸盐 高温燃烧所需要 亚硝酸盐； 磷酸盐； 的氧量 亚硝酸盐； 氨 ；磷酸盐；氰化物 生化需氧量（ 生化需氧量（BOD）；化学需氧量（COD） ） 化学需氧量（ ） 高锰酸盐指数；总需氧量（ 高锰酸盐指数；总需氧量（TOD） ） 总有机碳（ 总有机碳（TOC）；酚类 ） 洗涤剂类 ；石油类 高温燃烧下，用 用 红外线来测定水 氧气（ ） 氧气（DO） 样中形成的CO2 样中形成的 二氧化碳 的多少
单位耕地面积 水量 (m3/100m2)
81.5 24.5 29.3 28.4 132.8 26.4 60.2 147.0 31.4
215170 24111 66536 27867 178169 13090 12662 126328 35294
5
我国水资源特点：
总量很大，人均很少 总量很大， 人均占有量约为世界人均水量的1 人均占有量约为世界人均水量的 1/4 ， 在世界排 110位 被联合国列为13个贫水国家之一 个贫水国家之一。 第110位，被联合国列为13个贫水国家之一。 降雨量分布不均 地理上从东南向西北递减，时间上70% 地理上从东南向西北递减，时间上70%降水集中 个月份， 在3、4个月份，与耕地搭配不均 水资源利用不当 围湖造田、 围湖造田、 水库修建不当、 水库修建不当、 用水浪费
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3.2 水体污染 是由于人类活动排放的污染物， 水体污染是由于人类活动排放的污染物，使水和 水体的物理、化学性质或生物群落组成发生变化， 水体的物理、化学性质或生物群落组成发生变化， 从而降低了水体使用价值的现象
自然因素
水体污染 来源
人为因素
工业排放的废水 生活污水 农田排水 降雨淋洗大气中的污染物 垃圾经降雨淋洗流人水体的污染物
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陆地水 占水圈质量的2.7%， 主要来自降水 ， 包括湖水 占水圈质量的 ， 主要来自降水， 河水、地下水等。 、河水、地下水等。 天然水中的溶存气体
溶解氧（ ） 溶解氧（DO）
CO2
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2 水质和水质标准
2.1 水质和水质指标 水质 水样中除水分子外所含杂质的种类和浓度 水质指标 物理指标
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生活饮用水水源水质标准
一级水源水：水质良好。地下水只需消毒处理， 一级水源水：水质良好。地下水只需消毒处理，地表水经 简易净化处理（如过滤）、消毒后即可供生活饮用者。 ）、消毒后即可供生活饮用者 简易净化处理（如过滤）、消毒后即可供生活饮用者。 二级水源水：水质受轻度污染。经常规净化处理（ 二级水源水：水质受轻度污染。经常规净化处理（如 絮凝、沉淀、过滤、消毒等），可供生活饮用者。 ），可供生活饮用者 絮凝、沉淀、过滤、消毒等），可供生活饮用者。
海水水质标准(GB 3097-1997) 海水水质标准 污水综合排放标准
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3 水体和水体污染
是包括水中溶解物质、悬浮物、底泥、 是包括水中溶解物质、悬浮物、底泥、水 生生物等。 生生物等。水与水体是两个紧密联系又有区别的 概念 。 简单地可以认为： 简单地可以认为：
水体
水 + 悬浮物 + 底质 = 水体
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湖水富营养化的程度
总磷含量是指水体中正磷酸盐、聚合磷酸盐、可水解磷酸盐 总磷含量是指水体中正磷酸盐、聚合磷酸盐、 及有机磷的总浓度 总氮含量是指水体中氨氮、亚硝酸盐氮、 总氮含量是指水体中氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮及有机氮 总和 叶绿素a 叶绿素a的含量实际上就是水体中绿色物质含量
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3.4 我国水污染形状 2000年中国七大重点流域地表水有机污染 2000年中国七大重点流域地表水有机污染 普遍，各流域干流有57.7%的断面满足Ⅲ 57.7%的断面满足 普遍，各流域干流有57.7%的断面满足Ⅲ类水 质要求，21.6%的断面为 类水质，6.9%的断 的断面为Ⅳ 质要求，21.6%的断面为Ⅳ类水质，6.9%的断 面属Ⅴ类水质，13.8%的断面属劣 类水质。 的断面属劣Ⅴ 面属Ⅴ类水质，13.8%的断面属劣Ⅴ类水质。 主要湖泊富营养化问题突出。 主要湖泊富营养化问题突出。
4
世界各主要国家人均和单位面积耕地占有水量
国 家 巴西 前苏联 加拿大 中国 印尼 美国 印度 日本
世界平 均 单位国土面积 产水量 (万m3/km2) 万
人口 （亿） 1.49 2.80 0.28 11.54 1.83 2.50 8.50 1.24 52.94
人均占有水量 (m3/人) 人 46808 19521 103607 2350 13825 9912 2464 4411 8840
放射性指标——总α、总β、铀、镭、钍等 放射性指标 、 、
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2.2 水质标准
地面水环境质量标准 根据使用目的和保护目标将地面水划分为五类： 根据使用目的和保护目标将地面水划分为五类： I 类主要适用于源头水、国家自然保护区； 类主要适用于源头水、国家自然保护区； II类主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵 类主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、 类主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区 鱼类保护区、鱼虾产卵场等； 鱼类保护区、鱼虾产卵场等； III类主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、 一 类主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、 类主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区 般鱼类保护区及游泳区； 般鱼类保护区及游泳区； IV类主要适用于一般工业用水区以及人体非直接接触的娱 类主要适用于一般工业用水区以及人体非直接接触的娱 乐用水区； 乐用水区； V类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域 类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域
6
1.2 水的结构和特性 水的结构
7
水的某些异常特性
8
液态水的结构模型
9
1.3 天然 水的组成
10
海水
海水中含量最多的 Cl- 、 Na+、 SO2-4 、 Mg2+、 Ca2+、 K+、HCO3-、Br-和 Sr2+9种，占海水被溶物总量的 种 99.91％。其中 ％ 其中: 阴离子含量顺序为 Cl->SO2-4>HCO3阳离子含量顺序为Na 阳离子含量顺序为 +>Mg2+>Ca2+.
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化学指标
无机物 指标 有机物 指标 溶解性 气体
细菌总数
生物指标
100个 小于 100个/ml 极其清洁 1000个 100 到 1000个/ml 清洁 1000个 大于 1000个/ml 不清洁 大于10000 10000个 大于10000个/ml 极不清洁 大肠菌群——水体被粪便污染程度的指标 水体被粪便污染程度的 藻类——水体营养状态指标 水体营养状态指标
水体污 染物种类 及危害
耗氧物质污染及危害
富营养化
植物营养物质污染及危害 石油污染及危害 难降解有机物污染及危害
赤潮
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3.3 水体的富营养化污染 富营养化的概念
标准： 标准：N 小于 0.2mg/l 正常 P 小于 0.02mg/l 正常 四种藻类：蓝绿藻类， 四种藻类：蓝绿藻类，绿藻 硅藻类，有色鞭毛虫。 类，硅藻类，有色鞭毛虫。
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酸、碱、盐等无机物污染及危害 重金属污 染及危害
会吸附沉淀富集于底泥； 会吸附沉淀富集于底泥 ； 会与其生 成络合物或螯合物， 价态不同， 成络合物或螯合物 ， 价态不同 ， 其 活性与毒性不同； 活性与毒性不同 ； 微量浓度即可产 生毒性， 生毒性 ， 会转化为毒性更强的有机 金属化合物， 可被生物富集， 金属化合物 ， 可被生物富集 ， 通过 食物链进入人体， 食物链进入人体，造成慢性路线