水环境质量及水污染

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1、3 水环境质量及水污染3.1 水环境标准体系 (1)什么是水环境标准？水环境标准是根据各类水域功能，为控制水污染，保护水资源，保障人体健康，维护生态平衡，促进经济建设，而制定的水环境质量评判标准。水环境标准中的水质参数及其标准值是控制水环境污染的基本依据，同时也是水环境质量的评价标准。(2)水环境标准的分类:l 水环境质量标准l 水污染物排放标准l 环境基础标准l 水质分析方法标准l 环境保护仪器设备标准l 环境样品标准 3.1.1 水环境质量标准u 水环境质量标准是为了保护与利用江、河、湖、水库、海、地下水等水域所作的规定。如：地表水环境质量标准（GB3838-2002）水质功能分区：5类

2、水质指标：水质测试方法l类 源头水、国家自然保护区；l类 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、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等；l类 集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、泅游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；l类 一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；l类 农业用水区及一般景观要求水域。3.1.2 水污染排放标准水污染排放标准是指需排入各类水域或回用的污水的水质应达到或通过处理后达到所允许的程度。水污染排放标准是执行和实施环境保护政策、法规的主要依据与控制污染源的直接手段；水污染排放标准的分类：一般排放标准；行业水污染物排放标准；地方水污染物排放标

3、准 3.1.3 水环境质量评价 什么是水环境质量评价？水环境质量评价是指利用评价模型和参数对水体的环境质量做出量化的、有效的评判，确定其水环境质量状况和应用价值，从而为防治水体污染及其合理开发利用、保护水源提供理论依据。水环境质量评价的要素：参数、模型（合成方法）、结果表示和输出水环境质量评价的目的：通过对水体的水质评价判明水体的状况和被污染的程度，为制定水资源的利用和水污染综合防治方案提供科学依据。（1）对不同地区各个时期水质的变化趋势进行分析；（2）分析对工农业生产和生态系统的影响；（3）分析对人体健康的影响；（4）根据水资源利用目的，分析水体水质的适用性。u水环境质量评价方法 名称名称基

4、本原理基本原理适用范围适用范围 优、缺点优、缺点一般统计法以监测点 的检出值与背景值或饮用水标准比较，统计其检出数、检出率、超标率及其分布规律适用于水环境条件简单、污染物质单一的地区，适用于水质初步评价简单明了，但应用有局限性，不能反映总体水质状况综合指数法将有量纲的实测值变为无量纲的污染指数进行水质评价适用于对某一水井、某一地段的时段水体质量进行评价便于纵向、横向对比，但不能真实反映各污染物对环境影响的大小，分级存在绝对化，不尽合理 数理统计法在大量水质资料分析的基础上，建立各种数学模型，经数理统计的定量运算，评价水质水质资料准确，长期观测资料丰富，水质监测和分析基础工作扎实直观明了，便于研

5、究水化学类型成因，有可比性。但数据的收集整理困难 续表 名称名称基本原理基本原理适用范围适用范围优、缺点优、缺点模糊数学综合评判法应用模糊数学理论,运用隶属度刻画水质的分级界限,用隶属函数 对各单项指标分别进行评价,再用模糊矩阵复合运算法进行水质评价区域现状评价和趋势分析考虑了界限的模糊性,各指标在总体中污染程度清晰化、定量化。但可比性较差浓度级数模式法 基于矩阵指数模式原理连续性区域水质评价克服了水质分级和边际数值衔接的不合理Hamming贴近度法应用泛函分析中Hamming距离概念，定量分析任意两模糊子集间的靠近程度适用于需自定水质级别的情况。评价具有连续性，适用于区域性评价便于根据实际情

6、况定出水质分析标准，评价结果表达信息丰富 评价方法的归纳：实际方法更多，水环境质量评价方法互有优缺点。原因在于:(1)污染物质之间存在复杂关系,对环境质量的影响程度不一;(2)水质分级 标准难以统一;(3)对水体质量的综合评判存在模糊性.n因此：方法随角度和出发点不同而不同，但方法本身应具有科学性、正确性和可比性。常用的水环境质量评价方法：u地表水单要素指数污染法：I=Ci/C0 式中 I单要素污染指数（无量纲）Ci水中某组分的实测浓度，mg/L C0背景值或参照值，mg/L判别准则：I1时，水体未污染；I1时，水体被污染u 地下水综合评价F（教材P71）u综合污染指数法和水质质量系数法（教材

7、P71）评价的一般内容和步骤：明确对象系明确对象系统和评价问统和评价问题类型题类型 对象基本对象基本信息收集信息收集 系统系统 概化概化 指标体指标体系选择系选择 指标数指标数 据收集据收集 结果输出、处理和解释指标合成 构权指标赋值指标标准化（归一化）指标数据预处理3.2 水污染 河北涉县“癌症村”河南沈丘“癌症村”水污染 天津“癌症村”洞庭湖污染太湖蓝藻爆发3.2.1 水体污染的含义 地表水体污染的含义：中国大百科全书（环境科学）（1983）：人类直接或间接地把物质或能量引入河流、湖泊、水库、海洋等水域，因而污染水体和底泥，使其物理化学性质、生物组成及底质情况恶化，降低了水样的使用价值。分

8、 析 人类：污染的来源；物质或能量：前者可能引入了某一类污染物，后者有可能是温度的上升；水体和底泥：污染的位置或对象；物理化学性质、生物组成及底质：变化 的内容；水样的使用价值：表现结果，是判断标准。分 析从前面的分析看，并不是所有向地表水排放废物的过程都叫污染，污染必须与一定的污染效应相联系，这种污染效应又必须与水体的本底容量相比较来说。这种本底容量就是我们一般所谓的水环境容量。目前水污染概念还存在不同的声音：改变了自然状况；破坏用途；超过了自净能力。上述认识实际上也是相关的，表明判断水污染需要全面、综合的看待。水水环境质量评价环境质量评价 分 析 从上面的定义还可以看出：水体污染涉及到不同

9、的过程、不同的对象。一般包括污染源、水体、排放过程以及污染物。归纳而言，水污染一般有三个重要构成部分：污染物、污染源、污染途径 地下水体污染的含义：认识尚不统一，如：法国的弗里德教授认为“污染是指地下水的物理、化学和生物特性的改变，从而限制或阻碍地下水在各方面的利用。”；美国学者米勒教授认为“污染是指由于人类活动的结果使天然水水质变到其适用性遭到破坏的程度。”地下水污染的定义是一个变化的概念。几个概念的分歧在于：污染标准问题：明确的标准和抽象的标准；污染原因问题：人为的还是自然的。评论：将天然情况下的水质演变和人为影响等同看待为水污染是不科学的，尤其是从预防的角度看时；标准的相对性和累积问题。

10、水污染的定义(结论)中华人民共和国水污染防治法：水污染是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，危害人体健康或者破坏生态平衡，造成水质恶化的现象。3.2.2 水体污染的特征 地表水体污染的特征：可视性强，易于发现；其循环周期短，易于净化和水质恢复。地下水体污染的特征：隐蔽性；难以逆转性；延缓性 上述特征对水资源保护的意义 思考3.2.3 水体污染三要素 三要素：污染源、污染物、污染途径 （一）、污染源：人为污染源 外源 点源 面源 内源 天然污染源 人为污染源：由一系列的工农业生产和生活活动过程中，所产生的能够造成水体污染的液态和固态物

11、质的源。点源：长期连续性集中排放污染物质，并对水体环境构成严重危害的污染源。包括：生活污水、工业废水和固体废弃物。污染强度大、污染效应明显、比较集中；便于集中控制。包含的污染物质：悬浮固体、氨氮、细菌等。面源：受外界气象、水文条件控制的不连续性、分散排放污染物质的源。一般是在土地活动所产生的水体污染源，包括农业、农村生活、矿业、石油生产、施工等。分布广泛，物质构成和污染途径复杂，控制难（从污染途径看）。一般要进行源头控制（生产限制），并结合水土保持等生态环境手段。面源污染造成的危害通常是富营养化和重金属污染。从污染的角度看也难以控制。面源污染的危害性很强。在以前的一项三峡库区研究中，面源污染的

12、污染贡献高于点源。内源 地面水体内部存在的污染源。形成：长期的污水排放或地面径流所携带的泥沙、种植业和养殖业固体废物、悬浮的胶体物质，以及其他有机的、无机的、固态或可溶态的物质进入目标水体后，由于重力沉积或化学的沉淀作用，在较短的时间内沉积在地面水体底部。在较为适宜的物理、化学、水文、生物作用下，受浓度梯度的控制，降低水体的使用功能。危害：沉积物一般在厌氧作用下，通过生物作用向水中释放气体或营养物质。美国：河流和湖泊污染物中，内源污染物占47%和22%我国：内源对水体污染物的“贡献”显著，是造成水体水质恢复缓慢、治理周期长、治理投入增大的重要因素之一。在很多时候，清除内源是水质恢复的重要措施。

13、天然污染源：天然污染源是天然存在的。主要指海水及含盐量高的水质差的地下水。我国沿海的一些城市和地区已出现地下咸水入侵的问题。（二）、污染物 毒性物质：主要是化学物质：有机毒物：如有机磷、农药、多氯联苯、卤代烃等；无机毒物：主要是重金属（如：汞、铬、铅等）、类金属（如砷）其他污染物质：可生物降解的有机质：碳水化合物、蛋白质等；营养物质：N、P、有机碳等；耗氧物质：含氮化合物、含碳有机物等；生物污染物质：病原菌等。常以大肠杆菌来表征；悬浮固体物 放射性物质污染物对水体的污染类型及危害 污污 染染 类类 型型 危危 害害物理性污染感官性污染使水体着色，引起人们感官不悦热污染使水体升温，危害水生生物和

14、水生植物生长，加快水体富营养化悬浮物污染降低光的穿透率，减弱水的光和作用和妨碍水体自净；堵塞鱼鳃将鱼置死；降低水中溶解氧含量；吸附水中污染物并使之迁移油类污染破坏水体的复氧条件；堵塞鱼腮 无机物污染酸、碱、无机盐类污染使水体的pH值 变化，破坏自然缓冲作用、抑制微生物生长、防碍水体自净重金属等有毒物质污染对水体、水生生物及人类健康产生危害 有机物污染有机物污染降低水中溶解氧、破坏水体复氧条件、降低水中溶解氧、破坏水体复氧条件、同时恶化水质，破坏水体功能同时恶化水质，破坏水体功能营养物质污染使水体富营养化病原微生物污染使水体成为传播各类疾病的载体（三）污染途径 地表水：连续注入：工矿企业、城镇生

15、活的污废水、固体废弃物造成的水体污染；间歇注入：农田排水、固体废物存放地降水淋滤液对水体的污染 地下水：较复杂，与地下水的运动有关 水污染三要素对水污染控制的启示:上述三要素决定了水污染控制的可能途径,对于不同的控制要素，会产生不同的控制理念和方法；有时候控制的重点可以是对污染源的控制，有时候是对污染途径的控制，有时候则可能是针对污染物的控制。对于一个特定的城镇而言，需要的很可能是综合性的控制。源头控制源头控制 消除污染源 改变污染物 水体改善和修复水体改善和修复 增水 原位生物修复 切断污染途径切断污染途径 收集和截留 回收再利用3.2.4污染物在水体中的迁移与转换 水体自净（水体的良性变化

16、）l 什么叫水体自净？污染物在进入水体后，通过物理、化学和生物因素的共同作用，使污染物的总量减少或浓度降低，曾受污染的天然水体部分地或完全地恢复原状，这种现象称为水体自净。l 水体自净过程中存在的多种作用：物理净化作用 能降低污染物在水中的浓度，但不能减少污染物质的总量化学净化作用 改变污染物质在水中的存在形态，降低其浓度，但不能减少污染物质的总量生物净化作用 改变污染物质在水中的存在状态，降低其浓度，并降低污染物质的总量n 物理净化作用l 稀释、扩散和混合 稀释：污染物进入水体后，被水体混合而使浓度降低；扩散方式：分子扩散（主要方式）、紊流扩散、纵向扩散；混合：混合状况与河流的形状、污水排放

17、形式有关。外部水的补给水量交换 水文和水动力条件变化 降低污染水体的污染程度延缓水质变化l 沉淀 沉淀能降低水体中污染物的浓度,但增加了水体底泥浓度,且可能造成二次污染 物质重新组合沉淀 水质变好n化学净化作用l氧化还原作用 主要的化学作用 水中的溶解氧与污染物发生氧化反应；水体中的微生物使污染物发生还原反应。l酸碱反应l吸附与凝聚 带电物质吸附凝聚。包括物理或化学吸附。其中化学吸附包括离子交换、表面络合和表面沉淀n生物净化作用 通过生物化学作用后，使有机污染物无机化，改变污染物的存在状态、降低污染物的浓度和总量，使之由有害向无害转化。水体的恶性变化 当排入水体的污染物质超出水体的自净能力，就

18、会使水体水质恶化。表现为：有机物分解溶解氧（DO）下降嫌气细菌增殖水体腐败、产生恶臭，生物死亡或单一化污染物质的化学结构发生变化污染物质毒性变化甚至增强沉积作用污染物质在底泥中积累，食物链中富积水体水质恶化，人体健康受威胁，生态环境危害加剧3.3 水环境质量模型 数学模型 数学模型的定义：根据对研究对象所观察到的现象及其实践经验，归结成一套反映数量关系的数学公式和具体算法，用来描述对象的运动规律，这套公式和算法称为数学模型。3.3.1 水环境质量基本模型3.3.1.1污染物质在水中运动的基本特征推流迁移分散作用污染物 的衰减和转化 推流迁移 推流迁移是指污染物质在水流作用下产生的转移作用。推流

19、迁移只能改变污染物质的位置，不能改变污染物的存在形态和浓度。污染物由于推流作用，单位时间内通过单位面积的推流迁移量的计算：式中：分别表示 方向上的污染物质推流迁移量；分别表示 方向上的流速分量；表示污染物质在水环境介质中的浓度。xxfu Cyyfu Czzfu CxfyfzfxyzxuyuzuxyzC分散作用l 分子扩散 分子扩散是由分子的随机运动引起的质点分散现象。分子扩散系数在各个方向上相同，表示分子扩散是各向同性的。l 湍流扩散 湍流扩散是指在湍流流场中质点由于湍流脉动而导致的由浓度高处向低处的分散现象。在湍流流场中，各方向湍流扩散系数不等，湍流扩散是各向异性的。l 弥散 弥散是指由于流

20、体的横断面上各点的实际流速分布不均匀所产生的剪切而导致的分散现象。弥散是各向异性的。l 以上三种扩散的扩散过程都服从斐克（Fick）第一定律，即扩散的质量通量与扩散物质的浓度梯度成正比。但由于分子扩散在任何时候都是存在的，而从扩散系数的数量级上来看，弥散项的影响最大，分子扩散则往往可以忽略，且通常所说的弥散作用实际包含了弥散、湍流扩散和分子扩散三者的共同作用，为了表达的简化，污染物由于分散作用其扩散的质量通量与浓度梯度的关系表示为：式中：表示 向的弥散通量；表示 向的弥散系数；表示 向的浓度梯度。“”表示沿污染物质浓度减少的方向扩散。l 分散作用可以改变污染物质在水体中的位置和浓度，但不能减少

21、其在水环境中的总量。xxCIDx xIxxxxDCxu污染物的衰减和转化 进入水体的污染物质在自身的运动变化规律或环境因素的作用下发生各种各样结构、组成上的变化，这一过程成为污染物的衰减和转化。l 污染物按衰减方式分为两类：一类是具有自身衰变能力的放射性物质；另一类为在微生物作用下可迅速生化降解的有机物。l 污染物的衰减过程遵循一级反应动力学规律：式中：为污染物浓度；为衰减时间；为衰减速度常数。dCkCdt Ctk3.3.1.2 水环境质量基本模型 水环境质量基本模型的定义：反映污染物质在水环境中运动的基本规律的数学模型，称为水环境质量基本模型。基本模型反映了污染物质在水环境介质中运动的基本特

22、征，即污染物质的推流迁移、分散和降解。对基本模型的假定：进入水环境的污染物质能够与水体介质相互融合，污染物质与介质质点具有相同的流体力学特征；污染物进入水环境后能够均匀地分散开，不产生凝聚、沉淀和挥发等作用，将污染物质当作介质质点进行研究。水体水质预测及预报常用的水质模型是水体的一维、二维或三维模型。一维基本模型 通过一个微小体积单元的质量平衡推导一维基本模型。一维基本模型是指描述在一个空间方向（如x方向）上存在环境质量变化，即存在污染物浓度梯度的模型。式中：为污染物的浓度，它是时间 和空间位置 的函数；为纵向弥散系数；为断面平均流速；为污染物的衰减速度常数。l 一维模型较多地应用于比较长而狭

23、窄的河流水质模型22xxCCCDukCtxxCtxxDxuk 二维基本模型 污染物质在 方向和 方向都存在浓度梯度时，可以建立起 、方向的二维水质基本模型：式中：为 方向弥散系数；为 方向平均流速；是时间 、空间位置 和 的函数；其他符号同一维水质模型。l 二维水质基本模型多应用于宽的河流、河口，较浅的湖泊、水库。xyxyy2222xyxyCCCCCDDuukCtxyxyyyDyuCtxy 三维基本模型 如果污染物质在三维空间都存在浓度梯度，则可以确定三维空间的水质基本模型：式中：,分别为 ,方向的湍流扩散系数；为时间 ,空间位置 ,的函数;为 方向平均流速；其他符号同二维水质模型。l 三维模

24、型在理论上是完整的，但求解很难，工程应用困难。海洋水质模拟大多应用三维模型。22222xyzxyzCCCCCCCEEEuuukCtxyzxyzxEyEzExyzCtxyzzuz3.3.2 水体水质模型的解析解及应用 实际的水体水质模型大多复杂模型,不易求得模型的解析解难解，但由于解析解应用方便，所以在特定条件下来求解析解。假定的条件：介质的流动状态稳定、均匀，即水体的流动状态在研究时段内不随时间变化；污染物的分布只随污染源变化。3.3.2.1 瞬时源的扩散 瞬时源为瞬时集中排放的污染源，如污染物意外倾泄于水体。（一）瞬时源在静止水体中的扩散l 湖、塘、水库、海洋等，都属于相对静止的水体。污染物

25、的扩散只有分子扩散。在无边界影响下，根据Fick第二扩散方程式，可求得描述污染物质扩散过程的解析解。l若在空间上的多个点同时投入污染物，则其在空间上的分布可通过单点扩散叠加求解。l单点瞬时源扩散方程基本解：一维扩散 二维扩散 三维扩散2(,)exp()44xxMxC x tD tD t22(,)exp()444xyxyMxyC x y tDtDtt D D2223(,)exp()444(4)()xyzxyzMxyzC x y z tDtDtDttDDD（二）瞬时源在流动水体中的扩散 一般河流等都属于流动水体。求解瞬时源在河流中的解析解时，可以认定污染物质的扩散是源点以速度 循 方向移动，若取速

26、度为 的移动坐标系 （为污染源在 轴距静止坐标系原点的距离），将问题转化为污染物质在静止水体中的扩散。解析解 的表现形式即将瞬时源在静止水体中扩散的解析解中的 用 代替。xuxxu1xxx ut x1xx1x3.3.2.2 连续源的扩散 连续源是指从某时刻开始，在某处连续不断排入污染物。如城市污水排放口。（一）连续源在静止水体中的扩散 （二）连续源在流动水体中的扩散3.3.3 河流氧垂曲线方程 3.3.3.1 水体的耗氧与复氧 一、水体的耗氧 流入水体的有机物质可被水中微生物氧化分解，同时消耗水中的溶解氧（DO）。造成水体氧消耗 的主要因素有：有机物（含碳化合物）氧化分解耗氧；含氮化合物氧化分

27、解耗氧；水底底泥分解耗氧；水生植物呼吸作用耗氧；水体中其他还原性物质耗氧 （一）有机物耗氧 当河流受纳有机污染物后，沿水流方向产生的有机物输移量远大于扩散稀释量，当河水流量与污水流量稳定、河水温度不变时，有机物生化降解的耗氧量与有机物的量成正比，即呈一级反应，属一维水质模型。解析解为：01exp()tLLK t1010k ttLL （二）含氮化合物硝化耗氧水体中若有未氧化的氨氮存在，会产生硝化作用而消耗溶解氧。硝化反应的速度与水的温度、pH值、溶解氧浓度有关。（三）水底底泥的分解耗氧水底底泥中的有机物在缺氧条件下发生厌氧反应，产生的有机酸、甲烷、二氧化碳、氨等气体释放到水体中时会消耗水中的氧；

28、底泥被搅拌起来后消耗溶解氧；在底泥与流水的接触面上底泥中污染物质进行好氧分解消耗溶解氧。（四）水生植物呼吸作用耗氧 水生植物（如藻类）因呼吸作用而耗氧。通常把藻类呼吸耗氧速度看作是常数，即 在一般情况下，R的值在05mg/(I.d)（五）水体中其他还原性物质耗氧 水体中存在的一些其他还原性物质在还原的过程中消耗溶解氧。如：含有亚硫酸盐的工业废水排入河川后，可立即消耗溶解氧。()rDORt 二、水体复氧 水体复氧的来源有：上游来水或潮汐河段海水所带来的溶解氧；排入水体的废水所带来的溶解氧；大气复氧；水生植物的光合作用。以上四种作用中，大气复氧和水生植物的光合作用是水体复氧的主要来源。大气复氧l

29、通过河流水面与大气的接触，空气中的氧不断溶入河流中，这就称为大气复氧。l 当其他条件一定时，复氧速率与水的亏氧量D成正比。式中：复氧速率常数 亏氧量，一定温度下，水中饱和溶解氧含量mg/L 河水中溶解氧含量，mg/Ll 氧的溶解速度在很大程度上受水的搅动和与空气接触面的大小等因素的影响。02()d DDK Ddt00,tDD2KDsD C CSCC3.3.3.2 氧垂曲线 一、S-P模型S-P模型是最早出现的河流水质模型，由美国工程师斯特里特Street和菲尔普斯Phelps在研究Ohio河水质污染与自净时提出的。S-P模型的核心内容是建立河流中主要的耗氧过程与复氧过程之间的偶合关系。S-P模

30、型的三个主要假设：河流中的耗氧过程源于水中BOD，且BOD的衰减符合一级反应动力学；河流中溶解氧的来源是大气复氧；耗氧与复氧的反应速度定常。S-P模型的基本形式 式中：L表示河流的BOD值；D表示河流的氧亏量；表示河流的BOD衰减速度常数；表示河流的复氧速度常数；t表示河流的流行时间。S-P模型的解析解 式中：和 分别表示河流起点的BOD和DO氧亏量ddLk Ldt dadDk Lk Ddtakdk0exp()dLLk t00exp()exp()exp()ddaaadk LDk tk tDk tkk0L0D 二、氧垂曲线 根据S-P模型绘制的溶解氧沿程变化曲线称为氧垂曲线。令 可以得到临界点的

31、氧亏值和临界点距污水排放点的时间：0dadDk Lk Ddt0exp()dcd cakDLk tk00()1ln1aadcadddkDkktkkkL k3.4 水环境容量 环境容量的概念最先是由日本学者提出来的。环境容量是环境对污染物的自净同化能力。日本学者吉川博在环境工程学的系统化中提出：“环境容量是由自然还原能力，人工处理设施和人们对环境的意见等所规定的整个生活圈内所允许的活动容量。”日本学者矢野雄辛提出：“环境容量是按环境质量标准确定的，一定范围的环境所能承纳的最大污染物负荷总量。”欧美国家的学者较少使用环境容量这一术语，而是用同化容量、最大容许纳污量和水体容许容许排污水平等概念。我国使

32、用环境容量的概念，对环境容量的研究开始于70年代。水环境容量的定义：在满足水环境质量标准的要求下，水体最大允许污染负荷量称为水环境容量或水体的纳污能力。水环境容量是一个取决于自然要素、污染物性质、水体功能及经济技术条件的函数。可表示为：0(,)NWf C C x Q q t3.5 城镇水污染控制及其发展3.5.1 城市水污染问题的发展人类对水污染问题的认识和采取的控制措施经历了一个由不认识到认识、忽视到重视、被动到主动的复杂过程；伴随着人类聚居点的出现，水污染问题就已经发生；19世纪初期以前：城市水污染以人畜生活排泄物和相伴随的细菌、病毒等的污染为主，常常导致水质恶化、瘟疫流行。（如中世纪的黑

33、死病、伦敦的霍乱）；19世纪中期以后：工业革命迅速发展，也带来了城市水污染的新特点，主要是工业废水量排放较多，污染物的质量也发生较大的变化。同时现代农业以高投入的高新技术为特征，即解谐耕作、大量使用化肥和杀虫剂。20世纪40年代：在一些工业发达国家纷纷发生了大规模的污染问题，如日本的水俣病，污染的范围和强度都有了新的变化；20世纪90年代以来：持久性有机物和持久性化合物等等污染物质使得环境污染范围广、强度高、毒性强、影响面大、控制难。水污染不再是局部的，而是跨国度、遍布于整个流域的流域性水污染问题。其中最典型之一是欧洲的莱茵河。3.5.2 城市水污染控制思想和手段的发展国际上：l 20世纪60

34、年代以前：水污染控制初期。排出口处理技术；l 20世纪60年代末期以后：污染综合防治较高级阶段我国：l 由点源治理到综合防治，由浓度控制到总量控制；l 20世纪70年代末期之前：工业污染源的污染治理；l 20世纪80年代以后：开始进入污染综合防治；l 现在：要考虑更多的方面（如防污减灾战略）；l 新的“分散控制”思想3.5.3 浓度控制管理模式的弊端治标不治本；对于排放口实行一刀切，造成每个单位都要用较大的精力考虑污水治理问题；重视工程措施，忽视政策导向和各种管理手段的综合利用；布局分散，占地面积大，投资多，处理费用高，污水处理设施难以持续运行；不利于实行污染治理的社会化和环保产业的形成与发展

35、。3.5.4 城市水污染集中控制 污染集中控制：在特定区域或一定范围内，为控制污染、保护环境所采取的集中处理和处置等工程技术措施和管理措施，以实现污染物削减量最大、投资量最小的目标。城市水污染集中控制：为控制城市工业及生活污水所造成的污染，采取的污水集中治理技术措施和配套的管理措施。l 目标：实现规模效益，以污染控制总费用最低，换取污染物削减量最大。包含3层意思：集中控制必须在一个经济合理的范围内，对同类型污染采取有针对性的、行之有效的集中控制手段和措施；集中控制的手段是多元化的，既有管理手段又有工程技术手段，集中控制应具有一定规模；其目标是实现规模效益。3.5.5 总量控制 总量控制：在污染

36、严重、污染源集中的区域或重点保护的区域范围内，通过有效的措施，把排入这一区域的污染物总量控制在一定的数量之内，使其达到预定环境目标的一种控制手段。区域的排放总量是区域内工业、交通、生活等污染源产生的污染物总和。总量控制的程序：确定总量控制去范围根据区域功能、规划的环境目标和年限进行区域污染源调查和区域环境容量研究确定污染源污染与环境质量目标之间的输入响应关系制定总量控制目标确定控制对象和分配排放量（削减量）确定污染控制和处理手段，规划处理设施3.5.6 水污染控制的措施经济手段l 排污收费，实行“谁污染，谁治理；谁受益，谁付费”。l 水污染存在着外部性，必须依靠市场和公共政策两个方面进行，单独

37、一方都不可能达到水污染的完善控制。政策方面l 产业化方向的发展是水污染控制的一个新的方向法律方面工程技术方面l 排水管网系统l 城镇污水处理厂3.5.7 水污染控制规划 水污染控制规划：l 本世纪60年代以来，随着系统工程方法和计算机技术的发展而提出的。l 它是 在污染源调查和水质现状评价的基础上，依照国家或城市对相应水体功能的环境质量要求，建立相应的数学模型，计算出水体中各污染物的最大允许排放量（即水环境容量），然后根据规划水平年预测的污染负荷计算出污染物削减量，以使水域功能满足所要求的环境质量标准。l 削减污染物量可以有多种方法和措施，水污染控制规划必须通过经济效益、环境效益和社会效益的分

38、析和比较，优化出满意的实施方案。水污染控制规划的步骤：l规划背景资料的收集和研究；l水体污染负荷研究；l水体水质评价与水质预测；l水环境容量研究；l水污染控制规划方案。水污染控制规划的方法：l线性规划法；lGIS法；l类神经网络法；l层次分析法。3.5.8城市水污染控制的发展趋势 从集中化走向分散化；污水处理由无害化转向资源化，并与水回收、再用和循环相结合；处理技术从单一化走向多样化；处理后的污水和雨水将成为越来越重要的补充性水资源；有毒和有害 的工业废水与生活污水混合成立将转向分别成立，以利于回收利用；高投入、高能耗和复杂的污水处理技术将被低投入、低能耗、高效、简易的污水处理技术或对环境友好的处理技术所代替；从对点源 的控制发展到点源和面源的综合治理，为此需要实行流域和区域综合治理；大范围的水污染治理将从各自为政的分散治理过渡到流域性或区域性的综合治理。3.5.9 污染源的调查目的：判明水体污染现状、污染危害程度、污染发生的过程、污染物进入水体的途径及污染环境条件，并揭示水污染发展的趋势，确定影响污染过程的可能的环境条件和影响因素。通过污染源调查，旨在掌握污染源的类型、数目及其分布；各种类型污染源排放的污染物的种类、数量及其随时间变化情况；各类污染源的排放方式和排放规律等。内容：污染现状、污染源、污染途径以及污染环境条件。