第四章 水环境污染

• 径流型
• 其特点是，污染物通过地下径流的形式侧 向进入含水层，即或者通过深切割的污水 河渠，或者通过废水处理井，或者通过岩 溶发育的巨大岩溶通道，或者通过废液地 下储存的破裂进入其他含水层。
• 越流型
• 其特点是，污染物通过层间越流的形式转 移入其他含水层。
• 这种转移或者是通过天然途径（水文地质 天窗）
多诺 美国的宾夕法尼亚州多诺拉城有许多大型炼铁厂、炼锌厂和硫酸厂。1948 年 拉烟 10 月 26 日清晨，大雾弥漫，受反气旋和逆温控制，工厂排出的有害气体扩散 雾事 不出去，全城 14000 人中有 6000 人眼痛、喉咙痛、头痛胸闷、呕吐、腹泻。 件 17 人死亡。
2
伦敦 烟雾 事件
自 1952 年以来，伦敦发生过 12 次大的烟雾事件，祸首是燃煤排放的粉尘和 二氧化硫。烟雾逼迫所有飞机停飞，汽车白天开灯行驶，行人走路都困难， 烟雾事件使呼吸疾病患者猛增。1952 年 12 月那一次，5 天内有 4000 多人死 亡，两个月内又有 8000 多人死去。
• 通过人为途径（结构不合理的井管、破损 的井管、止水效果不佳的井管等），
• 人为开采引起的地下水动力条件的变化而 改变了越流方向，使污染物通过大面积的 弱隔水层越流转移到其他含水层，
• 其污水来源可能是地下水环境本身的，也 可能是外来的，它可能污染承压水或潜水。
• 各类水体对污染的承受特点
• 降水。受大气污染物的污染，一方面起到大气清 洁剂的作用；另一方面是地面第二次污染源。它 受降水量的大小、频率、强度、历时、间隔所控 制。降水水质受地区影响较大。
降水带入地表水体。如酸雨污染等；
• 地表水体的污染途径 • （4）水体上船舶直接向水体排泄液体，
使地表水受到污染； • （5）污染的地下水补给地表水，使地
表水受到污染； • （6）弹药炸弹等直接落入地表水体； • （7）矿体下游异常水晕（水分散晕）、
海水、咸水、石油等天然污染源通过 地下渗透等途径进入地表水体。
• 地下水污染途径
• 间歇入渗型 • 连续入渗型 • 径流型 • 越流型
• 间歇入渗型
• 其特点是，污染物通过大气降水或灌溉水 的淋滤，使固体废物、表层土壤或地层中 的有害或有毒组分，周期性地从污染源通 过包气带渗入含水层。这种渗入多半是呈 非饱和状态的淋雨状渗流形式，或者呈短 时间的饱水状态连续渗流形式。污染源一 般是固态而不是液态。
水中的污染物
类型 化 学 性 污 染 物
主要污染物
微量金属
Fe、Cu、Zn、Ni、V、C 等
无机
非金属
Se、N、B、C、Br、I、 Si、CN-等
无毒物
酸、碱、盐 污染物
HCl、H2、SO4、H2、SO4、 HCO3-、HS-、SO42-、CO32-、 Cl-酸雨等
硬度
Ca2+、Mg2+
碳水化合物、蛋白质、油 需氧有机物（有机无毒物）
第二节 典型水污染的特征
• 无机毒物污染
• (1)酸、碱、盐污染
• 酸、碱或盐类污染物水溶液形态存在于环境， 它们溶于水中后会通过离解或进一步水解产生 各种相应的阳离子和阴离子，这些离子又会更 进一步地发生配合、氧化还原、酸碱、沉淀等 反应。
• 酸、碱和盐污染水体后使pH发生变化，由此 破坏水体的自然缓冲作用，消灭或抑制细菌和 微生物的生长，妨碍水体自净，还可腐蚀金属 船体。
洛杉 夏季，美国西海岸的洛杉矶市。该市 250 万辆汽车每天燃烧掉 1100 吨汽油。 矶光 汽油燃烧后产生的碳氢化合物等在太阳紫外光线照射下引起化学反应，形成 化学 浅蓝色烟雾，使该市大多市民患了眼红、头疼病。后来人们称这种污染为光 烟雾 化学烟雾。1955 年和 1970 年洛杉矶又两度发生光化学烟雾事件，前者有 400 事件 多人因五官中毒、呼吸衰竭而死，后者使全市四分之三的人患病。
工业废渣
工业废渣（垃圾）来源复杂，种类繁多。 冶金工业产生含氯化物的垃圾；造纸工业 产生含亚硫酸盐的垃圾；电子工业产生含 汞的垃圾；石油-化学工业产生含多氯联苯 （PCB）、农药废物和含酚焦油的垃圾 等
• 工业废气
• 工业生产用的染料和工业生产过程中 排放的工业废气，其主要成分是SO2、 CO2、氮氧化合物等。某些情况下在 局部地区便可造成污染，其中的污染
• 包气带：地面以下潜水面以上的地带。也 称非饱和带， 是大气水和地表水同地下水 发生联系并进行水分交换的地带,它是岩土 颗粒、水、空气三者同时存在的一个复杂 系统。包气带具有吸收水分、保持水分和 传递水分的能力。
• 连续入渗型
• 本类型的特点是，污染物随污水或污染溶 液不断地渗入含水层。在这种情况下，或 者包气带完全饱水，呈连续渗入的形式渗 入含水层，或者包气带上部饱水呈连续渗 流的形式，下部不饱水呈淋雨状的渗流形 式渗入含水层。这种类型的污染，其污染 组分是液态的。
• （2）酸雨污染 • （3）地下水硬度升高
• 城市生活污水、垃圾及土壤中有机质等在 生物降解过程中产生CO2，打破了原来地下 水中CO2平衡压力，促进CaCO3的溶解。
• 盐效应促进地下水硬度升高
• 盐污染产生的阳离子交换作用导致地下水 永久硬度的持续增长
毒污染
造成水体毒污染的污染物可分为四个亚类： ○1 非金属无机毒物（CN-、F-、S2-）； ○2 重金属与类金属无机毒物（Hg、Cd、Pb、Cr、As 等）； ○3 易分解有机毒物（挥发酚、醛、苯等）； ○4 难分解有机毒物（DDT、666、狄氏剂、艾氏剂、 多氯联苯、多环芳烃、芳香胺等）。
• 相对来说，农业污染源具有两个特点。 • 一是含有机质、植物营养素及病原微
生物高 • 二是含较高的化肥、农药
交百度文库污染源
• 交通污染源 • 铁路、公路、航空、航海等交通运输部门，
除了直接排放各种作业污水（如货车、货 船清洗废水），还有船舶的油类漏泄、汽 车尾气钟的铅通过大气降水而进入水环境 等。例如，船舶在水域中航行时排放的污 水，会对水体造成污染，其主要污染物是 石油等。
• 各类水体对污染的承受特点
• 地面水。水质、水量受人类活动影响大， 几乎各种污染源的污染物，通过各种途径 都可进入地面水，且向下游汇集，但水源 更新期短，易稀释、扩散、自净。它受降 水、地形、土质、水生物等多方面因素的 控制。
• 各类水体对污染的承受特点
• 地下水。一般有一定保护层，较地面水难 污染。能通过河、沟、渠、坑、井、田的 污水下渗而污染，一旦被污染就难于恢复， 更新期长，难稀释、难扩散自净。如形成 漏斗，污染物只能向供水水源集中。它受 补给区、水文地质条件与开采条件的控制。
生活垃圾 新鲜的生活垃圾含有较多的硫酸盐、氯化 物、NH3、BOD、TOC、细菌混杂物和腐败的有机质。这 些废物经生物降解和雨水淋滤后，可生产 Cl-、SO42-、NH4+、 BOD、TOC 和 SS 含量高的淋滤液污染地下水，还可产生 CO2、NH3 等气体。
农业污染源
• 农药、化肥、农村污水和灌溉水是水 体污染的主要来源
CN-+CO2+H2O→HCN+HCO3(2)化学氧化和微生物分解。水中氰化物可在细菌参与下，首先被溶解于水中 的氧气氧化，然后通过细菌的作用继续分解到产生 CO2 为止：
NH4+→NO2-→NO3↗ HCN→CNO↘ (HCOOH)→C2O+H2O
毒污染
• 2 重金属与类金属无机毒物
• 重金属的毒害作用 • 重金属的生物链富集作用 • 重金属的来源及防治
事件
详情
马斯 河谷 烟雾 事件
比利时马斯河谷工业区。在这个狭窄的河谷里有炼油厂、金属厂、玻璃厂等 许多工厂。12 月 1 日到 5 日的几天里，河谷上空出现了很强的逆温层，致使 13 个大烟囱排出的烟尘无法扩散，大量有害气体积累在近地大气层，对人体 造成严重伤害。一周内有 60 多人丧生，其中心脏病、肺病患者死亡率最高， 许多牲畜死亡。这是本世纪最早记录的公害事件。
物溶解于降入水渗入地下，即可污染 地下水
生活污染源
• 生活污水 生活污水是指由人类生活产生的 污水。城市和人口密集的剧中区是主要的 生活污染源。
• 生活污水主要是SS（悬浮固体）， B氮O）D、（A生B化S（需合氧成量洗）涤、剂NH）4-、NP（、铵Cl、 细菌和病毒含量高，其次是Ca、Mg等， 重金属含量一般都是微剂量。其中对 水威胁最大的是氮、细菌和病毒。
第四章 水环境污染
水污染形成原因 典型水污染特征
第一节水污染形成原因
• 水污染:水体受到人类或自然因素的影响， 使水的感观性状(色、臭、味、浊度、物理 化学性能(温度、酸碱度、电导性、氧化还 原电位、放射性等)、化学成分(无机、有 机)、生物组成(种类、数量、形态、品质) 及底质情况等产生了不利于人类、生产生 活的水质恶化现象，这就是水污染。
病原微生物
砷、NO3-、NO2-、NH4+等 细菌、病毒、病虫卵、寄生虫、
原生动物、藻类等
固体污染物
溶解性固体、胶体、悬浮物、尘
土、漂浮物等
感官性污染物
H2S、NH3、胺、硫、醇、染料、 色素、恶臭、肉眼可见物、泡沫等
热污染
工业热水等
放射性污染物
238U(铀)、232Th（钍）、226Ra（镭）、 90Sr（锶）、137Cs（铯）、289Pu（钚）
• 水体人为污染源是指有人类活动产生的污 染源，是环境保护防治的主要对象。
• 根据人类活动方式，主要有以下几种污染 源。
• 工业污染源 生活污染源 农业污染源 交通 污染源 城市地表雨水径流
工业污染源
• 工业污染源主要是工业污水、废渣、废气 • 工业污水 • 成分特点: • ①悬浮物含量高，可达100~3000mg/L； • ②生化需氧量（BOD）高可达200~500mg/L；化学需
氧量（COD）更高，可达400~1000mg/L； • ③酸、碱度变化大，pH可变化在5~11，最低2，最高
13； • ④温度高，可达40多度，造成热污染；
• ⑤含易燃、低沸点的挥发性液体，如汽油、苯、丙酮、 乙醇、石油等易燃污染物，易着火酿成水面火灾；
• ⑥有多种多样有毒有害成分，如酚、氰、油、农药、多 环芳烃、染料、重金属、放射性等。
等
水污染方式及污染途径
• 水污染方式
• (1)直接污染 • (2)间接污染
水污染方式及污染途径
• 水污染的途径
• 地表水体的污染途径 • （1）工业污水、生活污水通过城市排污
或下水道直接排入地表水体； • （2）化肥、农药等面状污染源被降雨淋
溶，污染物通过地面径流排入地表水体； • （3）污染物质先扩散到大气层，并通过
• 污染源分类
• 从形成原因或污染物来源划分 :天然污染源和人 为污染源
• 如按水体类型划分可分为降水污染源、地面污 染源、地下水污染源、海水污染源
• 如果根据污染源作用空间或形态划分，可分为 点源、线源、面源和移动源污染；
• 根据污染源的排放时间或作用时间长短可分为 连续污染源，间断性污染源和瞬时性污染源。
毒污染
• 1 非金属无机毒物 • 氰化物的生物毒性 氰化物是剧毒物质，大
多数氰的衍生物毒性更强，由于它能在体 内产生氰化氢，抑制细胞色素氧化酶的正 常功能，使细胞呼吸受到麻痹引起窒息死 亡。
毒污染
水体对所受纳氰化物有较强自净作用。自净途径有两种。 （1）氰化物的挥发。氰化物与酸性物质（例如溶于水的 CO2）作用产生气态 HCN 排向大气：
脂、氨基酸、木质素等
有毒 物质
重金属
Hg、Cd、Pb 等
生物性 污染物
物理 性污 染物
水中污染物
重金属
Hg、Cd、Pb 等
有毒 物质
非金属 有机物
F-、CN-、AS 酚、苯、醛、有机磷农药、 有机氯农药、多氯联苯
（PCB）、多环芳烃、芳香烃
油类污染物
石油等
营养性污染物
有机氮、有机磷化合物（洗涤剂）、
• 根据污染物相态：液体污染源、固体污染源和 气体污染源
• 根据排放污染物种类不同，可分为有机、无机、 热、放射性、重金属、病原体等污染源。
• 天然污染源
• 天然污染源，也称自然污染源，是指天然（或自 然）存在的污染源。天然污染源主要是海水、咸 水及含盐量高或水质差的含水层（体）、石油等。
• 天然污染源主要污染地下水，因为地下水开采活 动可能导致天然污染源进入开采含水层，如在海 洋地区由于地下水淡水的超量开采引起海水入侵， 在内陆地区由于上层地下淡水超量开采而形成下 层盐水的上升锥，地下水勘探与开采活动中引起 的石油污染，采矿活动中矿坑谁的污染等。