第三章 水体环境
合集下载
第三章 水环境评价
3、上海水质指数
上海地区水系水质调查组和华东师范大学地理系在对黄浦江评价 时提出了“有机污染综合评价值A：
BODi CODi NH 3 N i DOi A BOD0 CODi NH 3 N 0 DO0
下标带i的均为实测值；下标为0的均为标准值。 分级情况：
A ﹤0 0～1 1～2 2～3 3～4 ﹥4 污染程度（等级） 0 1 2 3 4 5 级别 良好 较好 一般 轻度污染 中度污染 严重污染 另外还有一些国外的评价系数。
K值(1/d) 0.001—0.05 0.05—0.30 0.3
②实验室模拟法(S----P方程)
C0 1 K ln t C
③经验系数 污染物类型 难氧化的化合物 一般氧化的化合物 易氧化的化合物
3、污染物在湖泊中的扩散（混合模型）
污染物进入湖中，扩散情况与河流不一样，一般湖中水的流速缓 慢，污染物在湖中停滞时间较长，如有的湖水停滞达5年之久 C/C0 1 0.5
式中：
O——河水（从排放口）向下游任意距离处 的溶解氧浓度（mg/l); Os——河水的饱和溶解氧浓度（mg/l); O0—— 河 水 与 污 水 混 合 后 的 溶 解 氧 浓 度 （mg/l); K2——复氧系数，l/d或l/s；
二、湖泊（水库）水体质量预测 (一) 湖泊（水库)的特征 (二)湖泊（水库）水体质量预测模式
式中：W—为湖泊水体的环境容量(mg, kg, t/d) △t—枯水期时段(d)一般可取60～90天 CN—为水环境质量标准浓度 C0—为初始浓度 V—湖泊的安全容积 k—湖泊中的污染物质的自然衰减系数(d-1) q—湖泊每天向外排出的污染物的量
环境学概论第三章水体环境
❖分散（扩散）作用：包含三种形式的扩散
分子扩散：质量通量正比于物质的浓度梯度
Ix
EM
c x
Iy
EM
c y
Iz
EM
c z
Ix、Iy、Iz：x、y、z方 向上污染物分子扩散 通量
EM：分子扩散系数 分子扩散是各向同性
湍流扩散：由湍流质点各种状态（流速、浓度、压 力）瞬时值相对于平均值随机脉动引起的分散现象。
O：河水中DO值； Os：饱和DO值
氧垂曲线—溶解氧沿河流运动的浓度变化曲线
是水体耗氧和复氧的综合反应，对评价水体污染具有重要意义。
在临界点DO浓度变化率为零，氧亏值最大
ddD tkdckaDc 0
极限氧亏：
Dc
kd ka
c ekdtc 0
极限溶解氧cc：耗氧速度等于复氧速度，氧垂曲线出 现临界点时DO浓度值。
通渭县冬 小麦因干 旱而枯死。
甘 肃 定 西 打 井 抗 旱 现 场
集雨灌溉工程
水土流失问题
甘 肃 会 宁 韩 集 水 土 流 失
引 起 的洮 水河 土上 流游 失甘
肃 岷 县 山 坡 耕 种
次生水环境问题
敦煌大泉河源头,条湖子泉林草退化(1997年6月)
中国西部沙漠化趋势严峻 宁夏沙坡头 （2000.7）
环保法的定义：排入水体污染物的含量超过了水 体的本底含量和水体的自净能力，而导致水体 物理、化学、生物等特性的改变，从而影响水 的使用功能，危害人体健康或者破坏生态环境， 造成水质恶化的现象。
水体污染源
自然污染源 特殊地质、地貌、矿藏、天然动
植物腐烂等，在地球化学循环中向水体释放有害物 质，属自然污染物的来源。
的含量增加，藻类和其它浮游生物迅速繁殖，水体 溶解氧量下降，使鱼类和其他生物大量死亡、水质 恶化的现象，是水体逐渐衰亡的标志。
环境学概论 第三章水体环境解读
3.水资源的特性（与其它自然资源相比）
A B C D 资源的循环性 储量的有限性 分布的不均衡性 利用的多用性
E
利害的两重性(图)
5
4.地球上局部存在水荒的原因
A B C 淡水在地球上的分布极不平衡 城市、工业区高度集中，耗水量大。 水污染严重，“水质型缺水” 突出。(图A) (图B)
二.天然水的水质 1.天然水化学成份的形成 2.天然水的化学组成 3.各种类型的天然水质 4.天然水体的自净作用
*放射性类
来源：核武器试验；原子能工业排放或泄漏 。 危害：主要通过α、β、γ等射线损害人体组织，并可在人
体内蓄积，促成贫血、白血球增生、恶性肿瘤等病
症，严重的可导致生命危险。
19
第二节
污染物在水体中的扩散
一. 污染物在水体中的运动特征
1.推流迁移：指污染物在水流作用下产生的迁移作用 此过程中污染物质总量不变，浓度也不变 2.分散作用：包含分子扩散、湍流扩散和弥散三个方面。 此过程中污染物质总量不变，但浓度减小 3.污染物的衰减和转化 进入水环境中的污染物可以分为两大类： 保守物质和非保守物质 此过程中污染物质总量与浓度均发生变化
1.有机物生物化学分解 ①水解反应：指复杂的有机物分子与水电离出的H＋或OH－
结合生成较简单化合物的反应。
②氧化反应：包括脱氢作用和脱羧作用两类 2.耗氧有机物的生物降解
代表性有机物：碳水化合物；脂肪和油类；蛋白质 (1)碳水化合物
25
(2)脂肪和油类
(3)蛋白质
26
需氧有机物降解的共同规律是：首先在细胞体外发生水解， 然后在细胞内部继续水解和氧化。降解的后期产物都是生成各 种有机酸，在有氧条件下，可以继续分解，其最终产物是CO2、 H2O及NO3－等；在缺氧条件下则进行反硝化、酸性发酵等过程， 其最终产物除CO2、H2O外，还有NH3、有机酸、醇等。 2.耗氧有机物降解与溶解氧的平衡 在污染河流中耗氧作用和复氧作用影响着水中溶解氧的含量 耗氧作用：指有机物分解和有机体呼吸时耗氧，使水中溶解
第三章水环境化学
总含盐量(TDS)：
TDS=[K++Na++Ca2++Mg2+]+[HCO3-+NO3-+Cl-+SO42-
2、天然水的性质
(Characteristic of Natural Waters) （1）碳酸平衡(Balance of H2CO3) 水体中存在四种化合态：
CO2、CO32-、HCO3-、H2CO3
第三章 水环境化学
(Water Environmental Chemistry)
本章重点
1、无机污染物在水体中进行沉淀-溶解、氧化-还原、 配合作用、吸附-解吸、絮凝-沉淀的基本原理;
2、计算水体中金属存在形态;
3、pE计算;
4、有机污染物在水体中的迁移转化过程和分配系数、 挥发速率、水解速率、光解速率和生物降解速率的 计算方法。
农药
有机氯 有机磷
多氯联苯 (PCBS) 卤代脂肪烃 醚
单环芳香族化合物 苯酚类和甲酚类 酞酸酯类 多环芳烃（PAH) 亚硝胺和其他化合物
2、金属污染物 (Metal Pollutant)
Cd、 Hg、 Pb、 As、 Cr、 Cu、 Zn、 Tl、 Ni、 Be
第二节 水中无机污染物的迁移转化
强酸 弱酸 强酸弱碱盐
总酸度= [H+]+ [ HCO3-] +2[H2CO3*] - [ OH-] CO2酸度= [H+]+ [H2CO3*] - [CO32-] - [ OH-] 无机酸度= [H+]- [ HCO3-]-2 [CO32-] - [ OH-]
二、水中污染物的分布及存在形态
1、有机污染物 (Organic Pollutant)
TDS=[K++Na++Ca2++Mg2+]+[HCO3-+NO3-+Cl-+SO42-
2、天然水的性质
(Characteristic of Natural Waters) （1）碳酸平衡(Balance of H2CO3) 水体中存在四种化合态：
CO2、CO32-、HCO3-、H2CO3
第三章 水环境化学
(Water Environmental Chemistry)
本章重点
1、无机污染物在水体中进行沉淀-溶解、氧化-还原、 配合作用、吸附-解吸、絮凝-沉淀的基本原理;
2、计算水体中金属存在形态;
3、pE计算;
4、有机污染物在水体中的迁移转化过程和分配系数、 挥发速率、水解速率、光解速率和生物降解速率的 计算方法。
农药
有机氯 有机磷
多氯联苯 (PCBS) 卤代脂肪烃 醚
单环芳香族化合物 苯酚类和甲酚类 酞酸酯类 多环芳烃（PAH) 亚硝胺和其他化合物
2、金属污染物 (Metal Pollutant)
Cd、 Hg、 Pb、 As、 Cr、 Cu、 Zn、 Tl、 Ni、 Be
第二节 水中无机污染物的迁移转化
强酸 弱酸 强酸弱碱盐
总酸度= [H+]+ [ HCO3-] +2[H2CO3*] - [ OH-] CO2酸度= [H+]+ [H2CO3*] - [CO32-] - [ OH-] 无机酸度= [H+]- [ HCO3-]-2 [CO32-] - [ OH-]
二、水中污染物的分布及存在形态
1、有机污染物 (Organic Pollutant)
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
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。
第三章 水体环境
2、物理污染物
（1）悬浮物质 ）
来源
工业废水、 工业废水、生活污水
水体浑浊，透明度下降， 危害 水体浑浊，透明度下降，降 低水生植物的光合作用 淤塞河流、 淤塞河流、湖泊等水体的河道 可形成复合污染物
（2）放射性物质（U） ）放射性物质（ ）
来源
核工业部门、 核工业部门、医院污水
危害
水生生物的数量和质量下降
来源
危害
四、水体污染特征
河流污染 湖泊（水库） 湖泊（水库）污染 地下水污染 海洋污染
1、河流污染
特点： 特点： ■污染物扩散快 ■污染程度随径流量变化 ■污染影响大
2、湖泊（水库）污染 湖泊（水库）
特点： 特点： ■污染稀释和搬运能力弱
我国主要湖泊富营养化状况：75％ 我国主要湖泊富营养化状况 ： 75 ％ 的湖泊出现不同程度的 富营养化。 富营养化。
■污染扩散范围大
海洋占地球表面的71% 总面积约3 亿平方公里。海洋孕育了生命， 海洋占地球表面的71%，总面积约3.6亿平方公里。海洋孕育了生命，它是 71 地球上最大的“宝库” 地球上最大的“宝库”。 人类已从北冰洋和南极洲捕获的鲸鱼体内分别检出了0 mg/kg和 如 人类已从北冰洋和南极洲捕获的鲸鱼体内分别检出了 0.2 mg/kg 和 mg/kg的多氯联苯 的多氯联苯。 0.5mg/kg的多氯联苯。
1．河流完全混合模式(零维模式) 河流完全混合模式(零维模式)
C = (CPQP+ChQh )/(QP +Qh )
C——污水与河水混合后的浓度，mg/L； 污水与河水混合后的浓度， 污水与河水混合后的浓度 ； CP——废水排放浓度，mg/L； 废水排放浓度， 废水排放浓度 ； QP——废水流量，m3/s； 废水流量， 废水流量 ； Ch——排污口上游河水中某污染物的浓度；mg/L； 排污口上游河水中某污染物的浓度； 排污口上游河水中某污染物的浓度 ； Qh——排污口上游河水流量，m3/s； 排污口上游河水流量， 排污口上游河水流量 ；
第3章水体环境
• 自然污染源
• 人为污染源：按人类活动方式：工业、农业、生活 污染源
按排放污染物空间分布方式，可分为点源 和非
点源。
第3章水体环境
第3章水体环境
第3章水体环境
3 污染源的特点
工业污染源：
• SS（固体悬浮物）含量高，100~3000mg/L左右 • COD可达400~1000mg/L，BOD可达200~5000mg/L • 酸碱度变化大，pH在2~13之间 • 温度高达40℃以上可造成热污染 • 易燃，含低沸点的挥发性液体，易酿成水面火灾 • 含多种多样有毒有害成分：酚、氰、油、农药、多环 芳烃、染料、重金属(Hg、Cr、Cd、As等)，放射性等
第3章水体环境
第3章水体环境
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 共同点：都是由于水体中N、P富集，引起水体DO下降、恶化； 不同点：天然富营养化是湖泊水体生长、发育、老化、消亡整 个生命史中必须过程，经历时间漫长，需以地质年代或世纪来 描述，人为富营养化因人类排放含有N、P的工农业生活污水所 致，演化速度极快，短时间内可使湖泊由贫变富。
• 有机无毒物质：需氧有机物：蛋白质、氨基酸等；
• 有机有毒物质：易分解：酚、苯、醛、有机磷；难分解：有机 氯、多环芳烃、多氯联苯；致臭物、致色物等
⑵ 生物污染物：
• 细菌、病毒、原生动物、原生蠕虫
⑶ 放射性物质：
• 天然放射性物质
• 人工放射性物质
（4）热污染
第3章水体环境
水体环境ppt课件
输过程。
3.水循环是海陆间的主要纽带。
4.水循环不断塑造地表形态。
5.由于存在水循环，水才能周而复始的被重新利用，成为可再生资源。
.
4
天然水的组成
• （一）主要离子组成 K+、 Na+、 Ca2+、 Mg2+、 HCO3-、 NO3-、 Cl-和 SO42- 为天然水中常见的八大离子， 占天然水中离子总量的 95%-99% 。
.
3
水循环类型与意义
• 大循环 发生在全球海洋与陆地间的水交换过程。
• 小循环 海洋与大气之间，或陆地与大气之间的水交换过程。
意义
1.水循环不仅将地球上的各种水体组合成连续，统一的水圈，而且在循
环过程中渗入大气圈岩石圈与生物圈，将地球上的四大圈层联系在一起，
形成相互联系相互制约的统一整体。
2.地球上的水循环是巨大的物质和能量流动，是具有全球意义的能量传
酸度（ Acidity ）是指水中能与强碱发生中和作用的全部物质，亦即放出 H+或经过水解能产生 H + 的物质的总量。组成水中酸度的物质也可归纳为三类：①强酸，如 HCl、 H2SO4、 HNO3等；②弱酸， 如 CO2、 H2CO3、 H2S、蛋白质以及各种有机酸类；③强酸弱碱盐，如 FeCl3、 Al2(SO4)3等。
• （五）胶体 SiO2·nH2O 、 Fe(OH)2·nH2O 、 Al2O3·nH2O 以及腐殖质等。
• （六）悬浮物质
铝硅酸盐颗粒、砂粒、粘土、细菌、藻类及原生动物等。
.
5
天然水的性质
• （一）碳酸平衡 CO2在水中形成酸，可与岩石中的碱性物质发生反应 ， 并可通过沉淀反应变为沉积物而从水中除去。 在水和生物体之间的生物化学交换中， CO2占有独特的地位，溶解的碳酸盐化合态与岩石圈、大气圈 进行均相、多相的酸碱反应和交换反应，对于调节Leabharlann 然水的 pH 和组成起着重要作用。
第三章 水环境化学
pKc1
pKc2
结论：
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ pH<<pKc1 pH=pKc1 pH=pKc2 pH>>pKc2 pH=1/2(pKc1+pkc2) H2CO3* αH2CO3*=αHCO3αHCO3-=αCO32CO32HCO3-
3：开放碳酸体系
= -21.6 + 2pH
由以上方程式作lgc—pH图可看出
3. 碱度的测定：
（原理: 中和滴定法，根据消耗的酸量求出）
c V 1000 碱度（mmol/L ） Vs 单位：mmol[H ]/L
式中：Vs——水样体积）(mL) c——HCl浓度（mol/L) V——HCl体积（mL）
思考：碱度和碱性的区别
例如:若一个天然水的pH为7.0，碱度为1.4mmo1/l， 求需加多少酸才能把水体的pH降低到6.0。
二、水体中的污染物
病原体污染物
耗氧污染物 植物营养物 石油类污染物 放射性物质
酸、碱、盐无机污染物
热污染
有毒污染物
(1)重金属
(2)无机阴离子 (3)有机农药、多氯联苯 (4)致癌物质 (5)一般有机物质
三、水体中的污染物的运动过程
大气降落物 污水排入
1.稀释、扩散过程
3.转化过程
溶解在天然水中的物质
1、主要离子 主要阳离子有: Ca2+、Mg2+、Na+、K+。 主要阴离子有： Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-。 这八种离子可占水中溶解固体总量的95%～99%以上。 陆地水中下列成分的含量顺序一般为： HCO3- ＞SO42- ＞Cl-，Ca2+ ＞Na+ ＞Mg2+ 海水中相应的含量顺序为： Cl- ＞SO42- ＞HCO3-，Na+ ＞Mg2+ ＞Ca2+。
水体环境
第一节 水环境概论
2、水资源特性
维护生态平衡和环境的基本要素 • 经济上的两重性 • 利用的多样性 • 时空分配上的可变性 • 补给上的循环性 • 不可替代的自然资源
3 我国水资源的特点
近一个世纪以来,由于社会生产力的发展和全球人口急剧 增长,全球范围内的水消耗量不断上升,至今,全世界的淡水 使用量已达到50年前的4倍.目前,水资源严重缺乏已成为当 今最突出的全球性环境问题之一. 1977年,联合国水问题大会指出:石油危机之后的下一个危 机便是水.联合国环境规划署认为:水荒可能会类似于20世纪 70年代石油危机一样,预言,未来战争很可能由于水而引起. 我国的淡水资源总量并不算少, 全球排第六位,但是人口太多,人均 占有量排世界第88位,约为世界人均 水平的1/5-1/4,且时空分布高度不 均,是世界13个贫水国家之一。
2、天然水的成分 影响天然水化学成分的因素： （1）岩石； （2）土壤； （3）有机物； （4）气候；
（5）水文动态
2、天然水的成分
1、溶解气体：主要气体－氮气、氧气、二氧化碳、 硫化氢微量气体－甲烷、氢气、氦气 2、主要离子：阴离子－氯离子、硫酸根离子、碳酸根离子 阳离子－钾离子、钠离子、钙离子等
11
据统计，全国低于日均10升或15升的严重缺水区人口已 达到4700万。600多个城市中有300多缺水，其中200多个城 市被列为水资源匮乏城市，40多个城市被列为水荒城市。
据水利部门调查分析：我国北方缺水区总面积已达58 万多平方千米，包括京、津、冀、晋、豫北、胶东和辽中南 地区。
与此同时，人类活动所造 成的水体污染，更加重了水危 机的忧患。
降水普遍显酸性
较其它水质，降水的矿化度最低，对于各种可溶性盐类远未饱和。降 水具有是各种元素进入水中的能力。
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。
环境学概论水体环境
生2）成增一加般水中无的机一盐般类无，机所盐类以和酸水和的碱硬的度污染也必然伴
随8/7/着2019无机盐类的污染。
返回
37
第一节 水体环境概述
①重金属污染物的来源及其危害：
重金属的概念
水体1重）中大金重于属5金的的比金属重属的大有来于455源种者左（右也，有大人于认4为的大约于可4举者出）6为0种重。金属。比
第一节 水体环境概述
水体污染物种类： （水二 体分） 常类水 用体 的污 有特染机性的物主污要染污指染标物：：代表（性P7污2－染7物6）
12（化（化骨..物化12度物症））理学①②③④。（、无无方方剧损总无有化 生 总机机面面毒害机机有无有学 化 需：物肾物机毒毒（耗 需 氧质脏1物物碳氧 氧 量）））质质颜量量量（、。无有无有：色：（氟（（T毒毒毒毒（酸重O化T2CB、）金OD物OO浊碱）C属D（D度及）酸质重氰需蛋酚药（：））浓（一、（金化氧白类～：约3：度：）般碱N属物污质化六有超温、的及（、染等合六2过度0P无一H硫物）物六多（1等g机m般化（、、4种、））g盐无物碳石狄金／悬C类机、水油氏d属浮L、。盐氟化类剂固－可P体增、化合、、氟致b（加植物物有艾、斑癌5水物等、机氏）A牙）放s体营脂氯剂、等、射矿养肪农氟）氰性物、
1.工业废水：成分极其复杂，污染物含量变化
也很大。
2.生活污水：生活污水中杂质很多，但其总量
只占0.1－1％，其余都是水分。杂质的浓度与 用水量多少有关。pH约为7.2－7.8。
3.农（1业）退含水无机：物农的作废物水栽，培包、括冶牲金畜、饲建养材、、食化品工无加
工等机过酸碱程生中产排的出废的水污等水； 和液态废物称为农业退
水体污染物－－主要污染物的来源和危害
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。
第三章环境学概论水体环境
（二）水体污染的主要污染物 （P72－76） 2.化学方面 （2）无机有毒物质 ：重金属（约有20多
种金属可致癌 ）、氰化物（剧毒物质）、氟 化物（浓度超过1mg／ L－氟斑牙、氟骨症、 损害肾脏）。
水体污染物－－主要污染物的来源和危害
① 重金属污染物的来源及其危害
12/15/2019
32
第一节 水体环境概述
（三）水体自净作用：
河流的自净作污染用物：质进入天然水体后，通过
水体的自净一指系作河列用水物的中理类的、型污化：染学物和质生浓物度因在素河的水共
河流自净作同向1）作下用物用游的理， 流主净使动要化水中表：中的现污污自：染染然物物降因质低稀的现释浓象、度。扩降散、沉
重金在 属 量 毫 的浓2金31）））范度属自含小克重主属在2围范周重然量于／）金要。污天大围期金水环均升0属指然约在.染体表属境很，0水是在0汞0中.中为水中的低钴n10构、的—1毫只原有—各，为成镉体某1克要00子毒部汞0些毫.地、有／.0的序金重克0分的0壳铅微1升 0数属金／毫危均含4量的、，3属升克大。重存量毫物铬害可之在／金于在介克质，在间升河属钙着于／，微，以以即流（本生0升毒上在及可和.2物性；底0，产自类0淡n作较）生含镍—然金水用强毒者量为0界属下的湖.性，，00分转金砷中效0.即在n0化属布等应铜毫0为如从正1非，生的克毫毒汞抗常一常物含／克性、般（的广毒更镉量升／重2天泛强性等平之升金1）然的产。显属均间。金生起水重产著为，属毒为中生金的铬0化性毒重金.属重合的含0性2
第一节 水体环境概述
（二）水体污染的主要污染物 （P72－76）
2.化学方面
（2）无机有毒物质
② 氰化物（剧毒物质）
③ 氟化物（浓度超过1mg／ L－氟斑
种金属可致癌 ）、氰化物（剧毒物质）、氟 化物（浓度超过1mg／ L－氟斑牙、氟骨症、 损害肾脏）。
水体污染物－－主要污染物的来源和危害
① 重金属污染物的来源及其危害
12/15/2019
32
第一节 水体环境概述
（三）水体自净作用：
河流的自净作污染用物：质进入天然水体后，通过
水体的自净一指系作河列用水物的中理类的、型污化：染学物和质生浓物度因在素河的水共
河流自净作同向1）作下用物用游的理， 流主净使动要化水中表：中的现污污自：染染然物物降因质低稀的现释浓象、度。扩降散、沉
重金在 属 量 毫 的浓2金31）））范度属自含小克重主属在2围范周重然量于／）金要。污天大围期金水环均升0属指然约在.染体表属境很，0水是在0汞0中.中为水中的低钴n10构、的—1毫只原有—各，为成镉体某1克要00子毒部汞0些毫.地、有／.0的序金重克0分的0壳铅微1升 0数属金／毫危均含4量的、，3属升克大。重存量毫物铬害可之在／金于在介克质，在间升河属钙着于／，微，以以即流（本生0升毒上在及可和.2物性；底0，产自类0淡n作较）生含镍—然金水用强毒者量为0界属下的湖.性，，00分转金砷中效0.即在n0化属布等应铜毫0为如从正1非，生的克毫毒汞抗常一常物含／克性、般（的广毒更镉量升／重2天泛强性等平之升金1）然的产。显属均间。金生起水重产著为，属毒为中生金的铬0化性毒重金.属重合的含0性2
第一节 水体环境概述
（二）水体污染的主要污染物 （P72－76）
2.化学方面
（2）无机有毒物质
② 氰化物（剧毒物质）
③ 氟化物（浓度超过1mg／ L－氟斑
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2、河水 溶解氧在一般情况下是呈饱和状态的 含盐量一般在 100—200mg／L左右，我 国河流平均含盐量估计为166mg／L 河水的化学成分受多种因素的影响：
（1）受河流集水面积内被侵蚀的岩石性质的影响； （2）受河流的流动过程中补给水源成分的影响； （3）受流域面积地区的气候条件的影响； （4）受生物活动的影响。 （5）局部河段受人类活动的影响明显，造成河流水质污染。
中国科学院地理所分析全国地表水受“五毒”污 染的状况指出，酚占到第一位，其顺序为：酚＞ 氰＞汞＞砷＞铬。 • 影响水产品的产量和质量：水中含酚0.1— 0.2ppm时，鱼肉就有酚的臭味，通常食鱼时感 到鱼肉有一种类似汽油的异味，就是酚污染的 结果。
• 对人体健康的危害：酚类化合物与细胞原浆中
的蛋白质发生化学反应，形成不溶性蛋白质，
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。特别是 TOC和TOD与BOD之间，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。
• 将所能分解的有机物全部分解往往需要20天以 上，并与环境温度有关。
•目前水质标准采用在20℃下分解5天所需耗用的 氧量，以BOD5表示，它通常是BOD总的70%左右
BOD比COD： • BOD在一般情况下能较准确的反映水污染情况， 但受到时间和废水性质的限制 • COD的测定不受废水条件的限制，并能在2—3 小时内完成。但不能区分可被生物氧化的和难 以被生物氧化的有机物,不能表示出微生物所 能氧化的有机物量 • 采用BOD作为有机物污染程度的指标较为合适， 在水质条件限制不能测定BOD时，可用COD代替。 • 水质相对稳定条件下，COD与BOD之间有一定关 系：COD(Cr)＞BOD5＞COD(Mn)。
④ 多氯联苯（PCB）：多氯联苯是联苯上的氢被 氯置换后生成物的总称。在环境中不易降解， 其进入生物体内也相当稳定，一旦侵入肌体就 不易排泄，而易聚集在脂肪组织、肝和脑中， 引起皮肤和肝脏损害 ⑤ 洗涤剂： • 当水体中含洗涤剂达到0.5mg／L时，水面上将 浮起一层泡沫，破坏自然景观，影响着大气中 的氧向水中溶解交换 • 洗涤剂中均含有以磷酸盐为主的增净剂，因而 可导致水体的富营养化 • 洗涤剂中的表面活性剂会使水生动物的感官功 能减退，甚至丧失觅食或避开有毒物质的能力
生活污水（不含厕所排水）水质指标一般在以下范围内： • 毒性较小，进入河流后主要形成有机污
COD染 Cr=250—300mg/L；BOD5=200—250mg/L SS=200—300mg/L ；LAS(合成洗涤剂）=4-8mg/L
pH值=7.5—9.0
• 新华网北京2004年７月６日电（记者秦杰 、邹声文）据国家环保总局透露，目前在 我国６６０个城市中，尚有６１.５％的城 市没有污水处理厂，大量生活污水直接排 放，造成越来越严重的环境污染问题。
固体物质的溶解和沉淀 酸碱反应 水化学平衡体系中离子成分与气相间的平衡 氧化—还原反应 固体物质与水中离子成分之间的交换反应 有机物的矿化作用 生物化学作用
第三章 水体环境
（三）各种类型的天然水质
表
区域 大气 海洋 浅层 最深层 世界范围海洋平均 100~150 年 30000~40000 年 3000 年
第三章 水体环境
第一节 水体环境概述 第二节 污染物在水中的扩散 第三节 污染物在水中的转化
第四节 水环境污染的控制及管理
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章
（二）水循环
• 地球表面的水在太阳辐射能和地心引力的相互 作用下，水分通过蒸发、降水、渗透及径流不 断循环往复的过程。
输送：
4.7 104 km3
第三章 水体环境
二、天然水水质
（一）天然水的化学组成
主要气体：N2、O2、CO2 溶解气体
微量气体： H2、CH4、 H2S
_ 2 _
主要离子：Cl 、SO2 、 HCO3 、CO3 、Na+ 、 Ca2+ 、 Mg2+
2
_
_
溶解物质
生物生成物：NO3 、NO2 、 H2PO4 、 HPO42 、 PO43 、 Fe2+ 、 Fe3+ 微量离子： Br 、I 、 F 、 Ni 、 Ti 、 V 、 Ba、Rn等
工业
生活 合计
240.2， 44.7% 296.6， 55.3% 536.8
3．农业退水
• 农作物栽培、牲畜饲养、食品加工等过程中排 出的污水和液态废物称为农业退水。
非点源污染 土壤侵蚀 大多数农业污染物是由于土壤侵蚀 所造成的沉积物,其中携带着所吸收的各种化 学物质 氮和磷含量高 主要来自施肥或动物饲养 农药
• 水中溶解性气体发生显著变化 • 水中化学生化反应速率上升 • 生物种群、群落变化：如20℃硅藻；30℃绿藻； 35℃蓝藻
（4）悬浮固体：胶体或细小的悬浮固体 （5）放射性：放射性废物释放的α-射线、 β射线等
2．化学方面：
（1）无机无毒物质：指排入水体中的酸、碱及 一般的无机盐类。 进入水体后，使淡水的矿化度增高，影响各种 用水水质。 （2）无机有毒物质 ① 重金属：在水体中不能为微生物所降解，通 过食物链的富集进入人体，对人体危害很大 ② 氰化物：氰化物是指含有氰基（CN-）的化合 物，它是剧毒物质。 ③ 氟化物：
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： 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 • 成分复杂、含量变化大、毒性强、净化处 理困难 • 各工业部门排放的工业废水有较大的差异
第三章 水体环境
2．生活污水
日常生活中产生的各种污水混合液，包 括厨房、洗涤室、浴室、集体单位公用 事业排出的污水 • 含氮、磷、硫高，成分主要为纤维素、 淀粉、糖、蛋白、脂肪、尿素等。
第三章 水体环境
蒸发：
5.77 10 km
5
3
{ { {
海面占87.5% 5.05 105 km3 陆地水面、土面蒸发和植物的 蒸腾占12.5% 0.72 105 km3 降到海面 4.58 10 km
5 3
降水：
5.77 105 km3
降到陆地 1.19 105 km3 海面—陆地（水气输送） 4.7 104 km3 陆地—海面（径流）
在农业生产方面，喷撒农药及施用化肥，一般只有少量 （10—20％）附着或施用于农作物上，其余绝大部分（80— 90％）残留在土壤和飘浮在大气中，通过降雨、沉降和径 流的冲刷而进入地表水或地下水，造成污染。
（二）水体污染的主要污染物
1．物理方面： （1）颜色：工业废水污染
（2）浊度：主要由胶体或细小的悬浮物所 引起 （3）温度：工业冷却水引起，可形成热污 染
• 排入水中的污染物超过了水体的自净能力 • 污染物积累，其含量超过一定标准 • 水质恶化、水体原有用途受到影响
第三章 水体环境
（三）水体的自净作用
1、定义：
广义：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，过一段时间后恢复到受污染前的状态。 狭义：水体中微生物氧化分解有机污染 物物而使水质净化的作用
地下水体（深、浅）
区别水质与水体：
水质：水相的质量 水体：包含了水域中的水、固相物质、水生生物、 底泥等，是指地表被水覆盖的自然综合体。
（二）水体污染
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 降低了水体的使用价值和使用功能的现象， 被称作为水体污染。
_ _ _
_
_
_
_
_
地球上的水
有机胶体：腐殖质胶体
胶体物质
无机胶体： SiO2、 Fe(HO)3 、 Al(HO)3 细菌 藻类及原生动物 悬浮物质 泥土、粘土
其它不溶物质
第三章 水体环境
（二）天然水的化学成分的形成
1、决定因素： 与水接触的物质的成分和溶解度
取决于作用条件
第三章 水体环境
2、作用形式：
• 环保总局有关调查报告显示，近年来，城
市生活污水排放量以年均５％的速度递增， 并在1999年首次超过工业污水排放量，占到 全国污水排放总量的52.9％。2003年，占总 量的53.8％。
2006年全国废水排放情况
总量 (亿吨) 主要污染物(万吨) COD 541.5， 37.9% 886.7， 62.1% 1428.2 氨氮 42.5， 30.0% 98.8， 70.0% 141.3
第三章 水体环境
4、地下水
悬浮杂质少，水清澈透明，有机物和细菌的合量极少 矿化度较高。 地下水与大气接触有很大局限，仅限于表层，若交替缓慢 容易形成还原环境。
三、水体概念及水体污染
（一）水体的概念 • 以相对稳定的陆地为边界的天然水域
海洋水体 陆地水体 流动：江河、溪流
地表水体
静止：湖泊、水库、塘堰
水在不同储层中的滞留时间
平均滞留时间 9~10 天 区域 大陆 河川 湖泊 冰冠和冰川 深地下水 浅地下水 2~3 周 10~100 年 10000~15000 年 几千年 几百年 平均滞留时间
第三章 水体环境
1、大气降水 杂质较少而矿化度很低（雨水的含盐量一般 从每升数毫克到30—50毫克） 溶解的气体接近饱和 雨水的pH值一般在5.6—7.0 范围内（未受 污染时）
（4）有机有毒物质
① 酚类化合物
（1）受河流集水面积内被侵蚀的岩石性质的影响； （2）受河流的流动过程中补给水源成分的影响； （3）受流域面积地区的气候条件的影响； （4）受生物活动的影响。 （5）局部河段受人类活动的影响明显，造成河流水质污染。
中国科学院地理所分析全国地表水受“五毒”污 染的状况指出，酚占到第一位，其顺序为：酚＞ 氰＞汞＞砷＞铬。 • 影响水产品的产量和质量：水中含酚0.1— 0.2ppm时，鱼肉就有酚的臭味，通常食鱼时感 到鱼肉有一种类似汽油的异味，就是酚污染的 结果。
• 对人体健康的危害：酚类化合物与细胞原浆中
的蛋白质发生化学反应，形成不溶性蛋白质，
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。特别是 TOC和TOD与BOD之间，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。
• 将所能分解的有机物全部分解往往需要20天以 上，并与环境温度有关。
•目前水质标准采用在20℃下分解5天所需耗用的 氧量，以BOD5表示，它通常是BOD总的70%左右
BOD比COD： • BOD在一般情况下能较准确的反映水污染情况， 但受到时间和废水性质的限制 • COD的测定不受废水条件的限制，并能在2—3 小时内完成。但不能区分可被生物氧化的和难 以被生物氧化的有机物,不能表示出微生物所 能氧化的有机物量 • 采用BOD作为有机物污染程度的指标较为合适， 在水质条件限制不能测定BOD时，可用COD代替。 • 水质相对稳定条件下，COD与BOD之间有一定关 系：COD(Cr)＞BOD5＞COD(Mn)。
④ 多氯联苯（PCB）：多氯联苯是联苯上的氢被 氯置换后生成物的总称。在环境中不易降解， 其进入生物体内也相当稳定，一旦侵入肌体就 不易排泄，而易聚集在脂肪组织、肝和脑中， 引起皮肤和肝脏损害 ⑤ 洗涤剂： • 当水体中含洗涤剂达到0.5mg／L时，水面上将 浮起一层泡沫，破坏自然景观，影响着大气中 的氧向水中溶解交换 • 洗涤剂中均含有以磷酸盐为主的增净剂，因而 可导致水体的富营养化 • 洗涤剂中的表面活性剂会使水生动物的感官功 能减退，甚至丧失觅食或避开有毒物质的能力
生活污水（不含厕所排水）水质指标一般在以下范围内： • 毒性较小，进入河流后主要形成有机污
COD染 Cr=250—300mg/L；BOD5=200—250mg/L SS=200—300mg/L ；LAS(合成洗涤剂）=4-8mg/L
pH值=7.5—9.0
• 新华网北京2004年７月６日电（记者秦杰 、邹声文）据国家环保总局透露，目前在 我国６６０个城市中，尚有６１.５％的城 市没有污水处理厂，大量生活污水直接排 放，造成越来越严重的环境污染问题。
固体物质的溶解和沉淀 酸碱反应 水化学平衡体系中离子成分与气相间的平衡 氧化—还原反应 固体物质与水中离子成分之间的交换反应 有机物的矿化作用 生物化学作用
第三章 水体环境
（三）各种类型的天然水质
表
区域 大气 海洋 浅层 最深层 世界范围海洋平均 100~150 年 30000~40000 年 3000 年
第三章 水体环境
第一节 水体环境概述 第二节 污染物在水中的扩散 第三节 污染物在水中的转化
第四节 水环境污染的控制及管理
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章
（二）水循环
• 地球表面的水在太阳辐射能和地心引力的相互 作用下，水分通过蒸发、降水、渗透及径流不 断循环往复的过程。
输送：
4.7 104 km3
第三章 水体环境
二、天然水水质
（一）天然水的化学组成
主要气体：N2、O2、CO2 溶解气体
微量气体： H2、CH4、 H2S
_ 2 _
主要离子：Cl 、SO2 、 HCO3 、CO3 、Na+ 、 Ca2+ 、 Mg2+
2
_
_
溶解物质
生物生成物：NO3 、NO2 、 H2PO4 、 HPO42 、 PO43 、 Fe2+ 、 Fe3+ 微量离子： Br 、I 、 F 、 Ni 、 Ti 、 V 、 Ba、Rn等
工业
生活 合计
240.2， 44.7% 296.6， 55.3% 536.8
3．农业退水
• 农作物栽培、牲畜饲养、食品加工等过程中排 出的污水和液态废物称为农业退水。
非点源污染 土壤侵蚀 大多数农业污染物是由于土壤侵蚀 所造成的沉积物,其中携带着所吸收的各种化 学物质 氮和磷含量高 主要来自施肥或动物饲养 农药
• 水中溶解性气体发生显著变化 • 水中化学生化反应速率上升 • 生物种群、群落变化：如20℃硅藻；30℃绿藻； 35℃蓝藻
（4）悬浮固体：胶体或细小的悬浮固体 （5）放射性：放射性废物释放的α-射线、 β射线等
2．化学方面：
（1）无机无毒物质：指排入水体中的酸、碱及 一般的无机盐类。 进入水体后，使淡水的矿化度增高，影响各种 用水水质。 （2）无机有毒物质 ① 重金属：在水体中不能为微生物所降解，通 过食物链的富集进入人体，对人体危害很大 ② 氰化物：氰化物是指含有氰基（CN-）的化合 物，它是剧毒物质。 ③ 氟化物：
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： 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 • 成分复杂、含量变化大、毒性强、净化处 理困难 • 各工业部门排放的工业废水有较大的差异
第三章 水体环境
2．生活污水
日常生活中产生的各种污水混合液，包 括厨房、洗涤室、浴室、集体单位公用 事业排出的污水 • 含氮、磷、硫高，成分主要为纤维素、 淀粉、糖、蛋白、脂肪、尿素等。
第三章 水体环境
蒸发：
5.77 10 km
5
3
{ { {
海面占87.5% 5.05 105 km3 陆地水面、土面蒸发和植物的 蒸腾占12.5% 0.72 105 km3 降到海面 4.58 10 km
5 3
降水：
5.77 105 km3
降到陆地 1.19 105 km3 海面—陆地（水气输送） 4.7 104 km3 陆地—海面（径流）
在农业生产方面，喷撒农药及施用化肥，一般只有少量 （10—20％）附着或施用于农作物上，其余绝大部分（80— 90％）残留在土壤和飘浮在大气中，通过降雨、沉降和径 流的冲刷而进入地表水或地下水，造成污染。
（二）水体污染的主要污染物
1．物理方面： （1）颜色：工业废水污染
（2）浊度：主要由胶体或细小的悬浮物所 引起 （3）温度：工业冷却水引起，可形成热污 染
• 排入水中的污染物超过了水体的自净能力 • 污染物积累，其含量超过一定标准 • 水质恶化、水体原有用途受到影响
第三章 水体环境
（三）水体的自净作用
1、定义：
广义：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，过一段时间后恢复到受污染前的状态。 狭义：水体中微生物氧化分解有机污染 物物而使水质净化的作用
地下水体（深、浅）
区别水质与水体：
水质：水相的质量 水体：包含了水域中的水、固相物质、水生生物、 底泥等，是指地表被水覆盖的自然综合体。
（二）水体污染
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 降低了水体的使用价值和使用功能的现象， 被称作为水体污染。
_ _ _
_
_
_
_
_
地球上的水
有机胶体：腐殖质胶体
胶体物质
无机胶体： SiO2、 Fe(HO)3 、 Al(HO)3 细菌 藻类及原生动物 悬浮物质 泥土、粘土
其它不溶物质
第三章 水体环境
（二）天然水的化学成分的形成
1、决定因素： 与水接触的物质的成分和溶解度
取决于作用条件
第三章 水体环境
2、作用形式：
• 环保总局有关调查报告显示，近年来，城
市生活污水排放量以年均５％的速度递增， 并在1999年首次超过工业污水排放量，占到 全国污水排放总量的52.9％。2003年，占总 量的53.8％。
2006年全国废水排放情况
总量 (亿吨) 主要污染物(万吨) COD 541.5， 37.9% 886.7， 62.1% 1428.2 氨氮 42.5， 30.0% 98.8， 70.0% 141.3
第三章 水体环境
4、地下水
悬浮杂质少，水清澈透明，有机物和细菌的合量极少 矿化度较高。 地下水与大气接触有很大局限，仅限于表层，若交替缓慢 容易形成还原环境。
三、水体概念及水体污染
（一）水体的概念 • 以相对稳定的陆地为边界的天然水域
海洋水体 陆地水体 流动：江河、溪流
地表水体
静止：湖泊、水库、塘堰
水在不同储层中的滞留时间
平均滞留时间 9~10 天 区域 大陆 河川 湖泊 冰冠和冰川 深地下水 浅地下水 2~3 周 10~100 年 10000~15000 年 几千年 几百年 平均滞留时间
第三章 水体环境
1、大气降水 杂质较少而矿化度很低（雨水的含盐量一般 从每升数毫克到30—50毫克） 溶解的气体接近饱和 雨水的pH值一般在5.6—7.0 范围内（未受 污染时）
（4）有机有毒物质
① 酚类化合物