污染物在水体中的运动特征
公卫执业医师-综合笔试-环境卫生学-第四单元水体卫生
公卫执业医师-综合笔试-环境卫生学-第四单元水体卫生[单选题]1.医院污水的特征是A.含氮、磷等元素B.含多种病毒、病菌和寄生虫卵C.含农药成分D.水质和水量差别很大E.（江南博哥）含重金属正确答案：B参考解析：医院污水是含有大量的病原体及各种医疗、诊断用物质的一类特殊的废水。
医院污水污染的主要危害是含有的致病微生物对水体的污染。
我国生活污水的排放量已超过工业废水，成为水体污染的主要来源之一。
掌握“水体的污染源和污染物”知识点。
[单选题]2.水体的污染源主要有A.工业废水、生活污水、农业污水B.冷却水、洗涤污水、化工污水C.有机污水、无机污水、混合性污水D.物理性污水、化学性污水、生物性污水E.以上都不对正确答案：A参考解析：点源和面源是水体污染来源的两种形式：点源——是指工矿废水、生活污水等通过管道、沟渠集中排入水体的污染源。
主是指工业污染源和生活污染源。
工业废水是水体最重要的污染源。
它面广量大，含污染物质多，成份复杂，在水中不易净化，处理也比较困难。
具有下列主要特性：悬浮物含量高，需氧量高，有机物一般难于降解，对微生物起毒害作用。
PH值变化幅度大，PH=2～13。
另一大点源是城市生活污水，氮、磷、硫及各种微生物（细菌、病原菌）含量很高。
面源——是农村污水和农田排水是水体污染的主要面源。
由于农田施用化肥、农药，灌溉后排出的水或雨后泾流中，常含有农药和化肥，对水体影响很大，如农药污染，富营养化。
此外由于地质溶解作用以及降水对大气淋洗，使污染物进入水体，这也是一种面源。
掌握“水体的污染源和污染物”知识点。
[单选题]5.生活污染来源不包括A.生活污水B.垃圾和人畜粪便C.工业三废和汽车废气D.烹调油烟和香烟烟雾E.装饰材料的挥发性有机物正确答案：C参考解析：生活性污染主要由垃圾、污水、粪便等生活废弃物未经处理或处理不当便排放，以及室内空气污染（室内燃烧产物、烹调油烟、香烟烟雾、装饰材料的挥发性有机物、建筑材料中的氡及空调场所的微生物等）引起。
环境科学概论复习
环境科学概论复习环境科学概论第⼀章绪论1 环境：环境是以⼈类为主体的外部世界，主要是地球表⾯与⼈类发⽣相互作⽤的⾃然要素及其总体。
2 环境要素：环境要素是指构成⼈类环境整体的各个相对独⽴的、性质不同⽽⼜服从整体演化规律的基本物质组分，也称环境基质。
3 环境质量;环境质量是环境素质好坏的表征，是⽤定性和定量的⽅法对具体的环境要素所处的状态的描述。
4 环境容量:是在⼈类⽣存和⾃然⽣态系统不致受害的前提下，某⼀环境所能容纳的污染物的最⼤负荷量。
5 环境污染:环境污染是指⼈类活动产⽣的有害物质或因⼦进⼊环境，引起环境系统的结构与功能发⽣变化，危害⼈体健康和⽣物的⽣命活动的现象。
环境污染的特点：时间分布性空间分布性污染物含量的复杂性污染因素作⽤的综合性⼆环境的组成⾃然环境⾮⽣物环境物质：空⽓、⽔、⼟壤、能量：阳光、引⼒、地磁⼒、地热⽓候：光照、温度、降⽔、风等物质代谢的原料：氧⽓、⼆氧化碳、有机质等⽣物环境⼈⼯环境⼯程环境交通社会环境经济关系道德观念⽂化风俗意识形态⼯业农业建筑通讯⼯程三、环境的特性1.环境的整体性环境各要素之间相互联系、相互制约局部环境与整体环境相互影响、依存环境中物质和能量的循环与转化跨界(省市、地区、国家)环境的影响2.环境的区域性纬度地带性⼲湿度地带性垂直地带性3.环境的综合性环境问题是多因素综合作⽤的结果解决环境问题需要多学科的综合4.环境的有限性资源的有限性环境容量的有限性5.环境的相对稳定性环境中物流、能流和信息流不断变化，环境本⾝具有⼀定的抗⼲扰⾃我调节能⼒，在⼀定的⼲扰强度范围内，环境的结构和功能基本不变。
6.环境变化的滞后性环境受到外界影响后，环境发⽣变化的时间要滞后于外界⼲扰的时间。
例如：臭氧层空洞的形成第⼆节环境问题⼀、环境问题及其分类环境问题是指由于⼈类活动或⾃然原因引起环境质量恶化或⽣态系统失调，对⼈类的⽣活和⽣产带来不利的影响或灾害，甚⾄对⼈体健康带来有害影响的现象。
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
谈重金属铅在水体中的迁移与转化特征
谈重金属铅在水体中的迁移与转化特征（武汉大学）一，前言铅是一种重金属，由铅组成的盐类大部分是不溶于水的，当水体中铅的浓度达到一定范围时就会对人体、渔业、农业灌溉等等都会产生极大的危害，铅在人体内富集可以使铅中毒。
伴随着社会上出现的一系列铅污染问题，例如儿童铅中毒、孕妇铅中毒等，科学家对铅的了解和研究进一步的加深。
水圈与大气圈和岩石圈共同组成了生物圈，可见水环境的重要，铅在水体中的迁移与转化也必然随之成为社会的焦点问题。
二，铅在水体中的存在形态关于铅元素在水体中的存在形态，一般按其总量分为“可溶态”和“颗粒态”，一些+2价铅和+4价铅离子都是可溶态的，可溶态的铅毒性较大，可以为人、生物直接吸收，储积性强。
悬浮物和沉积物中的铅是颗粒态的。
三，铅在水体中迁移转化的类型和规律和其他重金属一样，铅在水体中不能为生物所降解，只能产生各种形态之间的相互转化、分散和富集，这就是铅的迁移与转化，按照其运动的形式可以分为机械迁移转化、物理化学迁移转化、生物迁移转化。
⑴对于铅的机械迁移转化，主要是铅在水体中被包含于矿物质或是有机胶体中，或是被吸附在悬浮物上，以溶解态或是颗粒态的形态随水流迁移转化。
⑵铅在水体中的物理化学迁移转化主要分为沉淀作用、吸附作用和氧化还原作用。
在此笔者详细的讨论一下其转化过程。
从高中的知识我们知道铅盐的溶解度都非常小，在偏酸性的水体中Pb 的浓度被PbSO 和PbS等限制着，水体中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，Pb +SO ─PbSO (沉淀)，Pb +S ─PbS(沉淀)，生成的PbSO ,PbS不溶于酸；在偏碱性的水体中铅的浓度受Pb(OH) 的限制，Pb(OH)─Pb + 2OH ，此反应是可逆的，水中OH 较多，使得平衡向逆向移动，又水解反应Pb +2H O─Pb(OH)+H ，OH 中和H 使得平衡向正向移动。
另外铅离子在水体中会发生络合反应生成一些络合物，所以铅通过沉淀作用可以使铅在水体中的扩散速度和范围得到限制。
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
国家开放大学22春“形考”《环境水利学》作业考核题库高频考点版(参考答案)试题号4
国家开放大学22春“形考”《环境水利学》作业考核题库高频考点版（参考答案）一.综合考核(共50题)1.地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点。
()A、对B、错参考答案：A2.污染物进入天然水体后，通过一系列物理、化学和生物因素的共同作用，致使污染物质的总量减少或浓度降低，使曾受污染的天然水体部分地或完全地恢复原状，这种现象称为____。
A、生态平衡B、冷害C、水体自净D、热污染参考答案：C3.氮被广泛地认为是藻类的生长速率的主要限制性元素，切断内源性氮的循环可能是控制藻类快速繁殖的关键之一。
()A、对B、错参考答案：B4.水环境修复的原则有____。
A、地域性原则。
根据地理位置、气候特点、水体类型、功能要求、经济基础等因素，制定适当的水环境修复计划、指标体系和技术途径B、生态学原则。
根据生态系统自身的演替规律分步骤分阶段进行修复、并根据生态位和生物多样性原则构建健康的水环境生态系统C、最小风险原则D、最大效益原则5.资源水利的核心是()。
A、水利工程设施的建设B、水资源的优化配置C、注重经济效益，轻视社会效益D、工程的技术可行性参考答案：B6.总需氧量(TOD)是近年来新发展的一种水质指标。
其测定方法是在特殊的燃烧器中，以铂为催化剂，在900°C的温度下使一定量的水样气化，让其中有机物燃烧，然后测定气体中氧的减少量，即为有机物完全氧化时所需的氧量。
()A、对B、错参考答案：A7.环境是指影响人类社会生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素总体，包括_____、______、_______和_______等。
A、大气、水、海洋、土地B、矿藏、森林、草原、野生动物C、自然古迹、人文遗迹、自然保护区D、风景名胜区、城市、乡村参考答案：ABCD8._______是利用物理、化学、生物和生态的方法减少或去除水环境中的污染物质，使污染的水环境功能得到部分或完全恢复。
A、水环境容量B、水环境修复C、水环境管理D、水环境影响评价参考答案：B9.按照不同的处理程度，废水处理系统可分为一级处理、二级处理、三级处理。
碎屑物质在海、湖水体中的搬运和沉积作用
化学沉积分异图解
1、 铁、锰、铝氧化物首先析出。
2、铁、锰、铝氧化物析出后，大量的二氧化硅开始沉 淀。大部分的二氧化硅是呈胶体状，在海岸或三角洲地带 沉淀下来。另外还有少部分二氧化硅搬至离海岸较远的地 带，在弱还原的环境下，与氧化亚铁（低价铁）化合生成 铁的硅酸盐矿物—海绿石、鲕绿泥石等而沉淀。
3、继二氧化硅析出后，碳酸盐类（石灰岩、白云岩等） 开始沉淀。当铁的硅酸盐—海绿石、鲕绿泥石沉淀之后， 剩余的氧化亚铁将以碳酸盐—菱铁矿的形式沉淀下来。
提问：
1、流水搬运碎屑物质的方式？
2、机械沉积分异作用包括哪几个方面 的分异？
三、碎屑物质在海、湖水体中的搬运和沉积作用：
（一）碎屑物质在海水中的搬运和沉积作用： 1、波浪：
① 浪底（波基面）：指波浪所能影响的最大深度位 置。一般40～60米，最深不超过200米。 ②波浪通过时，水质点的运动特征：海水作波浪式 运动时，其中水质点基本是在原地作圆周运动，而很 少向前移动。
在大陆流水中，腐植质一般都较多，这就是河水 中搬运的胶体物质较多，而河流沉积中胶体沉积物少的 重要原因。
胶体溶液的浓缩：胶体溶液在蒸发时由于浓度加大， 使分散相质点非常接近，相互接触而凝聚沉积。 如干燥气候下湖泊干涸时，泥质岩类的沉积，主要 由此原因引起。
三、真溶液物质的搬运和沉积作用： 母岩风化产物中的真溶液物质主要是Cl、S、Ca、 Na 、 K 、 Mg 等， P 、 Si 、 Al 、 Fe 、 Mn 等也可部分地 呈真溶液状态。 真溶液物质的搬运和沉积作用的根本控制因素： 是溶解度：即溶解度大的物质不容易沉淀，溶解度小 的首先沉淀。 而物质的溶解度又受PH值、Eh值、温度、压力 和CO2含量等一系列因素的影响。所以，水介质的物 理化学条件会影响溶解物质的搬运和沉积作用，对 溶解度较小的Si、Al、Fe、Mn等的搬运和沉积作用 影响尤其重要。
天然水的基本特征及污染物的存在形态
第一节 天然水的基本特征及污染物的存在形态
一、天然水的基本特征 1、天然水的组成 2、天然水的性质
二、水中污染物的分布和存在形态 1、有机污染物 2、金属污染物
三、水中营养元素及水体富营养化 1、水中营养元素 2、水体富营养化
（1）有机污染物 (Organic Pollutant)
二、水中污染物的分布和存在状态
1. 天然水的组成
(3) 气体在水中的溶解性 大气中的气体与溶液中同种气体间的平 衡为：
KH 是亨利定律常数 (mol/L·Pa);
[G(aq)] = KH×pG
注意：
1.计算气体的溶解度时，需要对水蒸气的分压加以校正。 2.亨利定律并不能说明气体在溶液中进一步的化学反应。溶解于水中的实际气体的量，可以大大高于 亨利定律表示的量。
以上属封闭的水溶液体系的情况； 没有考虑大气交换过程。
1
(1
[H K1
]
K2 [H
) 1 ]
2
(1
[H ]2 K1K2
[H ]) 1 K2
100
CT = [H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]
80 CO2+H2CO3
60
α 40
20
HCO3-
0
2
4
6
8
10
12
pH
图3-1 碳酸化合态分布图
[H2CO3*] 不变； 但是CT、[HCO3-]、 [CO32-]随着pH的改变
而改变，
封闭体系是计算短时间溶液组成的一种方 法。
开放体系是实际存在的。
2. 天然水的性质 2.2 天然水中酸度和碱度
碱度是指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，亦即能接受H+的物质总量。包括 ① 强碱；②弱 碱；③ 强碱弱酸盐。
污染物在水体中的运动特征
污染物在水体中的运动特征污染物进入水体之后，随着水的迁移运动、污染物的分散运动以及污染物质的衰减转化运动，使污染物在水体中得到稀释和扩散，从而降低了污染物在水体中的浓度，它起着一种重要的“自净作用”。
根据自然界水体运动的不同特点，可形成不同形式的扩散类型，如河流、河口、湖泊以及海湾中的污染物扩散类型。
这里重点介绍河流中污染物扩散。
一、推流迁移推流迁移是指污染物在水流作用下产生的迁移作用。
推流作用只改变水流中污染物的位置，并不能降低污染物的浓度。
在推流的作用下污染物的迁移通量可按下式计算：f x = u x c，f y = U y C，f z = U z C （3-1）式中：f x、f y、f z --------------- X、y、z方向上的污染物推流迁移通量；U x、U y、U z ---------- 在X、y、z方向上的水流速度分量；C——污染物河流水体中的浓度。
二、分散作用污染物在河流水体中的分散作用包含三个方面内容：分子扩散、湍流扩散和弥散。
在确定污染物的分散作用时，假定污染物质点的动力学特性与水的质点一致。
这一假设对于多数溶解污染物或呈胶体状污染物质是可以满足的。
分子扩散是由分子的随机运动引起的质点分散现象。
分子扩散过程服从费克（Fick ）第一定律，即分子扩散的质量通量与扩散物质的浓度梯度成正比，即de . de . de s ■E M阮，I 厂-E M灵I YE咋<3-2)E M -- 分子扩散系数；c――分子扩散所传递物质的浓度。
分子扩散是各向同性的，上式中的负号表示质点的迁移指向负梯度方向。
湍流扩散是在河流水体的流湍流场中质点的各种状态（流速、压力、浓度等）的瞬时值相对于其平均值的随机脉动而导致的分散现象。
当水流体的质点的紊流瞬时脉动速度为稳定的随机变量时，湍流扩散规律可以用费克第一定律表达，即（3-4）Ec、E y、E z――x、y、z方向的湍流扩散系数;由于湍流的特点，湍流扩散系数是各向异性的。
第五章 水环境影响预测与评价(2012)
3.预测时期
一、二级评价应预测纳污水体自净能力最小和一般两 个时段的环境影响。评价等级为三级或评价等级为二级但评 价时间较短时，可以只预测自净能力最小时段的环境影响。 一级评价：至少枯水期和平水期； 二级评价：至少枯水期 三级评价：枯水期
（同时要考虑预测背景值的监测时期）
4.预测范围和预测点的布设 （1）预测范围与现状调查的范围相同或略小。 （2）在预测范围内应布设适当的预测点，应包括敏感 点。一般情况下以环境现状监测点为预测点。 同时应考虑以下特殊情况： ①水文特征突然变化和水质突然变化处的上、下游，重要水 工建筑物附近，水文站附近等应布设预测点。
6.河流简化 河流可以简化为矩形平直河流，矩形弯曲河流和非矩形 河流。 河流的断面宽深比≥20时,可视为矩形河流。 小河可以简化为矩形平直河流。 大中河流中，预测河段弯曲较大（如其最大弯曲系数＞ 1.3）时，可视为弯曲河流，否则可以简化为平直河流。 7.污染源简化 排入河流的两排放口的间距较近时，可以简化为一个，其 位置假设在两排放口之间，其排放量为两者之和。两排放口 间距较远时，可分别单独考虑。 排入小湖（库）的所有排放口可以简化为一个，其排放量 为所有排放量之和。 在地面水环境影响预测中，通常可以把排放规律简化为连 续恒定排放。
上游河段是排放口上游的河段。
3.2河流水质预测模型
3.2.1混合过程段 混合过程段长度计线
2.1地表水环境影响 水资源：主要体现有水利水电工程、供水或调 水工程、用水量大的电力工程 水质：工程排污。 水生生态系统：水量、水质等综合影响，例如 水库建成后的库区局地小气候的变化，由于下游水 资源减少引起的生态系统的变化；大坝阻隔造成的 水生生物资源的变化。
肉食加工、发酵、 pH、BOD5、COD、悬浮物、氨氮、磷酸盐、大肠杆菌数 酿造、味精
河流水环境修复技术
❖ 例如：微生物在厌氧-兼氧-好氧状态之间转换 ▪ 造成重金属氧化还原状态发生变化，由沉淀状态转化为溶解状 态； ▪ 同步厌氧过程产生具有较强络合能力旳有机酸分子，pH下降， 氢氧化物重新溶解；另外有机酸经过络合作用使非溶解态旳重 金属离子转化为溶解态； ▪ 微生物还能直接以金属离子为电子受体或供体，变化其价态。
University of Shanghai for Science and Technology
河流水质模型
4.按空间维数分类
零维水质模型: 3个方向都不考虑 一维水质模型:仅考虑纵向 二维水质模型:考虑纵向、横向 三维水质模型: 3个方向
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University of Shanghai for Science and Technology
地表水环境质量原则（GB 3838-2023）
Ⅰ类主要合用于源头水、国家自然保护区；
Ⅱ类主要合用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖 息地、鱼虾类产场、仔稚幼鱼旳索饵场等；
Ⅲ类主要合用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、 洄游通到、水产养殖区等渔业水域及游泳区；
第四章 河流水环境修复技术
1. 河流 2. 河流污染 3. 河流水环境修复概述 4. 河流水环境修复技术
1.背景知识简介——河流
背景知识简介——河流
背景知识简介——河流
河流流域
背景知识简介——河流水力学
背景知识简介——河流泥沙
背景知识简介——河流生态
背景知识简介 ——河流生态
① 大型水生植被：浮游类、根生类植物 ② 微型植物：藻类，1-300μm ③ 河流动物：软体动物、蠕动动物、甲壳动物、昆虫、鱼类 ④ 细菌和真菌：存在水流、底泥、石头和植物表面
环境水文地质作用第四章
C I Dz , z
3 z
（4-4）
式中： I x3 , I y3 , I z3 , x, y, z 方向上由弥散作用所导致的污染物质量通量
Dx , D y , Dz , x, y, z方向上的弥散系数；
式中： f x , f y , f z —x、y和z方向上的污染物推流迁移通量；
u x , u y , u z —环境介质在x、y、z方向上的流速分量；
C——污染物在环境介质中的浓度。
1.2、分散作用
污染物在环境介质中的分散 作用包含三个内容：
1）分子扩散
分子扩散 湍流扩散 弥散
是由分子的随机运动引起的质点分散现象。分子扩散过程服从斐 克(Fkk)第一定律，即分子扩散的质量通量与扩散物质的浓度梯 度成正比， C C C 即 I x ' Em x , I y ' Em y , I z ' Em z , （4-2） 式中
•
（1） 线性等温吸附方程
•
• • •
它最简单的数学表达式为：
S= kd.c ——平衡时液相溶质浓度(mg／L)； (9—1) 式中：--平衡时固相上被吸附溶质的浓度(mg／kg)；
•
•
——分配系数(或称线性吸附系数)(L／kg)。
与液相溶质浓度无关,实际上它是描述平衡时固液相溶质浓 度的分配比.对特定的固相物质和污染物来说，为常数。值 越大，越易吸附，越不易迁移，反之则相反。实际上实验 中所求得的Kd值，通常还包含沉淀等其他作用截留在固相 里的污染物，它是某种岩土对某一污染物亲和性的量度。 线性等温吸附线的另外一种表达式为： S=a+ kd.c 式中：a——截距。 (9—2)
C , x C , y C , z
水体中重金属的迁移转化途径及影响因素
水体中重金属的迁移转化途径及影响因素摘要：重金属污染是水污染的一个重要方面，本文简要介绍了水中重金属的来源、污染特征及特点；着重介绍了其在水中的存在形态、迁移转化途径及迁移转化过程；最后简要分析了了pH值、氧化还原电位（Eh）、温度、离子强度及有机质对重金属迁移转化的影响。
关键词：重金属；来源；存在形态；迁移转化；影响因素Abstract: Heavy metals in water body can lead to many serious pollution problems. this paper introduce briefly the source，the pollution characteristics and features of heavy metals in water；It is emphasized that heavy metals ‘ appearance, migration and transformation pathway and migration and transformation process are also expounded; Finally ，the paper briefly analyzes the pH, radix potential (Eh), temperature, ionic strength and organic matter on the impact of migration and transformation of heavy metals.Key words: Heavy metals; source; existing forms; migration and transformation; factors1 引言随着工业化的发展，随着工农业的发展,大量污染物包括重金属排入河流,使水质恶化,给人类造成了一系列严重后果。
水污染分类及危害
水污染分类及危害
我国各类水体遭受污染，其中主要工业废水、城市生活污水与畜牧养殖废水排放；其次就是农业方面，农田农药、化肥有毒物质径流。
水污染物种类很多，根据各自对环境造成的危害不同，可将污染物分为几类。
1、固体污染物，其主要存在形式分为悬浮状态、胶体状态、溶解状态。
大量悬浮物排入水中，造成外观水体外观恶化、浑浊度升高，常年淤积河道造成水体生物繁殖手影响影响渔业生产，更不利于各类水体微生物和谐平稳生长。
2、有机污染物，有机污染物主要指的是以碳水化合物、蛋白质、氨基酸以及脂肪类存在的天然有机物质，这些有机物主要来自于生活污水和部分工业废水。
可使水体物质组成发生变化，水体动植物大量死亡，水体恶臭，破坏物质平衡。
3、油类物质，油类污染物主要来自于含油废水，水体含油达0.01mg/L即可使鱼肉带有特殊气味而不能食用。
含油稍多时，在水面上形成油膜，使大气与水面隔离，破坏正常的充氧条件，导致水体缺氧，同时油在微生物作用下的降解也需要消耗氧，造成水体缺氧；
油膜还能附在鱼鳃上，使鱼呼吸困难，甚至窒息死亡；当鱼类产卵期，在含油废水的水域中孵化的鱼苗，多数产生畸形，生命力低弱易死亡。
含油废水对植物也有影响，妨碍光合作用和通气作用，使水稻、蔬菜减产；含油废水进入海洋后，造成的危害也是很大的。
4、有毒污染物，主要有无机化学毒物、有机化学毒物、放射性物质，主要来源于工业废水排放，可渗入土壤、水体中很难降解，可使人体健康受到损害造成各种疾病如中毒、白血病等。
5、生物污染物，是指含有致病性微生物污水，其中病原体感染、细菌、寄生虫等对人体造成很大危害。
第3.3节 污染物在水中的扩散
DO
饱和溶解氧浓度Cs
氧垂曲线
复氧曲线 耗氧曲线
0
tc
t
第三章 水体环境
单位：ppm
BOD D
第一天 5 1
第二天 4 2
第三天 3 2.5
第四天 2 3.5
第五天 1 4.5
DO =L0 – BOD + D DO1 =L0 – 5 + 1= L0 - 4 DO2 = DO1 – 4 + 2= L0 - 6 DO3= DO2 – 3 + 2.5= L0 – 6.5 DO4= DO3 – 2 + 3.5 = L0 - 5 DO5= DO4– 1 + 4.5= L0 – 1.5
第三章第三章水体环境水体环境第二节第二节污染物在水中的扩散污染物在水中的扩散一污染物在水中的运动特征一污染物在水中的运动特征二河流水体中污染物的稳态解二河流水体中污染物的稳态解三河流水质模型三河流水质模型第三章第三章水体环境水体环境一污染物在水中的运动特征一污染物在水中的运动特征一推流迁移一推流迁移二分散迁移二分散迁移三污染物的衰减和转化三污染物的衰减和转化一推流迁移一推流迁移11何谓推流迁移
Ka——大气复氧常数 Kar=Ka20θ7-20
第三章 水体环境
（四）简单河断水质模型
1、条件：
2、模型曲线：
➢只有一个排放口的单一河段；
➢将排放口的作为河段起点，x=0；
L0
➢将上游河段的水质作为河段水质底值；
➢河流中的BOD衰减和溶解氧的复氧都是
反应恒定的一级反应；
➢河流中的耗氧决定于BOD。
第三章 水体环境 例1：向一条河流稳定排放污水，污水流量q=0.15m3/s，BOD5浓度为 30mg/L，河流流量Q=5.5m3/s ，流速ux=0.3m/s，本底BOD5浓度为 0.5mg/L ， BOD5的衰减速度常数K=0.2/d，纵向弥散系数为Dx=10 m2/s ， 试求排放点下游10Km处的BOD5浓度。
扬中城市水环境治理优化调度系统的探讨
扬中城市水环境治理优化调度系统的探讨高士佩;郭峰;顾强;田芝龙;康艳萍【摘要】扬中市在长期淤涨围垦过程中形成了纵横交错的港河水系,当前的水环境问题十分突出.文章重点探讨基于通信网络及信息交换平台,利用先进的传感器技术、计算机测控技术、自动化控制技术、视频监控技术、现代通信技术,数学模型技术建成一个以区域管理为中心的"先进实用、安全可靠"的水环境治理优化调度系统.围绕防汛、排涝、灌溉、水环境进行联合调度,置换内港水,最大可能根据潮汐降雨来进行自流引水,促使全市水体有序流动,有利于水资源的合理配置和优化调度,保护水环境.【期刊名称】《江苏科技信息》【年(卷),期】2017(000)019【总页数】5页(P73-77)【关键词】水环境治理;数学建模;信息采集;监控调度【作者】高士佩;郭峰;顾强;田芝龙;康艳萍【作者单位】江苏省水利科学研究院,江苏南京 210017;扬中市水利农机局,江苏镇江 212201;扬中市水利农机局,江苏镇江 212201;扬中市水利农机局,江苏镇江212201;江苏省水利科学研究院,江苏南京 210017【正文语种】中文2015年中央一号文件明确指出：“中国要美，农村必须美。
要看得见青山绿水，加快建设美丽乡村。
”因此，农村水利近期的工作重点将是加强水资源管理，加大水污染防治和水生态保护力度。
水环境优化调度也将逐步为人们所重视。
扬中市是国家环保局确定的国家生态示范区，明确规划建设目标是水上花园城市。
虽然扬中市区水系十分发达，但随着城市建设的不断扩展，许多水面被擅自填掉形成断头河或盲河，有的河道淤积致使河床抬高断面缩小，有的河沟活水变死水，导致市区水体绝大部分污染严重。
因此，改善和提高城市水体的水质是当务之急，水环境治理优化调度系统的研究则是实现这一目标的重要技术手段。
充分利用城市水系特点、水文条件以及闸站进行联合调度，采用计算机、物联网和数学模型等先进技术，实现水资源科学管理和水环境的有效治理。
污染物在水体中的扩散
③.弥散： 由横断面流速不均引起，即由湍流时平均值与时均 值的空间平均值的系统差列所产生的分散现象。 c I”x=-Dx—, x c I”y=-Dy—, y c I”z=-Dz — z
I，，x ， I，，y ， I，，z：弥散作用导致的污染物质量通量； Dx, Dy, Dz ：弥散系数；c：湍流时平均浓度的空间平均值。
进入水体污染物有两大类：保守物质和非保守物质
污染物衰减
衰减发生在非持久污染物的溶解氧化过程中 和放射性物质衰变过程中。持久性污染物不 发生衰减。 衰减过程基本符合一级反应动力学规律： dc — =－kc dt
Kc为反映速度常数
综上所述可知：
①推移作用：总量不变，分布状态也不变；
②推移+分散：总量不变，分布状态发生变化； ③推移+分散+衰减：总量变化，分布状态变化。
三种扩散系数的量质范围（数量级）：
分子扩散Em：10-5～10-4 m2/s
湍流扩散系Ex,Ey,Ez：10-2～100 m2/s
弥散系数Dx,Dy,Dz：101～104 m2/s
3.衰减和转化
保守物质：随水流运动而不断变换所处的空间位置，不断向 周围扩散而降低其初始浓度，但不改变总量。重金属，高分 子有机化合物 非保守物质：不断扩散而降低浓度外，因污染物自身衰减而 加速浓度的下降。衰减：自身运动变化规律决定的，在水环 境里由于化学的或生物的反应不断衰减。有机物在水体微生 物作用下的氧化分解过程。
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
污染物在水体的运动形式有三种：
①推移迁移；
②扩散； ③衰减。
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污染物在水体中的运动特征
污染物进入水体之后，随着水的迁移运动、污染物的分散运动以及污染物质的衰减转化运动，使污染物在水体中得到稀释和扩散，从而降低了污染物在水体中的浓度，它起着一种重要的“自净作用”。
根据自然界水体运动的不同特点，可形成不同形式的扩散类型，如河流、河口、湖泊以及海湾中的污染物扩散类型。
这里重点介绍河流中污染物扩散。
一、推流迁移
推流迁移是指污染物在水流作用下产生的迁移作用。
推流作用只改变水流中污染物的位置，并不能降低污染物的浓度。
在推流的作用下污染物的迁移通量可按下式计算：
f x =u x c ，f y =u y c ，f z =u z c （3-1）
式中：f x 、f y 、f z ——x 、y 、z 方向上的污染物推流迁移通量；u x 、u y 、u z ——在x 、y 、z 方向上的水流速度分量；c ——污染物河流水体中的浓度。
二、分散作用
污染物在河流水体中的分散作用包含三个方面内容：分子扩散、湍流扩散和弥散。
在确定污染物的分散作用时，假定污染物质点的动力学特性与水的质点一致。
这一假设对于多数溶解污染物或呈胶体状污染物质是可以满足的。
分子扩散是由分子的随机运动引起的质点分散现象。
分子扩散过程服从费克（Fick ）第一定律，即分子扩散的质量通量与扩散物质的浓度梯度成正比，即
E M ——分子扩散系数；
c ——分子扩散所传递物质的浓度。
分子扩散是各向同性的，上式中的负号表示质点的迁移指向负梯度方向。
湍流扩散是在河流水体的流湍流场中质点的各种状态（流速、压力、浓度等）的瞬时值相对于其平均值的随机脉动而导致的分散现象。
当水流体的质点的紊流瞬时脉动速度为稳定的随机变量时，湍流扩散规律可以用费克第一定律表达，即
E x、E y、E z——x、y、z 方向的湍流扩散系数；
由于湍流的特点，湍流扩散系数是各向异性的。
湍流扩散作用是由于计算中采用时间平均值描述湍流的各种状态导致的，如果直接用瞬时值计算，就不会出现湍流扩散项。
弥散作用是由于横断面上实际的流速分布不均匀引起的，在用断面平均流速描述实际的运动时，就必须考虑一个附加的，由流速不均匀引起的作用——弥散。
弥散作用可以定义为：由空间各点湍流流速（或其他状态）的时平均值与流速时平均值的空间平均值的系统差别所产生的分散现象。
弥散作用所导致的质量通量也可以按费克第一定律来描述：
D x、D y、D z——x、y、z方向上的弥散系数；
由于在实际计算中一般都采用湍流时平均值，因此必然要引入湍流扩散系数。
分子扩散系数的数值在河流中为10-5-10-4m2／s；而湍流扩散系数要大得多。
在河流中的量级为10-2-100m2／s。
弥散作用只有在取湍流时平均值的空间平均值时才发生，因此弥散作用大多发生在河流中。
一般河流中弥散作用的量值为101-104m2／s。
三、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。
保守物质进入水环境以后，随着水流的运动而不断变换所处的空间位置，还由于分散作用不断向周围扩散而降低其初始浓度，但它不会因此而改变总量。
重金属，很多高分子有机化合物都属保守物质。
对于那些对生态系统有害，或
暂时无害但能在水环境中积累，从长远来看是有害的保守物质，要严格控制排放，因为水环境对它们没有净化能力。
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置，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，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。
试验和实际观测数据都证明，污染物在水环境中的衰减过程基本上符合一级反应动力学规律，即
c——污染物的浓度；
t——反应时间；
K——反应速度常数。
河流水的推流迁移作用、污染物的分散作用和衰减过程可用图3-2来说明。
假定在x=x0处，向河流中排放的污染物质总量为A，其分布为直方状，全部物质通过x0的时间为Δt（图3-2a）；经过一段时间该污染物的重心迁移至x1，污染物质的总量为a。
如果只存在推流作用，则a=A，且在x1处的污染物分布形状与x0处相同；如果存在推流迁移和分散的双重作用（图3-2b），则仍有a=A，但在x1处的分布形状与初始时不一样，延长了污染物的通过时间，如果同时存在推流迁移、分散和衰减的三重作用，则不仅污染物的分布形状发生了变化，且a＜A。
实际污染物质在进入河流水体后作复杂的运动，用以描述这种运动规律的是一组复杂的模型。