水体污染与防治

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1、第 四 章 水 体 污 染 与 防 治 第 一 节 水 资 源 极 其 开 发 利 用第 二 节 水 质 污 染 概 述第 三 节 水 污 染 的 影 响 与 危 害第 四 节 污 水 处 理 技 术 概 述第 五 节 城 市 污 水 的 处 理 与 回 用第 六 节 水 体 污 染 控 制 与 防 治第 四 章 水 体 污 染 与 防 治 全 球 水 资 源 淡 水 资 源 不 可 利 用地 表 水需 水 量 可 利 用 地 表 水地 下 水 二 、 水 资 源 特 性 及 我 国 水 资 源 的 特 点v 1 水 资 源 特 性 ：v 维 护 生 态 平 衡 和 环 境 的 基 本 要 素

2、v 利 用 的 广 泛 性 和 不 可 代 替 性 v 经 济 上 的 两 重 性v 补 给 上 的 循 环 性v 时 空 分 配 上 的 可 变 性v 2 我 国 水 资 源 的 特 点v 1)水 资 源 总 量 多 ， 人 均 占 有 量 少 v 2)地 区 分 配 不 均 ， 水 土 资 源 不 平 衡 v 3)年 内 季 节 分 配 不 均 ， 年 际 变 化 很 大 v 4)部 分 河 流 含 沙 量 大 第 二 节 水 质 污 染 概 述 一 、 天 然 水 水 质 1 天 然 水 的 化 学 成 分 (1)溶 解 气 体 (2)主 要 离 子 ： (3)微 量 元 素 ： Br、

3、 F、 I、 Fe、 Cu、 Ni、 Ti、 Pb、 Zn、Mn、 V 钒 、 Ba (4)生 物 生 成 物 ： NH 4+、 HPO42-、 H2PO4- (5)胶 体 (6)悬 浮 物 质 ： 硅 、 铝 酸 盐 颗 粒 、 砂 粒 、 粘 土 。 主 要 阴 离 子 ： Cl-、 SO42-、 H CO3-、 CO32-主 要 阳 离 子 ： K +、 Na+、 Ca2+、 Mg2+ 二 水 体 污 染 水 污 染 定 义 ：1 1984年 颁 布 的 中 华 人 民 共 和 国 水 污 染 防 治 法 中 说 明 ， 水 污 染 即 指 “ 水 体 因 某 种 物 质 的 介 入 而

4、 导致 其 物 理 、 化 学 、 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 破 坏生 态 环 境 ， 造 成 水 质 恶 化 的 现 象 。 ” 2 污 染 物 与 污 染 源 向 水 体 排 放 污 染 物 的 场 所 、 设 备 、 装 置 和 途 径 统 称 水 体 污染 源 。 自 然 污 染 源 人 为 污 染 源 ： 按 人 类 活 动 方 式 ： 工 业 、 农 业 、 生 活 污 染 源 按 排 放 污 染 物 空 间 分 布 方 式 ， 可 分 为 点 源 和 非 点 源 。 3、

5、水 体 污 染 物 化 学 污 染 物 ： 无 机 无 毒 物 质 ： 颗 粒 物 、 矿 渣 、 粉 尘 ； 酸 碱 盐 类 物 质 ；氮 、 磷 等 营 养 物 质 ； 无 机 有 毒 物 质 ： 非 重 金 属 ； 氰 氟 硫 的 化 合 物 ； 重 金 属 ：Hg、 Cd、 Cr、 Pb、 As; 有 机 无 毒 物 质 ： 需 氧 有 机 物 ： 蛋 白 质 、 氨 基 酸 等 ； 有 机 有 毒 物 质 ： 易 分 解 ： 酚 、 苯 、 醛 、 有 机 磷 ； 难 分 解 ：有 机 氯 、 多 环 芳 烃 、 多 氯 联 苯 ； 致 臭 物 、 致 色 物 等 生 物 污 染 物

6、 ： 细 菌 、 病 毒 、 原 生 动 物 、 原 生 蠕 虫 放 射 性 物 质 ： 天 然 放 射 性 物 质 人 工 放 射 性 物 质 热 污 染 化 学 型 污 染 由 酸 碱 、 有 机 和 无 机 污 染 造 成 的 污染 ；物 理 型 污 染 色 度 、 浊 度 、 悬 浮 固 体 、 热 污 染 、放 射 性 ；生 物 型 污 染 生 活 污 水 、 医 院 污 水 。4、 水 质 污 染 的 来 源 与 分 类 污 水 横 流 水 质 性 缺 水 污 染 源 的 特 点 工 业 污 染 源 ： SS含 量 高 ， 1003000mg/L左 右 COD可 达 4001000

7、mg/L， BOD可 达 2005000mg/L 酸 碱 度 变 化 大 ， pH在 213之 间 温 度 高 达 40 以 上 可 造 成 热 污 染 易 燃 ， 含 低 沸 点 的 挥 发 性 液 体 ， 易 酿 成 水 面 火 灾 含 多 种 多 样 有 毒 有 害 成 分 ： 酚 、 氰 、 油 、 农 药 、 多 环芳 烃 、 染 料 、 重 金 属 (Hg、 Cr、 Cd、 As等 )， 放 射 性 等 农 业 污 染 源 ： 污 水 面 广 、 分 散 、 难 收 集 、 难 治 理 。 有 机 质 、 植 物 营 养 素 、 病 原 微 生 物 、 悬 浮 物 及 杂 质 含

8、量 高 含 较 高 的 化 肥 、 农 药 过 量 施 用 农药 污 染 水 体 过 量 施 用 化肥 污 染 水 体 生 活 污 染 源 ：v 水 质 成 分 有 日 变 化 规 律 ， 含 N、 P高 ；v 产 生 恶 质 、 腐 臭 和 阴 沟 臭 ，v 不 能 直 接 农 灌 。 过 量 使 用 洗涤 剂 过 量 使 用 洗衣 粉把 剩 饭 倒 入下 水 道 河 边 洗 车生 活 垃 圾堆 于 河 边 三 、 水 体 污 染 物 测 定 指 标1 物 理 指 标 浊 度 、 透 明 度 、 色 、 味 、 溴 、 悬 浮 物 、 电 导 率 、 硬 度 2 化 学 指 标 pH值 、

9、硬 度 、 有 机 物 、 有 机 毒 物 、 无 机 毒 物 等 。有 机 物 测 定 指 标 ：v化 学 需 氧 量 (COD) (Chemical Oxygen Demand)定 义 ： 指 用 化 学 氧 化 剂 氧 化 水 中 有 机 污 染 物 时 所 需 的 氧 量(mg/L)。v生 化 需 氧 量 (BOD) (Bio-Chemical Oxygen Demand)定 义 ： 指 在 好 气 条 件 下 ， 微 生 物 分 解 水 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

10、 之 一 。 溶 解 氧 (DO) (Dissolved Oxygen） 溶 解 于 水 中 的 分 子 氧 ， 一 般 以 每 升 所 含 氧 的 毫 克 数 表 示(mg/L)。 3.微 生 物 学 指 标 反 映 水 体 受 生 物 性 污 染 的 过 程 及 饮 用 水 的 卫 生 安 全 程 度 ，指 标 包 括 ： 细 菌 总 数 ： 100个 /ML (饮 用 水 卫 生 标 准 ) 大 肠 菌 群 ： 3个 /L (饮 用 水 卫 生 标 准 ) 2000个 /L (地 面 水 标 准 中 类 水 体 标 准 ) 四 、 水 体 自 净 废 水 排 入 水 体 会 造 成 严

11、重 的 危 害 、 但 从 另 一 方面 看 。 水 体 也 有 一 定 的 自 身 净 化 废 水 中 污 染 物 质的 能 力 。 水 体 受 到 废 水 污 染 后 ， 逐 渐 从 不 洁 变 清 的 过 程 ，称 为 水 体 自 净 。 水 体 自 净 主 要 包 括 以 下 过 程 ：稀 释 沉 淀 分 解 氧 化 病 源 体 的 死 亡 第 三 节 水 污 染 的 影 响 与 危 害 一 、 水 的 危 机1、 水 资 源 告 急 我 国 可 利 用 的 淡 水 资 源 量 年 均 1.1万 亿 m3， 但 由 于 工 业废 水 、 生 活 污 水 等 对 水 体 的 污 染 ，

12、至 少 还 要 损 失 3000亿 m3，剩 下 的 淡 水 仅 为 人 均 600m3。 因 此 ， 许 多 地 方 出 现 了 用 水告 急 。 城 市 平 均 日 缺 水 量 达 1600万 m3 。 据 统 计 ， 1984年 我国 缺 水 约 770亿 m3， 全 国 688个 城 市 就 有 400个 供 水 紧 张 。2、 资 源 性 缺 水 与 水 质 性 缺 水(1)资 源 性 缺 水 ， 来 源 于 人 口 众 多 、 工 农 业 用 水 量 的 增 加 。导 致 ： 河 流 上 下 游 争 水 、 湖 泊 过 渡 围 垦 。(2)水 质 性 缺 水 水 环 境 日 趋 恶

13、 化 也 是 缺 水 的 主 要 原 因 之 一 。 缺 水 引 起 的 干 旱 缺水造成城市的衰落 干旱使天津海河桥墩裸露 二 、 对 工 业 的 影 响 水 质 量 下 降 ， 引 起 工 业 生 产 的 产 品 质 量 下 降 。 缺 水 造 成 工 业 的 停 产 。1. 破 坏 工 业 设 施 ， 影 响 生 产 。三 、 对 农 业 的 影 响 全 国 农 业 用 水 量 4195亿 m3， 占 全 国 用 水 总 量 的 88%，而 灌 溉 农 用 水 又 占 农 业 用 水 总 量 的 95%， 对 农 业 的 影 响主 要 是 污 灌 ， 污 灌 有 利 也 有 弊 ， 弊

14、为 污 水 进 入 农 田 后 ，一 部 分 被 植 物 吸 收 ， 大 部 分 累 积 于 土 壤 ， 当 有 毒 受 害 物质 达 到 一 定 浓 度 时 ， 农 作 物 出 现 有 害 症 状 。 主 要 症 状 为 ：粮 食 减 产 、 出 现 “ 镉 米 ” 、 “ 铅 米 ” 、 “ 砷 米 ” 。 四 、 对 水 产 资 源 的 影 响 鱼 类 大 幅 度 减 产 ， 捕 捞 量 下 降 。 急 性 死 鱼 事 件 时 有 发 生 。 鱼 质 量 下 降 ， 畸 形 变 异 ， 异 味 等 ， 降 低 食 用 价 值 。五 、 对 人 体 健 康 的 危 害 以 水 为 媒 介

15、的 疾 病 .传 染 病 (伤 寒 、 痢 疾 、 阿 米 巴 、 甲 型 和 乙 型 肝 炎 等 ) .受 化 学 污 染 引 起 的 病 （ 克 山 病 、 大 骨 节 病 、 地 甲 病等 ,此 外 还 有 一 些 重 金 属 ， 有 毒 化 学 品 污 染 ） .我 国 主 要 的 水 媒 疾 病 （ 肝 吸 虫 病 、 姜 片 虫 病 、 蚊 媒传 染 的 疾 病 等 ）1 我 国 人 口 中 约 有 60%的 人 在 饮 用 不 符 合 卫 生 标 准 的 水 第 四 节 污 水 处 理 技 术 概 述污 水 处 理 方 法 分 类 好 氧 生 物 处 理 法 活 性 污 泥 法

16、厌 氧 生 物 处 理 法 厌 氧 生 物 处 理 法 第 五 节 城 市 污 水 的 处 理 与 回 用v 一 、 城 市 污 水 的 特 征 与 处 理 工 艺v 城 市 污 水 的 特 征v 城 市 污 水 主 要 包 括 生 活 污 水 和 工 业 污 水的 混 合 物 ， 由 城 市 排 水 管 网 汇 集 并 输 送到 污 水 处 理 厂 进 行 处 理 。 主 要 污 染 因 子为 悬 浮 物 、 有 机 物 、 氮 、 磷 等 ， 可 能 含有 致 病 微 生 物 。 城 市 污 水 的 处 理 工 艺 二 、 城 市 污 水 对 水 体 造 成 的 污 染 与 危 害1. 水

17、 体 富 营 养 化2. 赤 潮3. 溢 油4. 海 洋 生 物 质 量 1、 水 体 富 营 养 化 (1)定 义 由 于 氮 、 磷 等 植 物 营 养 物 质 含 量 过 多 而 引 起 的 水 质 污 染 现 象 称为 水 体 富 营 养 化 ， 一 般 发 生 在 湖 泊 、 江 河 、 海 湾 等 缓 流 水 体 中 。 (2)类 型 天 然 富 营 养 化 ： 湖 泊 演 变 的 自 然 过 程 ， 湖 泊 形 成 的 幼 年 时 期 ，均 处 于 贫 营 养 状 态 ， 随 着 时 间 的 推 移 和 环 境 的 变 化 ， 逐 渐 使 湖 水中 营 养 物 质 的 浓 度 增

18、 加 ， 其 来 源 ： 为 天 然 因 素 。a.天 然 降 水b.地 表 土 壤 的 侵 蚀 、 淋 溶c.浮 游 动 植 物 生 长 、 死 亡 、 分 解 、 释 放 。 人 为 富 营 养 化 ： 由 于 工 农 业 生 产 的 迅 速 发 展 ， 使 营 养 物 质 大量 进 入 湖 泊 水 体 ， 加 速 了 湖 泊 演 化 的 过 程 ， 其 来 源 ： a.城 市 生 活 污 水 带 来 大 量 N、 P； 含 磷 洗 涤 剂 b.农 村 施 用 的 化 肥 、 牲 畜 粪 便 ， 经 面 源 污 染 而 进 入 。天 然 富 营 养 化 与 人 为 富 营 养 化 的 共

19、同 点 与 不 同 点共 同 点 ： 都 是 由 于 水 体 中 N、 P富 集 ， 引 起 水 体 DO下 降 、 恶 化 ；不 同 点 ： 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 须 过 程 ， 经 历 时 间 漫 长 ， 需 以 地 质 年 代 或 世 纪 来描 述 ， 人 为 富 营 养 化 因 人 类 排 放 含 有 N、 P的 工 农 业 生 活 污 水 所致 ， 演 化 速 度 极 快 ， 短 时 间 内 可 使 湖 泊 由 贫 变 富 。 (3) 特 征 浮 游 生 物 大 量 繁 殖 ， 水 中 溶 解

20、 氧 含 量 降 低 。 水 体 中 藻 类 的 种 类 减 少 ， 个 体 迅 速 增 加 ; 因 占 优 势 的 浮 游 藻 类 颜 色 不 同 ， 水 面 往 往 呈 现蓝 、 红 、 棕 、 乳 白 等 颜 色 ， 海 水 中 出 现 叫 “ 赤 湖 ” 、淡 水 中 称 “ 水 华 ” 。(4) 危 害 DO降 低 ， 使 鱼 类 难 以 生 存 。 藻 类 种 类 减 少 ， 危 及 鱼 类 生 存 。 因 有 些 藻 类 有胶 质 膜 ， 有 的 甚 至 有 毒 ， 不 能 成 为 良 好 的 饵 料 ， 。 危 害 水 源 ， 硝 酸 盐 、 亚 硝 酸 盐 对 人 、 畜 都

21、 有 害 。 加 快 湖 泊 老 化 的 进 程 。 2. 赤 潮v是 水 体 中 某 些 微 小 的 浮 游 植 物 、 原 生 动 物 或 细 菌 ，在 一 定 的 环 境 条 件 下 突 发 性 地 增 殖 和 聚 集 ， 引 起一 定 范 围 内 一 段 时 间 中 水 体 变 色 现 象 。 通 常 水 体颜 色 因 赤 潮 生 物 的 数 量 、 种 类 而 呈 红 、 黄 、 绿 和褐 色 等 。v赤 潮 虽 然 自 古 就 有 ， 但 随 着 工 农 业 生 产 的 迅 速 发 展 ，水 体 污 染 日 益 加 重 ， 赤 潮 也 日 趋 严 重 。 我 国 自 1933年 首

22、 次 报 道 以 来 ， 至 1994年 共 有 194次 较 大 规 模 的赤 潮 ， 其 中 60年 代 以 前 只 有 4次 ， 1990年 后 则 有 157起 。 赤 潮 的 危 害 ： 赤 潮 不 仅 给 海 洋 环 境 、 海 洋 渔 业 和 海 水 养殖 业 造 成 严 重 危 害 ， 而 且 对 人 类 健 康 甚 至 生 命都 有 影 响 。 主 要 包 括 两 个 方 面 ： 引 起 海 洋 异 变 ， 局 部 中 断 海 洋 食 物 链 ，使 海 域 一 度 成 为 死 海 ； 有 些 赤 潮 生 物 分 泌 毒 素 ， 这 些 毒 素 被 食物 链 中 的 某 些 生

23、 物 摄 入 ， 如 果 人 类 再 食 用 这 些生 物 ， 则 会 导 致 中 毒 甚 至 死 亡 。 3. 溢 油v2002年 我 国 无 重 大 海 上 溢 油 事 件 发 生 。v19761997年 ， 我 国 海 域 共 发 生 2300起 溢 油 事 故 ； 溢 油 量 超 过 25000吨 ； 年 平 均 溢 油 事 故 110起 ， 年 重 大 溢 油 事 故 5到 7起 ； 每 次 重 大 事 故 直 接 经 济 损 失 ： 石 油 污 染 是 水 体 污 染 的 重 要 类 型 之 一 。 特 别 对 地下 水 及 在 河 口 ， 近 海 水 域 更 为 突 出 。来源：

24、石 油 污 染 来 源 主 要 是 工 业 排 放 、 石 油 运 输 船 清 洗船 舱 、 机 件 ， 意 外 事 故 时 油 的 溢 出 ， 海 上 采 油 、陆 上 采 油 等 造 成 的 。 石 油 开 采石 油运 输 危害：(1)严 重 危 害 水 生 生 物 ， 影 响 活 力 、 使 鱼 窒 息 、 体内 积 累 产 生 臭 味 ， 降 低 食 用 价 值 等 。(2)组 成 成 分 中 有 稠 环 芳 烃 等 ， 多 为 致 癌 物 质 ， 如苯 并 比 ， 苯 并 恩 芘 等 。(3)油 膜 厚 10-4cm就 会 阻 碍 水 的 蒸 发 和 氧 进 入 ， 每毫 升 油 可

25、 复 盖 水 面 12m2。(4)引 起 海 面 火 灾 ， 危 及 船 舶 、 桥 梁 。(5)破 坏 优 美 的 海 滨 风 景 ， 降 低 疗 养 、 旅 游 地 功 能 。(6)破 坏 地 下 水 资 源 ， 使 地 下 水 水 质 恶 化 。 石 油 污 染 使 水 鸟 举 步 唯 艰 救 命 呀 ！ 4. 海 洋 生 物 质 量 监 测 结 果 表 明 ， 与 2001年 相 比 ， 2002年 全 国 近岸 部 分 海 域 海 洋 贝 类 体 内 的 铅 、 砷 、 镉 等 重 金 属 含量 较 上 年 有 所 升 高 ， 石 油 烃 含 量 总 体 水 平 无 显 著 变化 ，

26、 粪 大 肠 菌 群 含 量 偏 高 ， 个 别 地 点 贝 类 体 内 检 测出 赤 潮 毒 素 。 海 洋 生 态 破 坏 第 六 节 水 体 污 染 控 制 与 防 治一 、 水 体 污 染 的 防 治 与 管 理1、 水 环 境 污 染 防 治 对 策（ 1） 建 立 生 态 观 念 ， 保 护 水 环 境 大 型 水 库 建 设 地 下 水 开 采 小 河 流 渠 道 化 湖 泊 的 保 护 小 流 域 治 理 小 流 域 综 合 治 理 模 式 （ 2） 制 定 法 律 、 标 准 及 划 分 功 能 区 中 华 人 民 共 和 国 水 法 制 定 水 质 标 准 划 分 功 能

27、区 2、 水 环 境 污 染 管 理 措 施 (1) 建 立 管 理 机 构 ， 负 责 制 定 水 环 境 保 护 政 策 、法 规 、 标 准 和 制 度 ； (2) 编 制 各 种 水 资 源 保 护 和 利 用 的 总 体 规 划 ； (3) 实 行 用 水 收 费 和 排 污 收 费 制 度 ； (4) 减 少 耗 水 量 二 、 水 污 染 基 本 控 制 技 术1、 处 理 目 的目 的 ： 对 废 水 中 污 染 物 以 某 种 方 法 分 离 出 来 或 将 其 分 解转 化 为 无 害 稳 定 的 物 质 ， 使 污 水 得 到 净 化 ， 达 标 排 放 (防止 毒 害

28、、 病 菌 传 染 ， 去 除 异 味 、 恶 臭 等 )。2、 处 理 方 法(1) 物 理 法 ： 沉 淀 、 过 滤 、 气 浮 、 离 心 分 离 (2) 化 学 法 ： 化 学 沉 淀 、 混 凝 、 中 和 、 化 学 氧 化(3) 生 物 法 ： 好 氧 生 物 处 理 、 厌 氧 生 物 处 理 、 土 地 处 理 系统 (生 物 稳 定 塘 ) 此 外 ， 也 有 物 理 化 学 法 ： 萃 取 (液 一 液 ) 、 吸 附 、 离 子 交 换 、电 渗 析 、 反 渗 透 。 3、 城 市 污 水 处 理(1)污 水 一 级 处 理 ： 初 级 ， 主 要 去 除 固 体

29、悬 浮 物（ SS ） 。 通 过 机 械 过 滤 、 筛 滤 等 ， 沉 淀 的 固 体 颗 粒 。效 果 ： 可 除 掉 35%的 BOD和 60%的 SS， 为 初 级 处 理 。污水一级处理工艺流程图 （ 2） 污 水 二 级 处 理 ： 为 生 化 处 理 。 主 要 去 除有 机 物 （ BOD5） 可 大 幅 度 去 除 污 水 中 呈 胶态 和 溶 解 态 的 有 机 物 ， 去 除 75% 95%的 BOD， 出水 BOD可 达 标 排 放 。污水二级处理工艺流程图 (3) 污 水 三 级 处 理 ： 深 度 ， 主 要 去 除 难 降 解 物质 （ N、 P） 。 又 称 污 水 的 高 级 处 理 或 深 度 处 理 ，主 要 采 用 物 理 化 学 法 或 土 地 利 用 法 实 现 。 主 要 去 除 N、P等 污 染 物 。 去 除 SS、 BOD99%， N、 P5095%，P94%。 请 珍 惜 水 资 源 ,否 则 地 球 上 剩 下的 最 后 一 滴 水 将 是 人 类 的 眼 泪