环境工程-水污染及其防治

在规定条件下，用强氧化剂重铬酸钾(K2Cr2O7)，在酸性条件 下能够将有机物氧化成H2O和CO2，此时所测出的耗氧量。
2)生化需氧量(BOD—Biochemical Oxygen Demand) 指温度、时间都一定的条件下，好氧微生物分解水样（废水
或受污染的天然水）中有机物所消耗的游离氧量 ，以mg/L 计。 BOD5：微生物5天好氧分解有机物所消耗的溶解氧量。
主要内容： 一、水体污染 二、水体自净 三、水质、水质指标及水质标准
一、水体污染
1、水体:是河流、湖泊、沼泽、水库、海洋、地下水等“贮 水体”的总称，环境科学中水体还包括水中悬浮物、底泥 及水中生物等。
2、水体污染:指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在 水体中的本底含量和环境容量，从而导致水体物理、化学 和生物特征发生不良变化，破坏了水中固有的生态系统， 影响了水体功能，从而降低或丧失其使用价值。
➢各种水体所占比例
96.53 %
0.94% 2.53%
1.74%
0.76%
海洋水 湖泊咸水和地下咸水 淡水
0.03%
冰川 地下淡水 其他淡水
永冻土底冰 湖泊淡水 土壤水 大气水 沼泽水 河水 生物水
三、我国水资源概况
1、我国水资源总量（约2.68万亿m3），少于巴西、加拿大、 美国和印度尼西亚等国，居世界第7位。
第5章 水污染及其防治
第5章 水污染及其防治
第一节 概述 第二节 水体的污染与自净 第三节 水体污染物及其危害 第四节 水体污染防治
要求及重难点
知识要求
了解常用的水质指标和水质标准； 掌握水体污染及水体自净作用的概念。
能力要求
具备初步判识水体质量的能力。
重点
✓ 水体污染的概念及水体自净作用。
➢ 《生活饮用水卫生标准》GB5749-85，参见教材表4-2、4-3.
2）《地面水环境质量标准》 GB 3838-2002
➢ 根据地面水域的适用目的和保护目标分为五类：
Ⅰ类：适用于源头水，国家自然保护区； Ⅱ类：适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍稀水生
生物栖息地，鱼虾类产卵场，仔稚幼鱼索饵场等； Ⅲ类：适用于集中式生活饮用水源地二级保护区、一般鱼类保
➢ 若按人均水资源占有量这一指标来衡量，则仅占世界平均 水平的1/4，排名在第88名。
表 一些国家人均水量比较 单位： m3/人
国 家 巴西 加拿大 美国 印尼 印度 日本 中国 世界
人均
水量 42200 130080 13500 19000 2625 4716 2474 9360
2、水资源地区分布不均，水土资源组合不平衡 ➢ 时间上不均，夏季前后占降水两的70%以上； ➢ 空间上不均，我国南方水资源占全国总量的82％，人口数
居民用水
3、水资源的价值
（1）水具有生命维持价值 没有水——就没有生命； 缺少水——基本生活难以保障； 缺少安全供水——生活质量、健康水平很难提高。
• 联合国人权及资源机构提出：安全供水问题就是人权问 题。 （2）水具有社会价值 •人类发展、社会发展离不开水，工业化国家一般水资源 得天独厚或采用。 •解决了水问题，才使得社会经济迅猛发展，缺水国家发 展就慢。
2、水体的自净作用：受污染的各种水体在物理、化学和生物等 作用下污染物浓度自然降低的过程。 该过程中包括稀释、沉降等物理作用，氧化、还原、分解、 凝聚等化学作用，还有更重要的生物作用。
3、水体自净的过程（按作用机理分） 物理自净－稀释、混合、扩散、挥发、沉淀等，只改变污染
物物理性状、空间位置，不改变化学性质，不参与生物作用。 化学自净－酸碱中和、氧化还原、分解化合、吸附解吸等，
污染物发生了化学性质的变化，未参与生物作用。 生物自净－污染物被水体中微生物的生物分解、生物转化、
生物富集等作用而发生消失或浓度降低的过程。
三、水质、水质指标及水质标准
1、水质：水的品质，具体指水相的各种性质。如水温、pH值、 DO、COD、BOD等。
➢ 是水与其所含杂质共同表现出的物理学、化学和生物学综 合特性。
第3节 水体污染物及其危害
主要内容： 一、主要水体污染物 二、其他污染物
一、主要水体污染物
➢ 水体污染物：从环保角度看，任何物质以不恰当的数量、 浓度、速率、排放方式等排入水体，均可造成水体污染， 成为水体污染物。
按污染物化学性质分：有机污染物和无机污染物 按污染物毒性分：有毒污染物和无毒污染物 按污染物性质及特性分：
二、地球上水资源的分布
➢水资源是世界上分布最广，数量最大的资源。水覆盖 着地球表面60％以上的面积，总量达15亿立方千米。 ➢地球上水资源的分布很不均匀，各地的降水量和径流 量差异很大。全球约有三分之一的陆地少雨干旱，而另 一些地区在多雨季节易发生洪涝灾害。 ➢例如在中国，长江流域及其以南地区，水资源占全国 的82％以上，耕地占36％,水多地少。长江以北地区， 耕地占64％，水资源不足18％，地多水少，共中粮食增 产潜力最大的黄淮海流域的耕地占全国的41.8％，而水 资源不到5.7％。
等。 有关氧平衡的水质指标，如溶解氧(DO)、化学需氧量
(COD)、生化需氧量(BOD)、总需氧量 (TOD)等。
第三类，生物学水质指标
包括细菌总数、总大肠菌群数、各种病原细菌、病毒等。
➢几个重要的水质指标
1)化学需氧量(COD—Chemical Oxygen Demand)
指在一定条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量， 以氧的毫克/升表示。
2、水资源的用途
农业用水
水 工业用水
资
生活用水
源
生态用水
农田灌溉 林牧渔业
火核电工业 一般工业 城镇生活 农村生活
城镇环境用水
农村生态用水
居民用水 牲畜用水
水田 菜田 水浇地(旱地)
林果地灌溉
(含果树、苗圃、经济林等)
草场灌溉
(含人工草场和饲料基地等)
鱼塘补水
公共用水
(含服务商饮货运邮电建筑等用水)
3)总需氧量(TOD —— Total Oxygen Demand)
有机物和少量无机物在铂催化下，在燃烧炉900℃高温燃 烧成稳定的最终产物所消耗的氧的量, 以mg/l计。
4)溶解氧(DO ——Dissolved Oxygen)
指溶解于水中的游离氧，以mg/l计。一般清洁河水的 DO=5mg/l。
护区及游泳区； Ⅳ类：适用于一般工业用水区及人体非直接接触娱乐用水区； Ⅴ类：适用于农业用水区及一般景观要求水域。
3）《污水综合排放标准》 GB 8978-1996 ➢ 从控制污染源着手，制定的相应污染物排放标准 按水域功能和企业性能分：
一级标准：排入GB3838 Ⅲ类水域和排入GB3097二 类海域的污水； 二级标准：排入GB3838Ⅳ，Ⅴ 类水体和排入 GB3097三类海域的污水； 三级标准：排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的 污水。
降低光的穿透力，减少水的光合作用； 危害鱼类生长； 可成为其他污染物 的载体
酸碱、无 机盐类污 染物
酸：矿山排水及 工业排水 碱：碱法造纸、 制碱、炼油
改变水体的pH值，抑制微生物生长， 妨碍水体自净； 无机盐能增加水的渗 透性，对淡水生物和植物生长不利； 增加水的硬度
氮磷类污 染物
（3）水具有环境和生态价值 •良好的生态化系统及环境依赖于水，我国西北缺 水——生态环境脆弱。
• 环境水量：对于河流、湖泊、湿地、海湾等水域，
赖以维持生态系统并抵御各种用水竞争的基本流量。
•生态需水量：天然生态系统维系自身良性发展的
水流量。 （4）水具有经济价值 ✓水资源已经在“人类文明社会的发展和环境保护 中占据中心地位”。 ✓经济产值与水量消耗及投入的相关性上已经体现 出“水的经济价值”。
4、水体污染的后果---最后一滴水
二、水体自净
1、水体环境容量：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。
水体环境容量影响因素： 1）水体的用途和功能：地面水体有不同水质指标，每类水质
指标都决定着水环境容量大小，如水质要求越高，水环境容 量就越小； 2）水体特征：河宽、河深、流速、流量、PH值、碱度、硬度 等； 3）污染物特征：污染物的扩散性、持久性和生物降解性等， 其物理化学性质越稳定，越难降解，环境容量就越小。
难点
水质指标的理解。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第1节 概述
主要内容： 一、水资源的概念 二、地球上水资源的分布 三、我国水资源概况 四、水的循环
一、水资源的概念
1、水资源:广义上说，世界上一切水体包括海洋、 河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水和大气中的水。
水资源:通常指的是地球水分中可供人类利用的那 部分水量。
故地球水分中，除去两极冰川、海洋咸水、地下深层水 等，便于人类生产、生活使用的水资源是十分有限的。
3、水体污染的类型
1）化学性污染 （1）酸碱污染 （2）重金属污染：Hg、Pb、As，电镀，化工 （3）需氧性有机污染：生活垃圾，工业有机废料 （4）营养物质污染：N、P、K，水体富营养化，生活污水，
工业、农业废水 （5）有机毒物污染：有机农药、有机染料 2）物理性污染
（1）悬浮物污染 （2）热污染：电厂冷却水 （3）放射性污染（2011年日本核电站事件） 3）生物性污染： 致病菌 、病毒
2、水质指标：用各项水质指标来表示水中杂质的种类、成分 和数量，作为水质的衡量标准。
➢ 分为以下三类：
第一类，物理性水质指标，包括:
感官物理性指标。如温度、色度、浊度、嗅和味、透明
度等。 其他物理性指标。总固体、悬浮固体、电导率等。
第二类，化学性水质指标，包括:
一般的化学性水质指标，如酸碱度、硬度、含盐量等。 有毒的化学性水质指标，如重金属、氰化物、各种农药
占全国的 54.7％，耕地面积只占全国的35.9％，而北方水 资源占全国总量的18％，耕地面积却占全国的58.3%。全国 约有670个城市中，一半以上存在着不同程度的缺水现象； ➢ 年份上不均，有贫水和富水年之分。
3、水资源开发利用各地很不平衡
表 1999年各主要流域片区水资源利用率
地
区
松辽 片区
利用率 32%
这类物质多属于碳水化合物、蛋白质、脂肪等自然生成的有 机物，易于生物降解转化为稳定的无机物，其过程：
需氧有机物
有氧气 好氧微生物
无氧气
H2O、CO2等 甲烷菌
脂肪酸、醇
产酸菌
来源
H2O、CO2、CH4 等
主要来自生活污水、畜牧污水以及屠宰、肉类加工等食品工
业和造纸、制革、印染等工业废水。
对水体的危害
当DO≤3~4mg/l时，鱼类出现呼吸困难。
3、水质标准 为了防止生产废水与生活污水对环境的污染，保持水体
达到一定的水质标准，必须对排入水体的污染物种类和数量 进行严格控制。因此，需要制定严格的排水水质标准。
1）生活饮用水水质标准
➢ 制定原则如下： ➢ 感官性状及化学组成对人体无害。 ➢ 卫生上安全可靠，饮用水不得含有各种病原微生物和寄生虫卵； ➢ 使用时不致造成其他不良影响。
① 无机无毒物；如化肥，妨碍水体自净，改变pH值 ② 无机有毒物；如重金属，食用甲基汞鱼类得水俣病 ③ 有机无毒物；如蛋白质、脂肪，消耗氧，恶化水质 ④ 有机有毒物；如杀虫剂，容易动物体累积，危害人体 ⑤ 石油类污染物 ⑥ 其他污染物
1、无机无毒物
名称 来 源
危害
颗粒状污 染物
砂粒、土粒、矿渣 等
海河 片区
89%
淮河 片区
52%
黄河 片区
66%
长江 片区
19%
珠江 片区
18%
东南 诸河
16%
西南 诸河
1.7%
内陆 片区
45%
四、水的循环
水循环：各种水体受太阳能的作用，不断地进行 相互转换和迁移的周期性过程。
1.水的自然循环 2.水的社会循环
1、水的自然循环
2、水的社会循环
第2节 水体的污染与自净
农田施肥、农业废 弃物、生活污水等
水体富营养化
2、无机有毒物
名称
来源
危
害
非
氰 化 物
电镀废水、金银选矿 废水等
剧毒
金
属
砷
化工、有色冶金、炼 焦、火电、造纸等
累积性中毒的毒物，皮肤癌
重金属
化石燃料的燃烧、采 矿和冶金等
可以通过生物的食物链大量富 集；进入人体后可使高分子物 质发生反应失去活性。
3、有机无毒物（需氧有机物）
需氧有机物在好氧微生物的作用下转化为稳定的无机物时要
消耗水中大量的溶解氧，从而危害了鱼类的生长与繁殖。
4、有机有毒物
名称
来源
危
害
有机 氯化 合物
多氯联苯 (PCB)
化学农药
有机氯农 药