环境学概论水体环境

《环境学概论水体环境》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环境学概论水体环境（205页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、12/24/20221环境学概论环境学概论广东石油化工学院理学院地理系广东石油化工学院理学院地理系陈陈 修修 文文12/24/20222 12/24/2022312/24/202243%12/24/2022512/24/20228第一节 水体环境概述12/24/2022912/24/202210 1.12/24/20221112/24/20221212/24/202213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、江河和相对静止的塘堰、水库、湖泊、沼泽，以及受潮汐影响的三角洲与海洋。（68）当污染物进入河流、湖泊、海洋或地下水等水体后，其含量超过了水体的自然净化能力，使水体的水质和

2、水体底质的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值和使用功能的现象，被称作为水体污染。（69）12/24/202214污染物质进入天然水体后，通过一系列物理、化学和生物因素的共同作用，使水中污染物质的浓度降低，这种现象称为水体的自净。指河水中的污染物质浓度在河水向下游流动中的自然降低现象。1）物理净化：污染物因稀释、扩散、沉淀等作用而使浓度降低的过程。其中稀释作用是一项重要的物理净化过程。2）化学净化：污染物因氧化、还原、分解等作用而使浓度降低的过程。3）生物净化：由于水中生物活动，尤其是水中微生物对有机物的氧化分解作用而引起的污染物质浓度降低的过程。1）河水与大气间的自

3、净作用河水与大气间的自净作用 这种作用的表现，如河水这种作用的表现，如河水中的中的COCO2 2、H H2 2S S等气体的释放。等气体的释放。2 2）河水中的自净作用）河水中的自净作用 污染物质在河水中的稀释、扩散、污染物质在河水中的稀释、扩散、氧化、还原，或由于水中微生物作用而使污染物质发生氧化、还原，或由于水中微生物作用而使污染物质发生生物化学分解，以及放射性污染物质的蜕变等等。生物化学分解，以及放射性污染物质的蜕变等等。3 3）河水与底质间的自净作用）河水与底质间的自净作用 这种作用表现为河水中悬这种作用表现为河水中悬浮物质的沉淀，污染物质被河底淤泥吸附等等。浮物质的沉淀，污染物质被河

4、底淤泥吸附等等。4 4）河流底质中的自净作用）河流底质中的自净作用 由于底质中微生物的作用使由于底质中微生物的作用使底质中的有机污染物质发生分解等。底质中的有机污染物质发生分解等。1）水情要素：如水温、流速、流量、含沙量等。2）污染物的性质和浓度。3）水生生物的种类和数量。4）环境介质条件。12/24/20221512/24/20221612/24/202217水体污染源指：向水体排放污染物水体污染源指：向水体排放污染物的场所、设备和装置等。通常也包括污的场所、设备和装置等。通常也包括污染物进入水体的途径。染物进入水体的途径。（P69）12/24/20221812/24/20221912/24

5、/20222012/24/20222112/24/20222212/24/20222312/24/20222412/24/20222512/24/20222612/24/20222712/24/20222812/24/20222912/24/20223012/24/202231 12/24/20223212/24/20223312/24/20223412/24/20223512/24/202236 12/24/202237污染水体中的酸主要来自矿山排水及许多工业酸主要来自矿山排水及许多工业废水废水（酸洗废水、粘胶纤维和酸性造纸废水等）。（酸洗废水、粘胶纤维和酸性造纸废水等）。主要由硫化矿物的氧

6、化作用和二氧化硫的酸化形主要由硫化矿物的氧化作用和二氧化硫的酸化形成。成。水体中的碱主要来源于碱法造纸、化学纤维、水体中的碱主要来源于碱法造纸、化学纤维、制碱、制革以及炼油等工业废水。制碱、制革以及炼油等工业废水。酸性废水与碱性废水中和可产生各种一般盐酸性废水与碱性废水中和可产生各种一般盐类，酸性废水、碱性废水与地表物质相互反应也类，酸性废水、碱性废水与地表物质相互反应也生成一般无机盐类，所以酸和碱的污染也必然伴生成一般无机盐类，所以酸和碱的污染也必然伴随着无机盐类的污染。随着无机盐类的污染。1 1）pHpH值发生变化，破坏其自然缓冲作用，消灭或抑制细值发生变化，破坏其自然缓冲作用，消灭或抑制

7、细菌及微生物的生长，妨碍水体自净，腐蚀船舶。菌及微生物的生长，妨碍水体自净，腐蚀船舶。世界卫生组织规定的国际饮水标准中世界卫生组织规定的国际饮水标准中pHpH值的合适范围值的合适范围是是7.07.08.58.5，极限范围是，极限范围是6.56.59.29.2。在渔业水体中的。在渔业水体中的pHpH值值一般认为不应低于一般认为不应低于6.06.0或高于或高于9.29.2，因为，因为pHpH值为值为5.55.5时鲑鱼时鲑鱼就不能生存，就不能生存，pHpH值为值为5 5时就会使某些鱼繁殖率下降，有些时就会使某些鱼繁殖率下降，有些鱼类就要死亡。农业用水的允许鱼类就要死亡。农业用水的允许pHpH值在值在

8、4.54.59.09.0之间。之间。2 2）增加水中的一般无机盐类和水的硬度）增加水中的一般无机盐类和水的硬度12/24/2022381）金属的比重大于5者（也有人认为大于4者）为重金属。比重大于5的金属有45种左右，大于4的约可举出60种。2）周期表中原子序数大于钙（20）者，即从抗（21）起为重金属。3）重金属为有毒金属。主要指汞、镉、铅、铬，以及类金属砷等生物毒性显著的重元素，也指具有一定毒性的一般重金属如锌、铜、钴、镍、锡等，目前最引起人们注意的是汞、镉、铬等.(不严格，因为轻金属中的锂和铍也有毒性，而重金属中的某些元素并没有毒性。)重金属是构成地壳的物质，在自然界分布非常广泛。重金属

9、在自然环境的各部分均存在着本底含量，在正常的天然水中金属含量均很低，汞的含量介于0.0n0.00n毫克升之间，铬含量小于0.00n毫克升，在河流和淡水湖中铜的含量平均为0.02毫克升，钴为0.0043毫克升，镍为0.001毫克升。化石燃料的燃烧；采矿和冶炼；通过工业企业的废水、废气、废渣。1 1）在天然水中只要有微量重金属即可产生毒性效应，一般重金属产生毒性）在天然水中只要有微量重金属即可产生毒性效应，一般重金属产生毒性的范围大约在的范围大约在110110毫克升之间，毒性较强的金属如汞、镉等产生毒性的毫克升之间，毒性较强的金属如汞、镉等产生毒性的浓度范围在浓度范围在0.010.0010.010

10、.001毫克升以上；毫克升以上；2 2）水体中的某些重金属可在微生物作用下转化为毒性更强的金属化合）水体中的某些重金属可在微生物作用下转化为毒性更强的金属化合物。如汞的甲基化作用，物。如汞的甲基化作用，19651965年发生在新俣县的水俣病系由年发生在新俣县的水俣病系由6060公里以外的公里以外的阿贺野川上游昭和电气公司排出的含汞废水污染所致。阿贺野川上游昭和电气公司排出的含汞废水污染所致。3 3）生物从环境中摄取重金属可以经过食物链的生物放大作用，逐级在）生物从环境中摄取重金属可以经过食物链的生物放大作用，逐级在较高级的生物体内成千万倍地较高级的生物体内成千万倍地富集富集起来，然后通过食物进

11、入人体，在人体起来，然后通过食物进入人体，在人体的某些器官中积蓄起来造成慢性中毒，影响人体正常生活。的某些器官中积蓄起来造成慢性中毒，影响人体正常生活。12/24/202239在污染水体中的需氧污染物主要来自生活污水、牲畜污在污染水体中的需氧污染物主要来自生活污水、牲畜污水及食品、造纸、制革、印染、焦化、石油化工等工业废水。水及食品、造纸、制革、印染、焦化、石油化工等工业废水。从排水的量上看：生活污水是需氧污染物质的最主要来源。从排水的量上看：生活污水是需氧污染物质的最主要来源。目前国外不少城市的生活污水已达目前国外不少城市的生活污水已达600600升天升天人。人。天然水的生化需氧量绝大部分在

12、天然水的生化需氧量绝大部分在1212毫克升之间。毫克升之间。未经处理的生活污水的生化需氧量约为未经处理的生活污水的生化需氧量约为300500300500毫克毫克升。升。农场牲畜污水的生化需氧量一般比生活污水大农场牲畜污水的生化需氧量一般比生活污水大5 5倍。倍。焦化厂的污水的生化需氧量达焦化厂的污水的生化需氧量达1400200014002000毫克升。毫克升。皮革厂的污水生化需氧量达皮革厂的污水生化需氧量达22023002202300毫克升。毫克升。1 1、在被需氧有机物严重污染的水体中，溶解氧急剧下降，甚、在被需氧有机物严重污染的水体中，溶解氧急剧下降，甚至产生无氧层。当溶解氧不能满足鱼类要

13、求时，它们便力图逃至产生无氧层。当溶解氧不能满足鱼类要求时，它们便力图逃离那个地区，当溶解氧降低到离那个地区，当溶解氧降低到1 1毫克升时，大部分鱼类就要发毫克升时，大部分鱼类就要发生窒息死亡。生窒息死亡。（在鱼类中只有少数种类，如乌鳢、鳝鱼、泥鳅等除必要时可（在鱼类中只有少数种类，如乌鳢、鳝鱼、泥鳅等除必要时可利用空气中的氧。某些鱼类对溶解氧要求特别严格，如河鳟要利用空气中的氧。某些鱼类对溶解氧要求特别严格，如河鳟要求溶解氧的含量为求溶解氧的含量为8 81212毫克升，鲤鱼要求溶解氧的含量为毫克升，鲤鱼要求溶解氧的含量为6 68 8毫克升。我国特有的优良饲养鱼种；如青鱼、草鱼、链鱼、毫克升。

14、我国特有的优良饲养鱼种；如青鱼、草鱼、链鱼、鳙鱼等，要求水中溶解氧保持在鳙鱼等，要求水中溶解氧保持在5 5毫克升以上。）毫克升以上。）2 2、当水中溶解氧消失时，水中嫌气细菌就发展，有些有机物、当水中溶解氧消失时，水中嫌气细菌就发展，有些有机物可能分解放出甲烷和硫化氢等有毒气体，更不适于鱼类生存。可能分解放出甲烷和硫化氢等有毒气体，更不适于鱼类生存。12/24/20224012/24/20224112/24/202242酸性条件下，将有机物氧化为水和二氧化碳时测定的耗氧量。:精确、测量需时短、不受水质限制。但其还能氧化一部分还原性物质，故值有一定误差。测出的耗氧量数值较低。12/24/2022

15、4312/24/202244 第一阶段第一阶段：主要是有机物转化为无机物的二氧化碳、水：主要是有机物转化为无机物的二氧化碳、水和氨等，反应式：和氨等，反应式：RCHRCH（NHNH2 2）COOH+OCOOH+O2 2=RCOOH+CO=RCOOH+CO2 2+NH+NH3 3 第二阶段第二阶段：主要是氨被转化为亚硝酸盐与硝酸盐，反应：主要是氨被转化为亚硝酸盐与硝酸盐，反应式：式：2NH2NH3 3+3O+3O2 2=2HNO=2HNO3 3+2H+2H2 2OO 2HNO2HNO2 2+O+O2 2=2HNO=2HNO3 3 因氨已是无机物，它的进一步氧化对水体污染的影响较因氨已是无机物，它

16、的进一步氧化对水体污染的影响较小，所以废水的生化需氧量通常只指第一阶段有机物生物小，所以废水的生化需氧量通常只指第一阶段有机物生物化学氧化所需的氧量。化学氧化所需的氧量。12/24/20224512/24/202246总需氧量（总需氧量（TOD）：）：12/24/20224712/24/202248综上所述：n影响水体的污染物种类繁多，大致可以从物理、化学、生物等方面将其划分为几类。物理方面主要是影响水体的颜色、浊度、温度、悬浮物含量和放射性水平等的污染物；化学方面主要是排入水体的各种化学物质，包括有无机无毒物质（酸、碱、无机盐类等）、无机有毒物质（重金属、氰化物、氟化物等）、耗氧有机物及有机

17、有毒物质（酚类化合物、有机农药、多环芳烃、多氯联苯、洗涤剂等）；生物方面主要包括污水排放中的细菌、病毒、原生动物、寄生蠕虫及藻类大量繁殖等。12/24/202249饮用水水质标准饮用水水质标准12/24/20225012/24/20225112/24/20225212/24/20225312/24/20225412/24/20225512/24/20225612/24/20225712/24/20225812/24/20225912/24/20226012/24/20226112/24/20226212/24/20226312/24/20226412/24/20226512/24/202266

18、12/24/202267有机化合物。12/24/202268如甲类型书74，n来源：有机制造业、合成树脂等工业废水。如书砒啶74。n来源煤气站、炼油厂、页岩炼油、焦化废水等。12/24/202269 12/24/202270n有机废液和。由径流带入海洋。极严重的可形成赤潮。n包括原油和从原油中分馏出来的溶剂油、煤油、柴油、石蜡、沥青等等，以及经过裂化、催化而成的各种产品。n目前每年排入海洋的石油污染物约1千万吨，主要是由，包括海上油井管道泄漏、油轮事故、船舶排污等造成的，特别是一些突发性的事故，一次泄漏的石油量可达10万吨以上，这种情况的出现，大片海水被油膜覆盖，将促使海洋生物大量死亡，严重影

19、响海产品的价值，以及其他海上活动。12/24/20227112/24/2022721）船舶造成的油污染）船舶造成的油污染 目前石油总产量的目前石油总产量的60经由海上运输，尽管经由海上运输，尽管各国对石油船的洗舱水、压舱水和其他含油废水进行浓缩回收，但各国对石油船的洗舱水、压舱水和其他含油废水进行浓缩回收，但仍有可观的油量由船舶带入海中。油船因触礁、碰撞、搁浅等意外仍有可观的油量由船舶带入海中。油船因触礁、碰撞、搁浅等意外事件对水体造成的污染则更为严重。以石油为动力的船只。事件对水体造成的污染则更为严重。以石油为动力的船只。2）工业造成的油污染）工业造成的油污染 沿河和沿海地区工业企业。沿河和

20、沿海地区工业企业。3）海底石油开采造成的油污染）海底石油开采造成的油污染 海底石油生产。海底油田的开发，海底石油生产。海底油田的开发，特别是油井井喷把大量石油喷入海洋，造成十分严重的海洋污染。特别是油井井喷把大量石油喷入海洋，造成十分严重的海洋污染。如如1969年年1月美国加利福尼亚的圣巴巴腊海底油田（距岸月美国加利福尼亚的圣巴巴腊海底油田（距岸10海里），海里），因原油喷出压力过大造成地层断裂，每天约有因原油喷出压力过大造成地层断裂，每天约有100吨原油喷入海中，吨原油喷入海中，直至第二年每天仍有直至第二年每天仍有2吨左右原油流入海中。吨左右原油流入海中。4）大气石油烃的沉降）大气石油烃的沉

21、降 工厂、船舶、车辆所排入大气的石油烃经工厂、船舶、车辆所排入大气的石油烃经沉降又回到地面，其中一部分进入各类水体。沉降又回到地面，其中一部分进入各类水体。油膜覆盖海面阻碍海水的蒸发，影响大气和海洋的热交换，改变海面的反射率油膜覆盖海面阻碍海水的蒸发，影响大气和海洋的热交换，改变海面的反射率和减少进入海洋表层的日光辐射，对局部地区的水文气象条件可能产生一定的影和减少进入海洋表层的日光辐射，对局部地区的水文气象条件可能产生一定的影响。响。大面积油膜的长期存在，将减少进入海水的氧的数量，从而降低海洋的自净能大面积油膜的长期存在，将减少进入海水的氧的数量，从而降低海洋的自净能力。力。海洋石油污染的最

22、大危害是对海洋生物的影响。石油污染对幼鱼和鱼卵的危害海洋石油污染的最大危害是对海洋生物的影响。石油污染对幼鱼和鱼卵的危害很大。油膜和油块能粘住大量鱼卵和幼鱼。很大。油膜和油块能粘住大量鱼卵和幼鱼。在成鱼的体表、嘴和鳃有粘性防油薄膜可以导致窒息死亡。在成鱼的体表、嘴和鳃有粘性防油薄膜可以导致窒息死亡。海洋石油污染还能使鱼虾类产生石油臭味，降低食用价值。海洋石油污染还能使鱼虾类产生石油臭味，降低食用价值。浮油会粘住海兽（鲸、海豚除外）体表（体表均有毛）而丧失其防水及保温浮油会粘住海兽（鲸、海豚除外）体表（体表均有毛）而丧失其防水及保温能力，如海獭、麝香鼠等就是如此。即使对鲸、海豚等体表无毛的海兽，

23、油块仍能力，如海獭、麝香鼠等就是如此。即使对鲸、海豚等体表无毛的海兽，油块仍可堵塞其呼吸器官，妨碍其呼吸，严重者甚至窒息而死。可堵塞其呼吸器官，妨碍其呼吸，严重者甚至窒息而死。底栖动物对石油也很敏感。软体动物也可能遭到严重损害。底栖动物对石油也很敏感。软体动物也可能遭到严重损害。12/24/20227312/24/20227412/24/202275是由一类相对分子质量很高的分子聚集而成的化合物，也称为高分子、大分子等。n有机高分子化合物可以分为天然有机高分子化合物（如淀粉、纤维素、蛋白质天然橡胶等）和合成有机高分子化合物（如聚乙烯、聚氯乙烯等等），n来源：造纸、食品工业、橡胶工业等废水。12

24、/24/202276n表面活性剂(surfactant)是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。n分子结构具有两亲性n非极性烃链：8个碳原子以上烃链n极性基团：羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等。n3、如消毒、杀菌、.去污剂、洗涤剂、泡沫剂、肥皂等。n进入水体污染有毒性、臭味等。12/24/202277n人类生活过程中产生的污水，是水体的主要污染源之一。主要是粪便和洗涤污水。n城市每人每日排出的生活污水量为150400L，其量与生活水平有密切关系。n生活污水中含有大量有机物，如纤维素、淀粉、糖类和脂肪蛋白质等；也常含有病原菌

25、、病毒和寄生虫卵；无机盐类的氯化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐和钠、钾、钙、镁等。总的特点是含氮、含硫和含磷高,在厌氧细菌作用下，易生恶臭物质。人们应该保护水资源 12/24/20227812/24/202279主要来源于工业企业排放的含酚废水。由于主要来源于工业企业排放的含酚废水。由于各行各业生产的原料、工艺、产品不同，各种各行各业生产的原料、工艺、产品不同，各种含酚废水的水量、成分、性质以及污染程度都含酚废水的水量、成分、性质以及污染程度都有较大差别。有较大差别。粪便和含氮有机物在分解过程中也产生少量酚粪便和含氮有机物在分解过程中也产生少量酚类化合物。城市中排出的大量粪便污水也是水类化合物。

26、城市中排出的大量粪便污水也是水体中酚污染物的重要来源。体中酚污染物的重要来源。酚的生物化学氧化酚的生物化学氧化酚的化学氧化酚的化学氧化 酚的挥发作用酚的挥发作用 底泥对水体酚微生物分解作用底泥对水体酚微生物分解作用水体遭受酚污染后严重影响水产品的产量和质水体遭受酚污染后严重影响水产品的产量和质量。如某水产资源丰富的海湾遭受酚污染后，量。如某水产资源丰富的海湾遭受酚污染后，原来盛产的贝壳类产量减少，海带腐烂，养殖原来盛产的贝壳类产量减少，海带腐烂，养殖的牡蛎、砂贝等逐渐死亡。水体中的酚浓度低的牡蛎、砂贝等逐渐死亡。水体中的酚浓度低时能影响鱼类的回游繁殖，酚浓度为时能影响鱼类的回游繁殖，酚浓度为0

27、.10.20.10.2毫克升时鱼肉有酚味，浓度高时引起鱼类大毫克升时鱼肉有酚味，浓度高时引起鱼类大量死亡，甚至绝迹。量死亡，甚至绝迹。12/24/202280 有机农药有机农药n农药中属于有机化合物的品种总称，是以有机氯、有机磷、有机氟、有机硫、有机铜等化合物为有效成分的一类农药。n这类农药有杀虫剂、杀菌剂、杀螨剂、除草剂、杀线虫剂及杀鼠剂，例如敌百虫、对硫磷等。是使用最多的一类农药。12/24/202281 有机农药有机农药n如有机农药：n对水环境污染；n毒性剧烈；n易分解；n不易溶水；n易溶脂肪与有机剂等；12/24/202282 多环芳烃（多环芳烃（PAH）n多环芳烃（PAH）简介n国际

28、癌研究中心（IARC）（1976年）列出的94种对实验动物致癌的化合物。其中15种属于多环芳烃，由于苯并a芘是第一个被发现的环境化学致癌物，而且致癌性很强，故常以作为多环芳的代表，它占全部致癌性多环芳烃1%-20%。12/24/202283 多氯联苯（多氯联苯（PCB）n多氯联苯(PCB)又称氯化联苯,是一类人工合成有机物，是联苯苯环上的氢原子为氯所取代而形成的一类氯化物。n多氯联苯在工业上的广泛使用，已造成全球性环境污染问题。nPCB是人工合成的有机物,在工业上用作热载体、绝缘油和润滑油等。使用 PCB的工厂排出的废弃物,是PCB污染的主要来源。n如美国、日本等每年生产的PCB只有2030是

29、在使用中消耗掉,其余7080排入环境。12/24/202284 多氯联苯（多氯联苯（PCB）nPCB世界性污染主要来源于大量使用PCB的工厂，如用PCB作绝缘油的电机工厂，大量使用PCB作热载体和润滑油的化学工厂,造纸厂特别是再生纸厂。船舶的耐腐蚀涂料中含有PCB,被海水溶出也是相当大的污染源。这些污染源的 PCB以废油、渣浆、涂料剥皮等形式进入水系，沉积于水底，然后缓慢地向水中迁移，污染生态系统。12/24/202285 多氯联苯（多氯联苯（PCB）nPCB在大气中主要附着在上,在水中则附着在悬浮颗粒物上。n在强烈搅动或存在表面活性剂的情况下，PCB也可部分地溶于水（有时达1020ppm）。

30、n污染海洋的石油能促使 PCB分散于水中，并随海水的流动而迁移。n大量PCB溶于海面漂浮的油膜,又能使海洋表层浮游生物受到严重的危害。12/24/202286 洗涤剂洗涤剂n洗涤剂要具备良好的润湿性（LBW-1）、渗透性、乳化性、分散性（LBD-1分散剂）、增溶性及发泡与消泡等性能这些性能的综合就是洗涤剂的洗涤性能。n洗涤剂的产品种类很多，基本上可分为肥皂、合成洗衣粉、液体洗涤剂、固体状洗涤剂及膏状洗涤剂几大类。n危害：对动物鱼类伤亡，对水稻，水体营养化等。12/24/202287（5）生物污染物n生物污染物是指废水中含有的有害微生物。生活污水、制革废水、医院废水中都含有相当数量的有害微生物，

31、如病原菌、炭疽菌、病毒及寄生性虫卵等。它们在水中会使有机物腐败、发臭，是引起水质恶化的罪魁祸首。n对人和动植物也会引起病害，影响健康和正常的生命活动，严重时会造成死亡。n特别是在当今地球生态环境恶变的条件下，给有害微生物也产生了适宜的生存环境，助长了有害微生物的蔓延，整个地球特别是水生态环境受有害微生物的控制，这是水域生态环境恶化的根源。12/24/202288（5）生物污染物n对人类有害的病毒、细菌、寄生虫等病原体和变应原等。书7512/24/202289（6）放射性污染物n放射性污染物是指各种放射性核素污染物。n由核工业、核动力、核武器生产和试验以及医疗、机械、科研等单位在放射性同位素应用

32、时排放的含放射性物质的粉尘、废水和废弃物。n其中常见的放射性元素有镭(226 Ra)、铀(235 U)、钴(60 Co)、钋(210 Po)、氘(2H)、氩(41 Ar)、氪(35 Kr)、氙(133 Xe)、碘(131 I)、锶(90 Sr)、钜(147Pm)、铯(137Cs)等。12/24/202290（6）放射性污染物n放射性废物是指放射性废水、废气和固体废物。随着原子能工业发展和日趋广泛应用，放射性废物日趋增多，如不经处理或处理不当而外排，会使环境遭受放射性污染，不仅影响动植物的生长，恶化水体，且危害人体健康，甚至对后代产生不良影响。12/24/202291（6）放射性污染物n放射性物

33、质对人体健康影响很大，对人体组织和器官有损伤作用，既可在人体之外造成外照射损伤，也可通过或呼吸进入人体造成内照射损伤。因此人、畜吸入大气中放射性微尘或误食含有放射性物质的水、等，会引起放射性疾病。12/24/202292（6）放射性污染物n据国外报道，往往20年后才能表现出来一些症状，主要表现为包括、及，还可表现为不同程度的寿命缩短，能导致头昏、疲乏无力、脱发、红班、白血球减少或增多、减少等病症。且放射性物质的慢性作用，会遗留后患，可遗传给子孙后代。12/24/20229312/24/20229412/24/20229512/24/202296天然水中过量的植物营养物质主要来自农天然水中过量的

34、植物营养物质主要来自农田施肥、农业废弃物、城市生活污水与某些田施肥、农业废弃物、城市生活污水与某些工业废水。其中：农业废弃物（植物秸杆、工业废水。其中：农业废弃物（植物秸杆、牲畜粪便等）是水体中氮化合物重要来源。牲畜粪便等）是水体中氮化合物重要来源。12/24/202297 1 1、汞：汞：口齿不清、视野缩小、听觉失灵，神经错乱，疯狂、颤口齿不清、视野缩小、听觉失灵，神经错乱，疯狂、颤动、痉挛、惊厥，全身弓弯。孕妇中毒，婴儿痴呆动、痉挛、惊厥，全身弓弯。孕妇中毒，婴儿痴呆2 2、镉：镉：肾、骨骼病变。身体缩短、骨骼严重畸形，全身疼痛（称肾、骨骼病变。身体缩短、骨骼严重畸形，全身疼痛（称“痛痛病

35、痛痛病”、“骨痛病骨痛病”），以致死亡），以致死亡3 3、砷：砷：人体新陈代谢失调，皮肤角质化，引起皮肤癌。导致严重人体新陈代谢失调，皮肤角质化，引起皮肤癌。导致严重残废，中毒死亡残废，中毒死亡4 4、铅：、铅：贫血、神经错乱，儿童智力下降贫血、神经错乱，儿童智力下降5 5、铬：铬：皮肤溃疡，致癌死亡皮肤溃疡，致癌死亡6 6、氰化物：氰化物：眼花、头晕，心跳变慢、血压下降，中毒死亡眼花、头晕，心跳变慢、血压下降，中毒死亡7 7、硫化物、磷化物：、硫化物、磷化物：呕吐、腹痛、腹泻，头痛、头晕，中毒死亡呕吐、腹痛、腹泻，头痛、头晕，中毒死亡8 8、病、病 菌、病菌、病 毒：毒：世界上有世界上有80

36、%80%的疾病与水体被寄生虫、病毒、病的疾病与水体被寄生虫、病毒、病菌污染有关。伤寒、霍乱、肠胃炎、痢疾和传染性肝炎等菌污染有关。伤寒、霍乱、肠胃炎、痢疾和传染性肝炎等9 9、恶、恶 臭：臭：影响呼吸功能，精神烦躁、食欲不振，损坏中枢神经和影响呼吸功能，精神烦躁、食欲不振，损坏中枢神经和大脑皮层的功能大脑皮层的功能 12/24/202298水体污染物几种水体污染物水体污染物几种水体污染物对人的危害对人的危害n亚硝酸盐:造成心血管方面疾病，婴儿的影响最为明显(蓝婴症)，具致癌性n总三卤甲烷:以对健康的影响最大，致癌性方面最常发生的是膀光癌n三氯乙烯（有机物）:吸入过多会降低中枢神经、心脏功能，长

37、期暴露对肝脏有害（有机物）:对人体健康有广泛影响，具致癌性，对肝脏、肾脏功能影响极大 12/24/202299小节n水体中的污染物种类很多，一般分为无机污染物、致病微生物、植物营养素、耗氧污染物和重金属离子等五类。无机污染物 主要来自炼焦、电镀、塑料、化肥、硫酸和硝酸等工厂排出的废水，如各种氢氰酸、氰化钾、硫酸、硝酸等。水体中如果有过量的无机污染物，会改变水的pH值，使微生物不能生长，还会消耗水中的溶解氧，危害淡水生物。12/24/2022100小节：致病微生物 n致病微生物：主要来自生物制品、制革业、饲养场和生活污水，有各种病菌、病毒和寄生虫等种类。常能引起各种传染病。植物营养素 主要来自食

38、品、化肥、工业的废水和生活污水。有硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐和磷酸盐等。这些营养素如果在水中大量积累，造成水的富营养化，使藻类大量繁殖，导致水质恶化 12/24/2022101耗氧污染物n耗氧污染物 主要来自食品工业、造纸工业、化纤工业排放的废水及生活污水，如碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素、纤维素等。当水中微生物分解这些有机物时，要消耗水中的溶解氧，使水中缺氧，并产生硫化氢、氨等气体，使水质恶化。12/24/2022102重金属离子n重金属离子 主要来自农药、医药、仪表及各类有色金属矿山的废水，如汞、镉、铬、铅、砷等各种重金属离子毒物，它在水中比较稳定，是污染水体的剧毒物质 12/24/2022

39、10312/24/20221044.从溶解物到不溶物的过程从溶解物到不溶物的过程5.从不稳定的污染物到稳定的污染物的过程从不稳定的污染物到稳定的污染物的过程6.高毒害转化为低毒害、无毒害的过程高毒害转化为低毒害、无毒害的过程7.复氧的过程复氧的过程12/24/202210512/24/202210612/24/202210712/24/202210812/24/202210912/24/202211012/24/202211112/24/202211212/24/202211312/24/202211412/24/202211512/24/202211612/24/202211712/24/2

40、02211812/24/202211912/24/2022120稳态：在河流水体处于稳定流动状态、污染源连续稳定排放的条件下，水中的污染物分布状况也是稳定的，在某一空间位置的浓度不随时间变化。这种不随时间变化的状态称为稳态。稳态条件下，排入河流水体中的污染物能够与水介质互相溶合，具有相同的流体力学性质。12/24/202212112/24/202212212/24/202212312/24/202212412/24/202212512/24/202212612/24/202212712/24/202212812/24/202212912/24/202213012/24/202213112/24

41、/2022132v线线。v简单河段水质模型简单河段水质模型（SP模型模型）12/24/202213312/24/202213412/24/202213512/24/202213612/24/202213712/24/2022138河流中的BOD的衰减和溶解氧的复氧都是一级反应，反应速度是定常的；河流中的耗氧是由BOD衰减引起的，而河流中的溶解氧来源则是大气复氧。12/24/202213912/24/202214012/24/2022141。12/24/2022142横坐标表示河流的流向和距离（流经距离以英里计，流经时间以日计）横坐标表示河流的流向和距离（流经距离以英里计，流经时间以日计）纵坐标

42、表示溶解氧和生化需氧量的浓度，单位是纵坐标表示溶解氧和生化需氧量的浓度，单位是ppmppm。12/24/2022143 将污水排入河流处定为基点将污水排入河流处定为基点0 0，向上游去的距离取负，向上游去的距离取负值，向下游去的距离取正值。值，向下游去的距离取正值。由由BODBOD曲线可以看出：在上游未受污染的区域，曲线可以看出：在上游未受污染的区域，BODBOD很很低，在低，在0 0点有污水注入后，点有污水注入后，BODBOD急剧上升。由此向下，随急剧上升。由此向下，随着分解作用的进行，着分解作用的进行，BODBOD逐渐降低，慢慢恢复到污水注入逐渐降低，慢慢恢复到污水注入前的水平。前的水平。

43、由溶解氧曲线可以看出：溶解氧与由溶解氧曲线可以看出：溶解氧与BODBOD有非常密切的有非常密切的关系。在污水未注入前，河水中溶解氧很高，污水注入关系。在污水未注入前，河水中溶解氧很高，污水注入后因分解作用耗氧，溶解氧从后因分解作用耗氧，溶解氧从0 0点开始向下游逐渐减低，点开始向下游逐渐减低，降至最低点以后又回升，最后恢复到近于污水注入前的降至最低点以后又回升，最后恢复到近于污水注入前的状态。状态。12/24/2022144根据根据BODBOD与溶解氧曲线，可以把该河划分为污水注入前的清洁水区，注入后与溶解氧曲线，可以把该河划分为污水注入前的清洁水区，注入后的水质恶化区、恢复区和恢复后的清洁水

44、区。的水质恶化区、恢复区和恢复后的清洁水区。12/24/2022145 污染物进入水体后发生污染物进入水体后发生各种反应，根据污染物各种反应，根据污染物的不同性质可产生不同的不同性质可产生不同的污染过程。的污染过程。有机物在水体中经有机物在水体中经微生微生物的生物化学作用物的生物化学作用可逐可逐步降解无机化，从而消步降解无机化，从而消耗水中的溶解氧，一些耗水中的溶解氧，一些难降解的人工合成有机难降解的人工合成有机物则形成水体特殊污染物则形成水体特殊污染问题；一些问题；一些重金属污染重金属污染物物在水体中可发生形态在水体中可发生形态或状态的迁移转化。或状态的迁移转化。12/24/2022146水

45、体中耗氧有机物主要指动、植物残体和生活污水及水体中耗氧有机物主要指动、植物残体和生活污水及某些工业废水中的碳水化合物、脂肪、蛋白质等易分某些工业废水中的碳水化合物、脂肪、蛋白质等易分解的有机物，它们在分解过程中要消耗水中的溶解氧，解的有机物，它们在分解过程中要消耗水中的溶解氧，使水质恶化。使水质恶化。在有在有O O2 2时总是进行有氧氧化；在无氧时，依次发生反时总是进行有氧氧化；在无氧时，依次发生反硝化、甲烷发酵、酸性发酵等。硝化、甲烷发酵、酸性发酵等。12/24/202214712/24/202214812/24/202214912/24/202215012/24/2022151“营养化营养

46、化”（Eutropbication）是一种氮、磷等植物营养物是一种氮、磷等植物营养物质含量过多导致藻类等水生质含量过多导致藻类等水生生物的大量繁殖，使鱼类生生物的大量繁殖，使鱼类生活的空间愈来愈少，是水体活的空间愈来愈少，是水体衰老的一种表现。衰老的一种表现。12/24/2022152“营养化营养化”（Eutropbication）是一种氮、磷等植物营）是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。现代湖沼学养物质含量过多所引起的水质污染现象。现代湖沼学也把这一现象当作湖泊演化过程中逐渐衰亡的一种标也把这一现象当作湖泊演化过程中逐渐衰亡的一种标志。志。由于水体中氮、磷营养物质的富集，

47、引起藻类及其他由于水体中氮、磷营养物质的富集，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，使鱼类或其浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，使鱼类或其他生物大量死亡、水质恶化的现象。天然富营养化是他生物大量死亡、水质恶化的现象。天然富营养化是湖泊水体生长、发育、老化、消亡整个生命史中必经湖泊水体生长、发育、老化、消亡整个生命史中必经的天然过程，这个过程极其漫长，常常需要以地质年的天然过程，这个过程极其漫长，常常需要以地质年代或世纪来描述其进程。代或世纪来描述其进程。水体出现富营养化现象时主要表现为浮游生物大量繁水体出现富营养化现象时主要表现为浮游生物大量繁殖，因占优势的浮游生物的颜色不同水面

48、往往呈现蓝殖，因占优势的浮游生物的颜色不同水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在江河湖泊中称为这种现象在江河湖泊中称为“水华水华”；在海洋则称为在海洋则称为“赤潮赤潮”。12/24/2022153植物营养的组成，各种营养成分之间的含量比例，单植物营养的组成，各种营养成分之间的含量比例，单位时间的负荷量以及营养元素的限制性是决定湖泊水位时间的负荷量以及营养元素的限制性是决定湖泊水体营养贫富程度的基本因素。由于水体富营养化的过体营养贫富程度的基本因素。由于水体富营养化的过程是水体自养型生物（主要是浮游植物）在水体中形程是水体自养型生物（主要是浮游植物）在水体中

49、形成优势的过程。所以目前的研究也着重于和这些生物成优势的过程。所以目前的研究也着重于和这些生物生长需求有关的营养成分如磷、氮、二氧化碳、硅、生长需求有关的营养成分如磷、氮、二氧化碳、硅、钾、钠、铁等，这里某些营养成分在水体中含量甚微，钾、钠、铁等，这里某些营养成分在水体中含量甚微，但又为浮游植物生长所必需，在水体中含量过低时，但又为浮游植物生长所必需，在水体中含量过低时，对生物的生长产生抑制作用。这种营养成分被称为富对生物的生长产生抑制作用。这种营养成分被称为富营养化过程的限制性因素。其中磷和氮在水体富营养营养化过程的限制性因素。其中磷和氮在水体富营养化的限制因素中起了重要作用。化的限制因素中

50、起了重要作用。12/24/2022154植物生长取决于外界供给它所需要的养料中数量最少的那植物生长取决于外界供给它所需要的养料中数量最少的那一种。一种。在藻类分子量中所占的重要百分比中磷最小，氮次之。在藻类分子量中所占的重要百分比中磷最小，氮次之。藻类的生产量主要取决于水体中磷的供应量。当水体中的藻类的生产量主要取决于水体中磷的供应量。当水体中的磷供应充足时，藻类可以得到充分增殖；如果磷供应量受磷供应充足时，藻类可以得到充分增殖；如果磷供应量受到限制，那么，藻类的生产量就将随着受到限制。到限制，那么，藻类的生产量就将随着受到限制。水体氮、磷浓度的比值与藻类增殖有着密切的关系。水体氮、磷浓度的比

51、值与藻类增殖有着密切的关系。武汉东湖湖水中氮与磷浓度比值范围为武汉东湖湖水中氮与磷浓度比值范围为11.81-15.5111.81-15.51，平均值为平均值为121121。杭州西湖湖水中氮与磷浓度比值平均为。杭州西湖湖水中氮与磷浓度比值平均为121121。12/24/2022155 12/24/202215612/24/202215712/24/202215812/24/202215912/24/202216012/24/2022161 12/24/2022162 12/24/202216312/24/2022164 12/24/202216512/24/202216612/24/202216

52、712/24/2022168 把输入湖泊的某一水质组分的总量、湖泊中该水质组分的浓度与湖泊的自然特征，如平均水深、水流停留时间等建立关系，求取营养物质的平衡浓度cP：12/24/2022169重金属元素重金属元素是无机有毒物质，主要是指汞、镉、是无机有毒物质，主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等毒性显著的元素。铅、铬以及类金属砷等毒性显著的元素。12/24/2022170 12/24/2022171 12/24/202217212/24/202217312/24/202217412/24/202217512/24/2022176减少耗水量减少耗水量 建立城市污水处理系统建立城市污水处理系统调整

53、工业布局调整工业布局 加强水资源的规划管理加强水资源的规划管理 12/24/20221771、水环境质量标准、水环境质量标准 地面水环境质量标准（地面水环境质量标准（GB38382002）（）（P119）地面水的五大类型地面水的五大类型 海水质量标准（海水质量标准（GB307982）渔业水质标准（渔业水质标准（GB1160789）景观娱乐用水水质标准（景观娱乐用水水质标准（GB1294191）农田灌溉水质标准（农田灌溉水质标准（GB508492）地下水质量标准（地下水质量标准（GB/T1484893）2、污水综合排放标准：分综合性排放标准和行业性排放标准两类。、污水综合排放标准：分综合性排放标

54、准和行业性排放标准两类。污水综合排放标准（污水综合排放标准（GB897896）船舶污染物排放标准（船舶污染物排放标准（GB355283）造纸工业水污染物排放标准（造纸工业水污染物排放标准（GB354492）钢铁工业水污染物排放标准（钢铁工业水污染物排放标准（GB1345692）3、生活饮用水水质标准（、生活饮用水水质标准（P123）4、有关基础标准、有关基础标准 水质水质 词汇（词汇（GB681686）（）（GB1191589）环境保护图形标志环境保护图形标志 排放口（源）（排放口（源）（GB15562.195）12/24/202217812/24/202217912/24/2022180 卫

55、生上安全可靠卫生上安全可靠 化学成分应对人体无害化学成分应对人体无害 使用时不致造成其他不良影响使用时不致造成其他不良影响12/24/202218112/24/2022182第四节 水环境污染控制及管理12/24/2022183第四节 水环境污染控制及管理废水处理废水处理：就是用各种方法：就是用各种方法将废水中所合的污染物质分将废水中所合的污染物质分离出来，或将其转化为无害离出来，或将其转化为无害物质，从而使废水得到净化。物质，从而使废水得到净化。12/24/2022184第四节 水环境污染控制及管理利用物理作用使悬浮状态的污染物质与废水分离，在利用物理作用使悬浮状态的污染物质与废水分离，在处

56、理过程中污染物质的性质不发生变化。处理过程中污染物质的性质不发生变化。主要的物理法处理技术有：截留法、沉淀法、过滤法、主要的物理法处理技术有：截留法、沉淀法、过滤法、气浮法、离心分离法气浮法、离心分离法 以及膜分离法等。以及膜分离法等。利用某种化学反应使废水中污染物质的性质或形态发利用某种化学反应使废水中污染物质的性质或形态发生改变，而从水中除去的方法，其主要处理对象是水生改变，而从水中除去的方法，其主要处理对象是水中溶解性污染物质或胶体物质。中溶解性污染物质或胶体物质。主要的化学法处理技术有：混凝法、中和法、氧化还主要的化学法处理技术有：混凝法、中和法、氧化还原法、电解法、萃取法原法、电解法

57、、萃取法、吸附法以及离子交换法等。、吸附法以及离子交换法等。利用微生物的作用，使废水中溶解状及胶体状有机物利用微生物的作用，使废水中溶解状及胶体状有机物质得到氧化分解的方法，即为生物处理法。质得到氧化分解的方法，即为生物处理法。生物处理法具有生物处理法具有，在城市污水和工业废水的处理中得到了最广泛的应用。在城市污水和工业废水的处理中得到了最广泛的应用。12/24/2022185第四节 水环境污染控制及管理净化过程：净化过程：将废水连续通过固体填料，在填料上繁殖的大量微生物形将废水连续通过固体填料，在填料上繁殖的大量微生物形成生物膜。生物膜能吸附及分解废水中的有机物。成生物膜。生物膜能吸附及分解

58、废水中的有机物。从填料上脱落下来老死的生物膜随废水流入沉淀池中沉淀，从填料上脱落下来老死的生物膜随废水流入沉淀池中沉淀，使沉淀池的出水得到净化。例如有生物滤池、生物转盘、使沉淀池的出水得到净化。例如有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池等。生物接触氧化池等。废水在池塘中长时间停留（废水在池塘中长时间停留（210天）会被水中微生物天）会被水中微生物逐渐分解而得到处理。逐渐分解而得到处理。12/24/2022186武汉市汤汛湖污水处理厂武汉市汤汛湖污水处理厂-氧化沟工艺氧化沟工艺 12/24/2022187佛山东鄱污水处理厂-UNITANK工艺12/24/2022188武汉市龙王嘴污水处理厂-中控室

59、 12/24/2022189武汉市二郎庙污水处理厂污泥浓缩池 12/24/2022190武汉市沙湖水质净化厂幅流式二沉池 12/24/2022191武汉石化废水气浮池 12/24/2022192武汉石化推流式曝气池 12/24/2022193武汉沌口中试基地氧化塘 12/24/2022194武汉沌口中试基地湿地 12/24/202219512/24/2022196第四节 水环境污染控制及管理12/24/2022197第四节 水环境污染控制及管理污泥含水率一般为污泥含水率一般为9597，二次沉淀池排出的剩余污泥含水，二次沉淀池排出的剩余污泥含水率高达率高达9999.5。在浓缩池中静止沉降，使水与

60、泥分离；在浓缩池中静止沉降，使水与泥分离；污泥干化（或称晒泥）是由于污泥水分自然蒸发及渗透作用；污泥干化（或称晒泥）是由于污泥水分自然蒸发及渗透作用；机械脱水干化。机械脱水干化。把污泥置于密闭池中，利用厌氧微生物的作用，使有机物分解把污泥置于密闭池中，利用厌氧微生物的作用，使有机物分解稳定，这种有机物厌气分解的过程称为发酵。由于发酵的最终稳定，这种有机物厌气分解的过程称为发酵。由于发酵的最终结果可产生沼气，污泥消化池又称沼气池。结果可产生沼气，污泥消化池又称沼气池。对主要含有机物的污泥，经过脱水及消化处理后，可用作农田对主要含有机物的污泥，经过脱水及消化处理后，可用作农田肥料。实践证明，污泥的

61、肥分很高，施用污泥肥料不仅可以使肥料。实践证明，污泥的肥分很高，施用污泥肥料不仅可以使作物增产，还可提高土壤肥力，因此对支援农业有积极作用。作物增产，还可提高土壤肥力，因此对支援农业有积极作用。对含无机物的沉渣污泥，经脱水处理可用作填坑、筑路材料。对含无机物的沉渣污泥，经脱水处理可用作填坑、筑路材料。当污泥中含有有毒物质不宜用作肥料时，应采用焚烧法将污泥当污泥中含有有毒物质不宜用作肥料时，应采用焚烧法将污泥烧成灰烬，以作彻底的无害化处理（含特殊有害物的污泥需做烧成灰烬，以作彻底的无害化处理（含特殊有害物的污泥需做隔离处理）。隔离处理）。12/24/202219812/24/202219912/24/202220012/24/2022201成都活水公园：1997年春天，成都活水公园破土动工，到工程初步完成总投资达3000万元人民币，该工程是将人工湿地污水处理工艺与城市园林艺术相结合的一次大胆尝试，并获联合国“人居奖”。12/24/2022202第四节 水环境污染控制及管理12/24/202220312/24/202220412/24/2022205