3-3环境学

水污染我们必须与其他生命共同分享我们的地球—蕾切尔·卡逊DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity§⒋水体环境概述一、天然水的物质组成⒈天然水化学成分的形成⒉天然水的化学组成①决定于与水接触物质的成分和溶解度②水与接触物质作用的条件①溶解气体②溶解固体（微量元素）③生源物质（生物生成物）④胶体物质DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity⒈水体水体是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。水体作为一个完整的生态系统，除水以外还包括水中的悬浮物质、溶解物质、底泥和水生生物等。①按“类型”可划分为：海洋水体与陆地水体。②从“区域”的角度理解：水体是指某一具体的被水覆盖的地段，如太湖、洞庭湖、鄱阳湖。二、水体和水体的自净§⒋水体环境概述DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity§⒋水体环境概述⒉水体与水质的区别水质水体：还包括除水相以外的固相物质。举例：水（相）污染和水体污染的区别。水质指水相的质量，是通过水的物理、化学和生物的特征及组成状况表现的，它反映了水体环境自然演化过程和人类活动影响的程度。DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity§⒋水体环境概述三、水体的自净作用⒈水体自净作用水体自净作用指受污染的水体在物理、化学和生物等作用下，水中污染物自然降低的过程。⒉水体自净机制物理自净化学自净生物自净（主导地位）DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity§⒋水体环境概述⒊影响水体自净的主要因素水情要素污染物的性质水生生物的种类和数量环境介质条件河流地貌部位、水体与大气之间的边界条件、太阳辐射状况、水底沉积物的性质等。DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity§⒋水体环境概述⒈水体污染的发生⒉反映水体污染的指标（物理、化学、生物）①悬浮物（ss）输入输出四、水体污染和污染源②有机物③pH④细菌⑤有毒物质DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity§⒋水体环境概述农业退水指农作物栽培、牲畜饲养、食品加工等过程排放出的污水和液态废物。人们日生活中产生的各种污水的混合液，包括厨房、洗涤室、浴室等排放的污水和厕所排出的含粪便污水等。城市污水—排入城市污水管网的各种污水的总和。⒊水体污染源①工业污染源（工业废水）②生活污染源（生活污水）③农业污染源（农业退水）DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity§⒌水体中主要污染物及其影响一、无机无毒物质⒈酸、碱及各吩无机盐来源：酸—矿山废水和多种工业废水、碱—碱法造纸、化学纤维、制碱、制革及炼油等。对环境的影响增加淡水资源矿化度，影响各种用水水质。§4～2化学方面§4～1物理方面颜色、浊度、温度、悬浮固体、放射性DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity§⒌水体中主要污染物及其影响⒉氮、磷等植物营养物质来源：生活污水、农业退水、某些工业废水氮磷污染危害（水体富营养化）“营养化”的概念水体富营养化的类型水体富营养化简单过程水体富营养化的表现：水华、赤潮水体中植物营养物质氮、磷的转化氮、磷污染与水体富营养化水体富营养化的判别DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity§⒌水体中主要污染物及其影响二、无机有毒物质⒈重金属①重金属：比重大于5（4）的金属（Hg、Cd、Pb、Cr、As）②重金属在水环境中的污染特征③重金属在水体中的迁移转化迁移方式：机械迁移、物理化学迁移、生物迁移重金属的迁移（概念）物理化学迁移的主要作用：沉淀作用、吸附作用、络合作用、氧化还原作用DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity§⒋水体中主要污染物及其影响⒉氰化物来源：电渡废水、焦炉和高炉的煤气洗涤水、合成氨、有色金属选矿、冶炼、化学纤维生产、制药等各种废水。影响：氰化物是指含有氰基的化合物，有剧毒。⒊氟化物来源：电镀加工含氟废水和含氟废气洗涤水。影响：对很多生物具有明显毒性。“氟斑牙、氟骨症”。DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity§⒋水体中主要污染物及其影响三、有机无毒物质（耗氧有机物）⒈耗氧有机物的概念①有机合成原料②有机酸碱③油脂类③高分子化合物⑤表面活性剂⒉耗氧有机物的来源DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity§⒋水体中主要污染物及其影响⒊常用的耗氧有机物指标化学耗氧量（COD—ChemicalOxygenDemand）生化需氧量（BOD—BiochemicalOxygenDemand）在规定的条件，使水样中能被氧化的物质氧化所需耗用氧化剂的量，以每升水消耗氧的毫克数表示。在好气条件下，微生物分解水体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的综合指标之一。目前国内普遍采用20℃培养5天的生物化学过程需要氧的量为指标，记为BOD5。DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity§⒋水体中主要污染物及其影响⒊常用的耗氧有机物指标总有机碳（TOC—TotalOrganicCarbon）总需氧量（TOD—TotalOxygenDemand）水中溶解性和悬浮性有机物中存在的全部碳量，是评价水体中需氧有机物的一个综合指标。水中有机物中除含碳有机物外，还有含氢、氮、硫等元素。当有机物全部被氧化时，碳被氧化为二氧化碳、而氢、氮、硫则被氧化为水、一氧化氮和二氧化硫等。此时氧化所需的氧量称为总需氧量。注：注意各指标之间的相互关系DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity§⒋水体中主要污染物及其影响需氧有机污染物一般分为三大类，即碳水化合物、蛋白质和脂肪，生物降解作用有共同特点：首先在细胞体外发生水解，复杂的化合物分解成较简单的化合物，然后再透入细胞内部进一步发生分解。⒋耗氧有机物的生物降解碳水化合物生物降解步骤和最终产物DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity§⒋水体中主要污染物及其影响脂肪和油类的生物降解步骤和最终产物蛋白质的生物降解步骤和最终产物⒋耗氧有机物的生物降解DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity§⒋水体中主要污染物及其影响四、有机有毒物质⒈酚类化合物⒉有机农药⒊多环芳烃（PAH）煤气、焦化、石油化工、制药、油漆等排放苯酚，苯酚是产生臭和味的物质，溶于水，毒性较大，能使细胞蛋白质发生变性和沉淀。石油、煤等燃料及木材，可燃气体在不完全燃烧或在高温处理条件下所产生的，具有致癌或致突变作用。⒋多氯联苯（PCB）多氯联苯是联苯上的氢被氯置换后生成物的总称。DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity§⒌水污染综合防治一、水污染综合防治对策减少耗水量（节水减排）建立城市污水处理系统（末端治理）调整工业布局（充分利用环境的自净功能）加强水资源的规划管理DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity§⒌水污染防治与管理二、污水处理技术简介物理法通过物理作用，以分离、回收污水中不溶解的呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变其化学性质。物理法操作简单、经济，常用的有：重力分离法过滤法气浮（浮选）离心分离法DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity§⒌水污染防治与管理化学法化学法指向污水中投入某种化学物质，利用化学反应分离、回收污水中某些污染物质或使其转化为无害物质。化学沉淀法混凝法中合法氧化还原法⒊污水处理技术简介DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity§⒌水污染防治与管理物理化学法利用萃取、吸附、离子交换、膜分离技术、气提等操作过程，处理或回收工业废水的方法可称为物理化学法。萃取法吸附法离子交换法反渗透⒊污水处理技术简介DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity§⒌水污染防治与管理生物法利用生物新陈代谢功能，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害物质，使污水得以净化.活性污泥法生物膜法⒊污水处理技术简介我们必须与其他生命共同分享我们的地球—蕾切尔·卡逊DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversityDepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity赤潮DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity水华DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity云南滇池爆发蓝藻DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity云南滇池爆发蓝藻DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity含氮化合物在水体中的转化水体中的含氮物质：有机氮—蛋白质、氨基酸和尿素等无机氮—氨氮、亚硝态氮和硝态氮等含氮物质的转化：氨化和硝化过程反硝化过程DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity含磷化合物在水体中的转化水体中的含磷化合物：水体中磷的存在形态很复杂，但可溶性磷含量较少，因为它们很容易与Ca2+、Fe3+、Al3+等生成难溶性的沉淀物，沉积于水体底泥。聚积于底泥中磷的存在形式和数量，一方面决定于污染物输入和通过地表与地下径流的排出情况；另一方面决定于水中的磷与底泥中的磷之间的交换情况。水中的无机磷经生物吸收及有机磷沉淀，从表层除去。沉积物中的磷，通过悬浮作用和湍流扩散作用，释放到上层水体中去。DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity含磷化合物在水体中的转化在湖泊水体中磷的循环，大体可以看作是一个动态的稳定体系，其中在各不同部分中磷含量的变化在稳定环境条件下是很小的，并且是很缓慢的，它影响到湖泊水体中磷的有效状态。其交换与转化过程（见下图）。DepartmentofResourceManagement,TangShanNormalUniversity氮、磷污染与水体富营养化利贝格最小值定律（Iiebiglawoftheminimum）：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。结论：藻类的生产量主要取决于水体中磷的供应量。当水