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
1、推流迁移

是指污染物在水流作用产生的迁移作用。 只改变水流中的污染物的位臵，并不能 降低污染物的浓度。
2、分散作用


污染物在河流水体中的分散作用包括三方 面内容：分子扩散、湍流扩散和弥散。 既改变水流中的污染物的位臵，也降低了 污染物的初始浓度，但总量不变。
3、污染物的衰减和转化


①化学耗氧量(COD)：又称化学需氧量。在规定 条件下，使水样中能被氧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。 其值可粗略地表示水中有机物的含量，用以反 映水体受有机物污染的程度。
②生化需氧量(BOD)：指在好气条件下，微生物 分解水体中有机物质的生物化学过程中所需溶 解氧的量，是反映水体中有机污染程度的综合 指标之一。
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）：Total oxygen demand，
水中有机物除含有机碳外，尚含有氢、氮、硫等元
素。当这些元素全部被氧化时所需的氧量。
5）溶解氧（DO）

溶于水中自由状态氧分子的量。 水体中的溶解氧的来源 : 一是由大气中的氧通过扩散方式补给，这是水 中溶解氧的主要来源； 二是水生植物的光合作用也放出氧。
地下渗流
蒸发
水 的 循 环 示 意 图
给水
工业
农业
新陈代谢
生活和商业
产品用水 冷却用水
灌溉
废水
收集
处理 地面水 处置
回用水 地下水 地面水
三 、我国水资源特征与利用的问题
1、水资源： 广义：地球上各种形态的水。 狭义：可供人们经常取用的水量，在大 陆上由大气降水补给的各种地表水，浅 层地下水的储量和动态水量组成。
3、有机无毒
有机无毒：主要是需氧有机物

耗氧有机物是水体中最普遍的一种污染物。生活
污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白 质、脂肪、木质素等有机物，可在微生物的作用 下最终分解为简单的无机化合物。这些化合物在 分解过程中需要消耗大量的氧气。
表示耗氧有机物指标

生物化学需氧量 化学需氧量 总有机碳 总需氧量 溶解氧
源微生物污染。
第三节 污染物在水体中的扩散
Section 3 The pollutant in water body diffusion
污染物在水体中的运动特征： 推流迁移 分散作用 污染物的衰减和转化

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”。
（二） 化学污染

无机无毒 无机有毒 有机无毒 有机有毒
1、无机无毒
无机无毒：酸、碱、无机盐类。 危害： 使淡水的矿化度增高，影响用水水质 富营养化
2、无机有毒
1）重金属：汞、铬、镉、铅、砷
危害：富集、 致癌
2）氰化物：含CN-的物质，急性中毒死亡
3）氟化物：氟骨症、损害肾脏
盐类：Ca、Mg、Na、Fe、Mn
气体：O2、CO2、H2S、N2、其他
2、 水质指标
物理指标：温度、色度、臭味、浑浊度、透明度、总残渣、过
天 然 水
滤性残渣、非过滤性残渣、电导率等。
化学指标：pH值、矿化度、总硬度、金属离子、酸根离子
生物指标：细菌总数、大肠杆菌。
污染水体：还有BOD、DO、COD、TOD 、TOC
以上，并与环境温度有关。
2）化学需氧量（COD）：Chemical oxygen
demand，在规定条件下，使水样中能被氧化的物 质氧化所需耗用化学氧化剂的量。目前常用的氧
化剂主要是重铬酸钾或高锰酸钾。以高锰酸钾作
氧化剂时，测得的值也称耗氧量。

与BOD5比较
3）总有机碳（TOC）：Total organic carbon，

水体中溶解氧减少有三个方面：
一是耗氧有机污染物在降解时，耗氧； 二是还原性无机物质氧化时耗氧； 三是生物呼吸过程吸收氧。

氧补给 = 消耗：水体中溶解氧处于平衡，属正常 状态。 氧补给>消耗：水体中溶解氧呈饱和状态。 氧补给<消耗：水体缺氧，水质处于恶化状态。

4、有机有毒
有机有毒：主要是需氧有机物。
1）生物化学需氧量，简称生化需氧量（BOD）： Biochemical oxygen demand ，表示在好气条件下， 水中的有机污染物经微生物分解所需的氧量(单位 体积的污水所消耗的氧量毫克／升）。
有机物的生物化学作用分为两个阶段完成： 有机物转化为无机物的二氧化碳、水和氨 氨被转化为亚硝酸盐与硝酸盐； 将所能分解的有机物全部分解往往需要20天
经细菌和微生物 水解
（1）碳水化合物
二糖
水解
单糖
C n（H2O）m至少转化为二糖后才能进入 细胞膜内。
（2）单糖
单糖转化 有 O2或 无 O2
丙酮酸 酶和细菌
有O2 条件
CO2+H2O
如若：丙酮酸 酸、醇、酮（发酵）， 此时，会产生大量的有机酸，时常超过水体的 缓冲能力，使PH值下降，甚至会抑制细菌的生 命活动，称为酸性发酵。

酚类化合物：煤气、焦化、石油化工、制药、油漆。 有机农药：有机磷、有机氯。 多环芳烃：由石油、煤、可燃气等不完全燃烧或高温处理 条件下产生。

多氯联苯：电器绝缘和塑料增塑剂。
洗涤剂：泡沫、富含磷、表面活性剂。
（三）生物污染
生物污染是指城市生活污水、医院污水
或污水处理厂排水排入地表后，引起病

除冰川和冰帽外，可利用的淡水总量不足世界总贮水量的1%
二、 水循环
地球上每年降水量40万 立方千米，占总水量0.03%， 约1/4强降落到陆地，其中 56%蒸发和蒸腾，34%形成 地面径流，10%下渗补给地 下水。
由自然力促成的水 循环称为水的自然循环。 自然界中的水在太阳照 射和地心引力等作用下 不停流动和转化，通过 蒸发、降水、径流和渗 透等方式循环不止。
第四节 污染物在水体中的转化
Section 4 The pollutant in water body transformation
主要内容：
水体中耗氧有机物降解； 需氧污染物分解与溶解氧平衡； 水体富营养化过程；
重金属在水体中的迁移转化。
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 2、氧化反应
主要内容
1.熟悉水体主要污染物和污染源；
2.掌握水体中溶解氧平衡原理；
3.掌握水体富营养化等重要概念；
4.了解几种主要水体污染物的迁移转化规 律及其危害。
第一节
水环境概论
section 1 Water environ的江河湖 淡水不到总淡 水量1%

全球总贮水量估计为13.9亿立方千米 其中淡水总量仅为0.36亿立方干米
四、水体主要污染物及其危害
（一） 物理污染



颜色：说明污染物的含量。 浊度：胶体或细小悬浮物。 温度：地表水一年0-35℃，地下水稳定。 悬浮物：影响水的透明度→光合作用。 放射性：蓄积在人体内造成长期危害。

热污染的危害：（来源冷却水） 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：20℃硅藻；30℃ 绿藻；35℃蓝藻。



我国华北地区已经形成世界最大的“地 下水漏斗”。 解决调水和水资源短缺问题不单单是工 程问题，也是一种哲学、思想和社会经 济发展问题。 南水北调不过是一种手段，而建立节水 型社会才是解决中国水资源短缺难题的 关键！
图 黄河边上的贫困小孩
图 干旱带来的水荒
图 断流的黄河
第二节
水体与水体污染
态系统或完整的综合自然体。
2、水体污染
指水体因某种物质的介入，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、破坏生态环境，造成水质恶化的现象。