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水污染和水处理一、河北省水资源现状简介1．水资源及开发利用情况河北省是严重的资源型缺水省份，多年平均水资源量为203亿ｍ3，人均水资源占有量为311ｍ3，是全国平均值的1/7，不及国际上公认的人均1000ｍ3缺水标准的1/3，甚至比不上以干旱缺水著称的中东和北非地区。近几年，由于经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，河北省用水量逐年增长，年用水量已经高达220亿ｍ3，但可利用量仅为170亿ｍ3，供需矛盾十分突出。20世纪80年代以来，由于人类活动的影响，流域下垫面条件等因素发生了变化，导致地表水与地下水资源均呈减少趋势。按1956～1997年系列分析，河北省多年平均水资源总量为203亿ｍ3，其中地表水资源量为125亿ｍ3，地下水资源量为130亿ｍ3。与1956～1984年系列相比，水资源总量、地表水及地下水资源量分别减少14.7％、17.8％、12.8％。据统计分析，1986～2001年，全省用水量在200亿～230亿ｍ3之间，不仅大大超过了多年平均可利用量170亿ｍ3，而且也超过多年平均水资源总量203亿ｍ3。由于地表水资源严重匮乏，地下水资源就成了维持河北省经济发展的主要水源。自20世纪70年代大规模开采地下水以来，先是中东部平原超采深层水，逐步发展到太行山山前平原区超采浅层淡水。河北省平原区浅层地下水多年可开采量为77亿ｍ3，20世纪90年代年均开采量105亿ｍ3，超采28亿ｍ3，超采率达35.8％。至2000年底，浅层地下水累计超采457亿ｍ3，深层地下水累计超采539亿ｍ3。特别是京津以南地区地下水超采更为严重，20世纪90年代年均开采87亿ｍ3，年均超采26亿ｍ3，深层地下水年均超采23亿ｍ3。至2000年底，已累计超采浅层地下水392亿ｍ3、深层地下水480亿ｍ3，合计872亿ｍ3，占全省平原区超采量的90％左右。2．水资源存在的问题（1）地表水明显减少。由于山区人类活动改变了流域内的植被、地面形态和地下水埋深，增强了流域调蓄能力，延长了产流、汇流时间，使得降雨入渗和土壤的蒸发量加大，地表径流减少；平原区主要由于浅层地下水位普遍下降，土壤包气带增厚，使产流量相应减少。地表水减少带来了一系列的问题：一是大部分河道、湖泊、洼淀除汛期外，长年干涸无水，河北省中南部地区已经到了“有河皆干、有水皆污”的境地，生态环境不断恶化；二是河道中下游和城镇水污染严重，对农作物和地下水水质造成了很大的影响；三是下游河道行洪能力降低，入海口淤积严重。（2）地下水严重超采。河北省是全国地下水利用程度最高的省份之一，也是地下水环境问题出现最多的省份之一。由于长期过量开采，地下水位持续下降，形成了众多的地下水漏斗。浅层地下水漏斗，主要分布在山前平原及与中部平原交接地带城市附近，有长年性浅层地下水漏斗11个，1997年底漏斗面积为8598ｋｍ2；深层地下水漏斗主要分布在中部平原至滨海平原，较大的长年性漏斗10个，面积3.09万ｋｍ2。由于地下水过量开采，地下水位大幅度下降，造成区域性地面沉降，从而导致城市排水困难、建筑物基础下沉、机井报废加快、地面裂缝增多、工程设施遭到破坏等；在冀东沿海基岩海岸和沙质海岸地带，因深层地下淡水水位急剧下降，与上覆咸水形成了40～80ｍ的水位差，加之凿井开采深层水，使上层咸水与下层淡水局部连通，造成咸水界面下移，使深层淡水水质局部遭到破坏；浅层地下水位普遍降低，加之地表河流、水体干涸，造成湿地面积减少，土壤沙化加重；地下水位下降，增大了地表污水对地下水体的入渗。（3）水资源污染严重。据统计，2001年全省废污水排放量18.85亿ｔ。其中，工业废水排放量11.97亿ｔ，生活污水排放量6.88亿ｔ。全省废污水处理量为5.92亿ｔ，处理率为31.4％；达标排放量4.45亿ｔ，达标率23.6％。大量未经处理的污水倾注河流、渠道、水库、洼淀，不仅使地表水环境质量日趋恶化，而且严重影响地下水水质。全省有监测资料的河流长度为8683.2ｋｍ，Ｉ～Ⅲ类水质河流长3091.0ｋｍ，Ⅳ～Ⅴ类水质河流长981.7ｋｍ，超Ⅴ类水质河流长2491.2ｋｍ。2001年河北省全年有水的洼淀仅衡水湖一处，年度水质评价均为超Ⅴ类水。“有河皆干、有水皆污”已成为河北省平原区地表水环境的一个特征。废污水排放不仅污染了地表水，而且还污染了土壤和地下水。河北省大中城市及其周围的地下水污染比较严重，主要污染物有挥发酚、氰化物、硝酸盐氮、氨氮等，这些污染物在地下水中的含量大多超过饮用水标准，部分城市的浅层地下水大部分已不能作为饮用水源。二、污染源的认识水体污染自然界中的水体污染，从不同的角度可以划分为各种污染类别。从污染成因上划分可以分为自然污染和人为污染。自然污染是指由于特殊的地质或自然条件，使一些化学元素大量富集，或天然植物腐烂中产生的某些有毒物质或生物病原体进入水体，从而污染了水质。人为污染则是指由于人类活动（包括生产性的和生活性的）引起地表水水体污染。从污染源划分分为以下几种污染源：工业污染源：这是对水体产生污染的最主要污染源。它指的是工业企业排出的生产过程中使用过的废水。根据污染物的性质，工业废水可分为：⑴含有机物废水，如造纸、制糖、食品加工、染织工业等废水；⑵含无机物废水，如火力发电厂的水力冲灰废水，采矿工业的尾矿水以及采煤炼焦工业的洗煤水等；⑶含有毒的化学性物质废水，如化工、电镀、冶炼等工业废水；⑷含有病原体工业废水，如生物制品、制革、屠宰厂废水；⑸含有放射性物质废水，如原子能发电厂、放射性矿、核燃料加工厂废水；⑹生产用冷却水，如热电厂、钢厂废水。生活污染源：生活污染源主要来自城市。指居民在日常生活中排放各种污水，如洗涤衣物、沐浴、烹调用水，冲洗大小便器等的污水，其数量、浓度与生活用水量有关。生活污水中的腐败有机物排入水体后，使污水呈灰色，透明度低，有特殊的臭味，含有有机物、洗涤剂的残留物、氯化物、磷、钾、硫酸盐等。农业污染源：农业污染源主要指的是农药和化肥的不正确使用所造成的污染。如长期滥用有机氯农药和有机汞农药，污染地表水，会使水生生物、鱼贝类有较高的农药残留，加上生物富集，如食用会危害人类的健康和生命。其他污染源：油轮漏油或者发生事故（或突发事件）引起石油对海洋的污染，因油膜覆盖水面使水生生物大量死亡，死亡的残体分解可造成水体污染。水体污染物从化学角度四大类：1、无机无毒物：酸、碱、一般无机盐、氮、磷等植物营养物质；2、无机有毒物：重金属、砷、氰化物、氟化物等；3、有机无毒物：碳水化合物、脂肪、蛋白质等；4、有机有毒物：苯酚、多环芳烃、PCB、有机氯农药等。a油类油类已成为水体，特别是海洋污染的主要物质。石油进入水体，除了〖挥发一部分外，在水面形成油膜（低分子烃类可溶于水），由于风浪作用，又可生成乳化油（其油滴平均直径约0.5～25微米）。油能粘住鱼卵和鱼，降低孵化率并使鱼畸形、死亡。b酚类属于可被天然分解的有机物。其分解速度取决于其结构（单元酚分解较二元酚、三元酚易）、初始浓度、微生物条件、温度、曝气条件等因素，酚类生物分解最适宜的水温是15～25℃。c氰化物天然水体对氰化物有较强的自净作用。中国各地有氰电镀废水含氰经常为30～35毫克/升；某些焦化厂粗苯和纯苯分离水含氰1～96毫克/升；化肥厂煤气洗气水含氰180毫克/升。酸碱及一般无机盐类酸主要来自矿坑废水、工厂酸洗水、硫酸厂、粘胶纤维、酸法造纸等，酸雨也是某些地区水体酸化的主要来源。碱主要来自造纸、化纤、炼油等工业。酸碱污染不仅可腐蚀船舶和水上构筑物，改变水生生物的生活条件，还可大大增加水的硬度（生成无机盐类），影响水的用途，增加工业用水处理费用等。植物营养物植物营养物主要指氮、磷化合物。主要业源是化肥、农业废弃物、生活污水和造纸制革、印染、食品、洗毛等工业废水。植物营养物污染主要表现为水体富营养化。水体营养化程度与磷、氮含量关，磷的作用大于氮。一般业说，总磷和无机氮分别超过20毫克/米3，300毫克/米3，就可以认为水体处于富营养化。其它化学污染物三、水质监测指标1、pH值，反映水体或废水的酸碱度及酸碱性污染的含量；2、悬浮物质含量；3、需氧有机物，主要测定BOD、COD等综合指标；4、有毒物质，如重金属、氰化物、亚硝酸盐的含量；5、其它特定指标，针对废水特点而定。例如核电站排水的放射性指标、医院和生物制品业废水的病原体指标等。悬浮物（SuspendedSolids）指悬浮在水中的固体物质，包括不溶于水中的无机物、有机物及泥砂、黏土、微生物等。水中悬浮物含量是衡量水污染程度的指标之一。悬浮物是造成水浑浊的主要原因。水体中的有机悬浮物沉积后易厌氧发酵，使水质恶化。中国污水综合排放标准分3级，规定了污水和废水中悬浮物的最高允许排放浓度，中国地下水质量标准和生活饮用水卫生标准对水中悬浮物以浑浊度为指标作了规定。生物化学需氧量(BOD)是一种用微生物代谢作用所消耗的溶解氧量来间接表示水体被有机物污染程度的一个重要指标。其定义是：第5天好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离氧的数量，表示单位为氧的毫克/升（O2，mg/l）。主要用于监测水体中有机物的污染状况。一般有机物都可以被微生物所分解，但微生物分解水中的有机化合物时需要消耗氧，如果水中的溶解氧不足以供给微生物的需要，水体就处于污染状态。微生物对有机物的降解与温度有关，一般最适宜的温度是15～30℃，所以在测定生化需氧量时一般以20℃作为测定的标准温度。20℃时在BOD的测定条件（氧充足、不搅动）下，一般有机物20天才能够基本完成在第一阶段的氧化分解过程（完成过程的99%）。就是说，测定第一阶段的生化需氧量，需要20天，这在实际工作中是难以做到的。为此又规定一个标准时间，一般以5日作为测定BOD的标准时间，因而称之为五日生化需氧量，以BOD5表示之。BOD5约为BOD20的70%左右化学需氧量（COD）表示在强酸性条件下重铬酸钾氧化一升污水中有机物所需的氧量，可大致表示污水中的有机物量。COD是指标水体有机污染的一项重要指标,能够反应出水体的污染程度。所谓化学需氧量（COD），是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等，但主要的是有机物。因此，化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。化学需氧量（COD）的测定，随着测定水样中还原性物质以及测定方法的不同，其测定值也有不同。目前应用最普遍的是酸性高锰酸钾氧化法与重铬酸钾氧化法。高锰酸钾（KMnO4）法，氧化率较低，但比较简便，在测定水样中有机物含量的相对比较值时，可以采用。重铬酸钾（K2Cr2O7）法，氧化率高，再现性好，适用于测定水样中有机物的总量。有机物对工业水系统的危害很大。严格的来说，化学需氧量也包括了水中存在的无机性还原物质。通常，因废水中有机物的数量大大多于无机物质的量，因此，一般用化学需氧量来代表废水中有机物质的总量。在测定条件下水中不含氮的有机物质易被高锰酸钾氧化，而含氮的有机物质就比较难分解。因此，耗氧量适用于测定天然水或含容易被氧化的有机物的一般废水，而成分较复杂的有机工业废水则常测定化学需氧量。化学需氧量高意味着水中含有大量还原性物质，其中主要是有机污染物。化学需氧量越高，就表示江水的有机物污染越严重，这些有机物污染的来源可能是农药、化工厂、有机肥料等。如果不进行处理，许多有机污染物可在江底被底泥吸附而沉积下来，在今后若干年内对水生生物造成持久的毒害作用。在水生生物大量死亡后，河中的生态系统即被摧毁。人若以水中的生物为食，则会大量吸收这些生物体内的毒素，积累在体内，这些毒物常有致癌、致畸形、致突变的作用，对人极其危险。另外，若以受污染的江水进行灌溉，则植物、农作物也会受到影响，容易生长不良，而且人也不能取食这些作物。但化学需氧量高不一定就意味着有前述危害，具体判断要做详细分析，如分析有机物的种类，到底对水质和生态有何影响。是否对人体有害等。如果不能进行详细分