第一章水质与水体自净

第一章水质与水体自净水质与水体自净•水资源与水循环•水质与水质标准•环境水化学基础---水体自净与水环境容量•水处理原则和方法概述水循环与水资源•水资源总量•水循环•水资源与水污染水的使用价值分级地球上水的分布•总量约有14×10%m3•97.3%的水是海水，不宜被人类直接使用•与人类关系最密切、又较易开发利用的淡水贮量约为400×104km3,仅占地球上总水量的0.3%。•淡水在时空上的分布又很不均衡。水的类型水量/104KEEl3比例/%海洋水13200097.3淡水湖12.50.009盐湖和内海lo.40.008河流0.10.0001土壤水6.70.005地下水8350.6冰冠和冰川29202.1大气水1.30.001总计135786100地球上的水量分布中国水资源特点1.人均占有量少•淡水总量在全世界占第6位。•但人均占有量只有2340m3/人年（以13亿人口计），世界平均水准的1/4，占88位。2.空间分布不均•81％的水资源分布在长江流域及其以南•东南地区降水量可达1600mm，造成涝灾•西北地区降水只有500mm，少的地区不到200mm3.年内及年际变化大•60－80％降水集中在夏季，7，8，9月；年际变化差3－6倍（大时）4.许多地区缺水严重•三北（西北、华北、东北）和沿海（青岛、大连）•在640个城市中，300多个城市缺水。按流域计算人均水资源量表1-1水资源流域分布情况流域名称淮河黄河海河辽河黑龙江人均水资源量（m3/人.年）96174434510602181北方地区省、市人均水资源量表1-2北方地区水资源分布情况省、市名称北京天津河北河南山东山西人均水资源量（m3/人.年）96174434510602181456国内地表水资源分布状况国内主要河流湖泊分布怒江黄河黑龙江澜沧江嫩江松花江淮河长江雅砻江湘江金沙江通天河渭河扎曲元江嘉陵江赣江雅鲁藏布江辽河汾河汉江(汉水)岷江滦河乌江牡丹江红水河海拉尔河西辽河沅江额尔古纳河额尔齐斯河南盘江鸭绿江浔江那曲西江克鲁伦河塔里木河(叶尔羌河)老哈河礼社江北江(浈水)清水江第二松花江卫河(大沙河)纳文河大渡河(马柯河、大金川)三岔河富春江东江(寻邬水)通榆运河子牙河(子牙新河)绵水沱沱河(玛曲)衢江闪电河二道江柳江(都柳江、融江)通扬运河北运河永定河(桑干河、永定新河)贡水沮水和田河(喀拉喀什河)鸭池河伊犁河(特克斯河)头道江(漫江)车尔臣河(卡墙河、且末河)开都河约古宗列渠京杭运河(江南运河)松阿察河奎屯河疏勒河(昌马河)通吕运河当却藏布(马泉河)布哈河(盐坎河)闽江(九龙溪、沙溪)黑河(弱水、东河、西河)海洋河黄河扎曲长江滆湖阿拉克湖阿涌该马错阿涌吾尔玛错安丰塘安乐湖白荡湖白马湖白泥湖白泥湖白水湖宝应湖北霍布逊湖北麻漾北琴泡子贝尔湖波罗泡子波涛湖泊湖菜子湖策湖查干湖茶卡盐湖长白湖长湖长桥湖巢湖陈家湖城东湖城西湖程海澄湖赤布张湖赤东湖赤湖慈场湖错达日玛错江钦错仁德加达布逊湖达里诺尔新开湖红山水库哈素海莫力庙水库察尔森水库大柴旦湖大官湖(黄湖)大麻苏泡子大通湖大屯海大岩湖大冶湖大源湖大纵湖岱海滇池淀山湖东阿鄂巴拉日错东湖东湖东居延海东平湖东钱湖东日昂巴坎错冬草阿龙洞庭湖都兰湖斗湖额吉诺尔鄂陵湖洱海二八股子泡子枫沙湖凤凰湖抚仙湖斧头湖尕海尕海尕拉拉错尕斯库勒湖甘森泉湖岗玛错高台湖高邮湖苟鲁错苟鲁山克错固城湖冠察湖哈布塔诺尔哈拉湖海丁诺尔鹤龙湖黑海红碱淖洪湖洪泽湖后官湖后湖呼尔查干诺呼和诺尔呼和诺尔呼伦湖月亮湖葫芦湖花敖泡花家湖花家湖花园湖黄陂湖黄盖湖黄荆湖霍烧里泡子加木称错节约湖西金乌兰湖镜泊湖军山湖错卡巴纽尔多湖可可西里湖克日勒克诺尔苦海库赛湖库水浣昆承湖喇嘛寺烂泥湖劳日特错勒斜武担湖里湖涟湖梁子湖柳叶湖龙感湖龙虎泡龙日阿错龙赛湖泸沽湖鲁湖骆马湖玛巧错玛日阿错玛章错钦毛家湖毛里湖密泉湖明镜湖内珠湖那什代泡子南湖南霍布逊湖南山泡子南四湖尼日阿改错年吉错牛奶湖牛山湖女山湖欧错排湖鄱阳湖破岗湖七里湖杞麓湖樵岗湖青海湖青肯湖邛海雀莫湖日格错日居错赛湖三山湖珊珀湖上津湖邵伯湖升金湖石臼湖石塘河湖松花湖苏干湖它拉红泡蹋西湖太白湖太白湖太湖太阳湖汤逊湖洮湖（长荡湖）天岗湖图牧吉泡子托索湖托索诺尔沱湖瓦埠湖豌豆湖网湖乌兰盖诺尔乌兰乌拉湖乌梁素海蜈蚣湖五大连池武昌湖武湖武湖武山湖西氿西湖西湖西湖西葫芦泡子西居延海西凉湖西脑湖西泡子西台吉乃尔湖小柴旦湖小南湖小苏干湖小新米泡小兴凯湖兴凯湖星星海星云湖雪莲湖鸭儿湖牙不气泡子雅西错严西湖盐湖盐湖燕子湖阳澄湖阳宗海杨坊湖洋沙泡瑶湖野湖野猪湖祈湖移山湖异龙湖饮马湖鹰湖永红湖元荡月亮湖扎陵湖章江斗木错涨渡湖朱婆湖注X009湖卓乃湖桌让错水的循环•水的自然循环•水的社会循环是指人类为了满足生活和生产的需求,不断取用天然水体中的水,经过使用,一部分天然水被消耗,但绝大部分却变成生活污水和生产废水排放,重新进人天然水体。自然循环社会循环污废水不经处理排放，水体污染，水质恶化，水质性缺水。中国七大水系中，63.1%的河段水质为Ⅳ类Ⅴ类或劣Ⅴ类，失去作为饮用水水质的功能。自然现象工业生产农业生产日常生活城市建设水资源水危机水污染加剧水资源的紧张,威胁人类生命健康和生态安全。什么是水污染•水污染是指污染物进入水体，引进水质恶化，使水的使用价值降低的现象。水污染一般指：某种物质进入水体，在数量上超过该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量，从而导致水体的物理、化学、生物或放射等特性发生变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用，造成水质恶化的现象。•判断衡量水污染程度一般根据水中某种污染物深度的高低和各种水水质标准进行评价与分类。1、水污染类型①按水存在形式：地表水污染与地下水污染；②按污染物：汞污染，酚污染、有机物水污染、热污染等；③按污染物属性：物理水污染、化学水污染和生物水污染；④按水域：河流污染、湖泊污染、水库污染、海洋污染等。2、污染物来源①工业废水。废水中有毒、有害物质成分复杂，是造成目前世界性水污染的主要原因。②农田排水。施用的化肥、农药，随农田排水、地表径流注入水体。③生活污水。成分复杂，以耗氧有机物最多。④城市垃圾和工业废渣。垃圾和废渣倾入水中或堆积在水域附近，经水的溶解或浸渍作用，使垃圾和废渣中有毒有害成分进入水中。⑤大气等天然污染物。大气中污染物种类很多，可以直接降落或溶于雨雪后降落入水体。火山爆发和特殊地层，会使某些有毒物质进入水体。3、水污染特点①各类工业与大型企业密集在城市，排人城区河段的污染物数量极大，故一般流经城市的河流污染都很严重；②海洋污染，其中以石油污染最为突出；③污染物种类越来越多，其中毒物、剧毒物、长期残留物特别令人关注；④陆地水体中，河流流速大．稀释与自净能力强，污染较轻，较易恢复；湖泊交换能力弱，污染物能长期停留，易使水质恶化和引起富营养化；地下水遭受工业废水和城市污水日益严重，而且一旦污染，不易恢复，甚至不能恢复；⑤农田排水和地表径流等非点污染源造成的水污染比较普遍。4、常见水污染源分类（l）污染属性：物理污染源、化学污染源、生物污染源和复合污染源。（2）污染源空间分布方式：点源和非点源（3）污染物：汞污染源、酚污染源、热污染源、放射性污染源等。（4）受纳水体：地面水污染源、地下水污染源、海洋污染源。地面水污染源还可分为河流污染源、湖泊污染源和水库污染源。（5）污染源排放时间：连续性污染源，间断性污染源和瞬时性污染源。连续性污染源又可分为连续均匀性和连续非均匀性污染源。（6）污染源位置：固定污染源和流动污染源。（7）社会活动：工业源、农业源、交通运输污染源和生活污染源。固定污染源数量多、危害大，是造成水污染的最主要污染源。工业源是水污染的最主要来源。工业门类繁多，生产过程复杂，污染物种类多，数量大，毒性各异，污染物不易净化，对水环境危害最大。同一污染源有多种分类名称化学污染•水中元素及其化合物数量异常的一种水污染现象。天然水是溶有多种元素和化合物的一种混合溶液，其中有天然的和人工合成的物质、有无机物和有机物。在正常情况下，水中元素和化合物含量很低，不致影响水的使用。但人类不断地向水中排放废弃物和污水，使污染水体的化学物质愈来愈多。据估计，水中化学物质种类达100多万种。因此，化学污染物是当今世界性水污染中最大的一类污染物。污染物分类典型污染物非金属有毒物氰化物、氟化物、硫化物、砷化物重金属汞、镉、铬、铅、铜、锌放射性物质铀-235、锶-90、铯-137、钚-239酸碱盐类硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、氢氧化钠（钙）、无机盐致色物质铁盐、锰盐、色素、染料、腐殖质致臭物质氨、硫化物、酚、胺类、硫醇植物营养物质硝态氮、亚硝态氮、氦氮硝态氮、亚硝态氮、氦氮需氧有机物质碳水化合物、蛋白质、油酯、动植物尸体易分解有机毒物酚、苯、醇、有机磷家药难分解有机毒物有机磷农药、洗涤剂等油类石油及其制品化学水污染造成的危害①需氧有机物使水中溶解氧大幅度下降；②有毒物质造成水生物慢性中毒或急性中毒；③汞、铜、铅等重金属，不仅能使生物发生急性中毒，而且能在水体中沉积成为次生污染源，并易在生物体内累积，造成慢性中毒；④砷、铬、镍、铰、苯胺，多环芳香烃、卤代烃等有致突变、致畸、致癌作用；⑤致色物、致具物和油类使水体失去旅游、观光和疗养价值；⑤有机氯农药、多氯联苯等有机氯化合物能毒死幼鱼和虾类，或在成鱼体内累积，使繁殖力衰减，影响胚胎发育和鱼苗成活率。有机物水污染耗氧有机污染物引起水体溶解氧含量大幅度下降的现象。水中有机物大多数能够被微生物分解与利用。这类有机物在分解过程中需要消耗水中溶解氧，故称耗氧污染物。溶解氧大幅度下降，是水体遭受有机物污染后的最显著的特征。水中有机物按来源可分：①天然有机物（NOM），指生物产品、代谢产物和生物残体，主要为碳水化合物、蛋白质和油脂。②人工合成有机物，主要有塑料、合成纤维、洗涤剂、溶剂、染料、涂料、农药、食品添加剂和药品等。有机合成工业发展迅速，人工合成有机物种类和数量也随着增加。水中有机污染物主要来源是城市污水、农业污水、工业废水和石油废水。①城市污水。水中含有碳水化合物、蛋白质、油脂和合成洗涤剂。②农业污水。来源广，数量大，危害严重。农业污水包括农田排水和农副产品加工的有机污水，其中含有化肥、农药、农家肥（人和农畜的粪便，以及动植物残体）和农副产品加工的有机废弃物。③工业废水。来自造纸、制革、石油化工、农药、药品、染料、化纤、炼焦、煤气、纺织印染、食品、木材加工等工厂。这类废水所含的有机物种类多，人工合成物所占的比例高，有机毒物多，生物不易降解。④石油废水。主要污染物是各种烃类化合物——烷烃、环烷烃和芳香烃，其中多环芳香烃具有致癌性。有机物污染的危害（l）大量需氧有机物进入水体，被好氧微生物分解，使溶解氧大幅度下降，甚至造成缺氧状态，危害水生物，有时使大批鱼类死亡。溶解氧耗尽时，有机物转入厌氧分解过程，产生甲烷、硫化氢、氨等还原性物质和恶臭，使水质变坏。（2）流动缓慢、更新期长的水体，如湖泊。池塘等封闭性水域，接纳大量含氮、磷有机废水后，促使藻类大量繁殖，形成“水华（参见富营养化）。藻类死亡后沉入水底，厌氧分解，释放出氮、磷等，使藻类更加增殖，形成水体质量恶性循环，不宜鱼类生存。（3）水体遭受油污染后，油膜覆盖水面，阻止气液界面问的气体交换，造成溶解氧短缺，促使发生恶臭。油脂亦可堵塞鱼鳃，使鱼呼吸困难，引起死亡。鱼受石油污染，肉有异味，使食用品质降低或不堪食用。（4）水体遭受高毒性的酚类有机物污染，能使蛋白质变性或沉淀，对生物细胞有直接损害，对皮肤和粘膜有强腐蚀作用。长期饮用酚类污染水，可引起头晕、出疹、发痒、贫血及各种神经系统疾病。低浓度酚影响鱼类回游、繁殖，引起鱼肉酚臭；高浓度酚可使鱼类大批死亡。（5）有机氯农药、多氯联苯、多环芳烃等有机物，大都是剧毒物或强致癌物，进入水体后能长期存在，而且难被分解，常经食物链逐级浓缩、放大，造成危害。生物水污染有害生物进入水体或某些水生物繁殖过程引起的一种水污染现象，是由于水体接纳了医院、畜牧场、屠宰场和生物制品厂等的污水以