06-各种海洋环境灾害及海洋环境生态破坏现状-耗氧有机物污染

扬州大学第六章各种海洋环境灾害及海洋环境生态破坏现状----耗氧有机物污染扬州大学-环境科学与工程学院Chap.2marineoxygen-demandedorganicpollutionconecept：有机物质直接进入水体后，通过微生物的生物化学作用而分解为简单的无机物质二氧化碳和水，同时在分解过程中需要消耗水中的溶解氧；在缺氧条件下，该类污染物就发生腐败分解，恶化水质，所以称之为需氧有机污染物。水中需氧有机物越多，耗氧也越多，水质也越差，表明水体污染越严重。扬州大学-环境科学与工程学院2.1sourceandcharacter2.2theindexofoxygen-demandedorganicpollution2.3consumeandabsorbofoxygen2.4analysisofexamplesChap.2marineoxygen-demandedorganicpollution扬州大学-环境科学与工程学院2.1来源与污染特点1.海洋中有机物的组成2.海洋中有机物质分类3.海洋需氧有机污染物的来源一、来源扬州大学-环境科学与工程学院表2.1.1化合物浓度(μgC/l)化合物浓度(μgC/l)游离氨基酸20维生素0.006结合氨基酸50酮类10游离糖20醛类5脂肪酸10烃类5酚2尿素20甾醇0.2糖醛类18大约总量3401.海洋中有机物的组成2.1来源与污染特点扬州大学-环境科学与工程学院1.海洋中有机物的组成海洋中大量存在无生命的有机质，溶于海水中仅是其中一小部分；海水中约含有不到0.01%总盐量的溶解有机质，而大部分沉积于海洋沉积物中。海水中有机质浓度一般为n～nx100微克碳／升，虽然浓度甚微，但其总量很大。扬州大学-环境科学与工程学院2.海洋中有机物质分类天然有机物质人为污染的有机物质2.1来源与污染特点扬州大学-环境科学与工程学院天然有机物质天然有机物质为浮游植物、浮游动物的分泌、排泄等代射产物和死亡生物分解碎屑降解、氧化、溶解产物，这些有机物质称为生源有机物。2.1来源与污染特点扬州大学-环境科学与工程学院人为污染的有机物质随着工业的迅速发展，沿海城市的逐步扩大，人口的高度集中，生活水平的不断提高，各种污水排放量猛增。因此，通过各种途径，直接和间接排入海洋中的有机物质成倍增加，造成港湾、河口和近岸海域有机物质污染的十分严重。2.1来源与污染特点扬州大学-环境科学与工程学院生活污水工业废水(如食品工业废水、造纸工业的废水)农业污水3.海洋需氧有机污染物的来源2.1来源与污染特点扬州大学-环境科学与工程学院生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪和木质素等有机物质进入海洋后，其中一小部分可直接被摄取，大部分可在细菌和微生物作用下，在水中有氧下，需氧分解生成CO2，H2O和NO32-、PO43-等。二.污染特点2.1来源与污染特点扬州大学-环境科学与工程学院当排入水体的需氧有机物质数量有限时，也就是说没有超过水体的自净化作用的能力时，水中溶解氧交换补充及时，水体又可恢复到原有状态，有氧条件下有机物质分解产物不会造成水质进一步恶化。因此，一般认为需氧有机物没有毒性，但氧化分解将消耗水中的溶解氧。扬州大学-环境科学与工程学院需氧有机物污染的主要危害：耗氧；影响水体的自净能力；在厌氧微生物作用下，有机物分解产生H2S、CH4、硫醇和氨等气体，使水质变臭；影响海洋生物甚至生态系统的正常活动。扬州大学-环境科学与工程学院降解方程式：2.1来源与污染特点水中有机物质氧化降解，可用以下反应式表示：1.水中有机物质氧化降解反应式：｛CH2O｝+O2-→CO2+H2O(｛CH2O｝代表有机物质)2.厌氧条件下：2｛CH2O｝+SO42-+H+—→2CO2+HS-+2H2O扬州大学-环境科学与工程学院微生物C6H10O5+6O2→6CO2+5H2O扬州大学-环境科学与工程学院2.1sourceandcharacter2.2theindexofoxygen-demandedorganicpollution2.3consumeandabsorbofoxygen2.4analysisofexamplesChap.2marineoxygen-demandedorganicpollution扬州大学-环境科学与工程学院2.2theindexofmarineoxygen-demandedpollution1.BioChemicalOxygenDemand(BOD)2.ChemicalOxygenDemand(COD)3.UltimateOxygenDemand(UOD)4.TheoreticalOxygenDemand(TOD)扬州大学-环境科学与工程学院Biochemicaloxygendemand(BOD)BODtest:themostcommonestandmostversatilemeasureofbroadeffect.2.2theindexofmarineoxygen-demandedpollution扬州大学-环境科学与工程学院BioChemicalOxygenDemand(BOD)definition：BioChemicalOxygenDemand(BOD)，表示水中有机物质由微生物分解所需溶解氧的量。单位为mg-O2／l。含义：表示可氧化分解水体中所溶存的含碳有机物，也包括化学氧化法难以氧化的含N和P的有机物质。它在一定程度上可以反映水体中有机物质含量。2.2theindexofmarineoxygen-demandedpollution扬州大学-环境科学与工程学院IfanorganiccompoundgivesthesameoxygendemandforTOD,CODandBOD,itisreadilyoxidizedandmetalolized.2.2theindexofmarineoxygen-demandedpollution扬州大学-环境科学与工程学院Chemicaloxygendemand(COD):Theamountofoxygentakenupwhenhotaciddichromateisused.COD:oftenusedbecauseitisrapidlyandcanbeusedinshort-termqualitycontrol.Formoreresistantcompounds,CODwillbeafractionofTOD,andthisdependsontheefficiencyofthismethodofoxidation.2.2theindexofmarineoxygen-demandedpollution扬州大学-环境科学与工程学院BODdependsonthefollowingcondition:1.Theparticularblendofnutrientsandotherassessoryfactorsinthebasalmedium.2.Thepresenceofnaturalinhibitors.3.Theconditionandcompositionofmicrobialpopulationpresent.2.2theindexofmarineoxygen-demandedpollution扬州大学-环境科学与工程学院•CalculationofBODThebiochemicaloxidationisbelongtothefirstdynamicreaction,whichcanbeshownasfollowingequation:dL/dt=k1·L积分得Lt=L·ek1·tL：总的BOD(mg／l)；Lt：t时刻的BOD(mg／l)；t：时间(d)；k1:耗氧常数(d-1)2.2theindexofmarineoxygen-demandedpollution扬州大学-环境科学与工程学院经过t时后，被微生物氧化分解的有机物量(Y)：Y=L-Lt=L-L·ek1·tY=L(1e–k1·t)BOD5=BODT·(1-e-K·t)2.2theindexofmarineoxygen-demandedpollution扬州大学-环境科学与工程学院L、Lt、Y的关系L=Lt+YLt:t时刻剩余的BODY：t时刻已被微生物氧化BOD2.2theindexofmarineoxygen-demandedpollution扬州大学-环境科学与工程学院Asanimportantindexforassessmentofwaterquality,normally5daysat20℃isused;BOD520。Thisistheusualdurationatamoresuitableincubationtemperature.2.2theindexofmarineoxygen-demandedpollution扬州大学-环境科学与工程学院L、Lt、Y的关系L=Lt+YLt:t时刻剩余的BODY：t时刻已被微生物氧化BOD2.2theindexofmarineoxygen-demandedpollution扬州大学-环境科学与工程学院单位为mg/l；（BOD520）中上标为温度(℃)，下标为氧化分解的时间(d)。在应用中，BOD520常简写为BOD5或BOD。BOD5是海水水质的重要指标。水体中BOD5高，表征水体中需氧有机物浓度高。BOD5=BODT·(1-e-K1·t)说明：2.2theindexofmarineoxygen-demandedpollution扬州大学-环境科学与工程学院Sometimes,WecanuseBODmeasuredinatimelessthan5days：BOD520=1.171×BOD230（《海洋监测规范》）2.2theindexofmarineoxygen-demandedpollution扬州大学-环境科学与工程学院•Theinfluenceoftemperature耗氧常数k除与有机物质种类、细菌微生物种类数量K(T)=K(20)1.047(T-20)K(T)、K(20)：分别代表T℃和20℃时耗氧常数。此外，总的BODLT=L201+0.02(T-20)〕LT、L20：分别代表T℃和20℃总的BOD.2.2theindexofmarineoxygen-demandedpollution扬州大学-环境科学与工程学院Thequalitystandardofseawater(GB3097-1997)项目第一类水第二类水第三类水第四类水BOD5(mg/l)≦1≦3≦4≦5COD(mg/l)≦2≦3≦4≦52.2theindexofmarineoxygen-demandedpollution扬州大学-环境科学与工程学院解：BOD5=BODT·(1-e-K1t)=208×(1-e-0.15×5)=110mg/l答：该生活污水BOD5值为110mg/l。例题1：某排污口污水水样，在20℃下测得BOD为208mg/l，若K为0.1d-1,求BOD5值。2.2theindexofmarineoxygen-demandedpollution扬州大学-环境科学与工程学院2.实验室测得某工业废水BOD为750毫克／升，20℃时净化常数K1为0.20／天，计算BOD205，若K1降为0.10天，求BOD205。解：BOD5=BODT·(1-e-K1t)K1=0.2时，BOD5=750×(1-e-0.2×5)=474mg/lK1=0.1时，BOD5=750×(1-e-0.1×5)=295mg/l答：当K1值分别为0.2和0.1／d时，水样BODT分别为474和295mg/l。扬州大学-环境科学与工程学院生化耗氧量（BOD）的优缺点优点：在一定程度上可以反映水体中有机物质含量。缺点：实验耗时长，不利于较快掌握水质污染情况；测定局限在实验室内进行，与天然水的差