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第七章环境生态学导论环境生态学导论第七章环境生态学导论环境生态学导论一、水资源与水循环1．水体的概念第一节水环境及其污染控制第七章环境生态学导论环境生态学导论水体：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、沼泽、湖泊，以及受潮汐影响的三角洲与海。第七章环境生态学导论环境生态学导论水质主要指水相的性质。水体则包含有除水相以外的固相物质如悬浮物质、溶解的盐类、底泥和水生生物，内容广泛得多。第七章环境生态学导论环境生态学导论2．水资源地球上水的总量约为1.36×1012m3，覆盖着近3/4的地球表面。此外，地球上的水还在不停地循环运动，进行者相互之间的补给，从这个角度出发，可以认为水是“取之不尽，用之不竭”的自然资源。第七章环境生态学导论环境生态学导论水环境中的97%以上为海洋的咸水，淡水的总量仅为总水量的2.53%，其中又有大约3/4是分布在南、北极的冰帽和冰川中。第七章环境生态学导论环境生态学导论可供人类直接利用而且易于取得的淡水资源十分有限：人类易于利用的淡水约占全部淡水20%左右，而直接能取用的河、湖泊水仅占全部淡水的0.5%。第七章环境生态学导论环境生态学导论3．水分循环海洋水分小循陆地水分小循环全球水分大循环4．水资源环境问题全球水资源分布的极端不平衡水污染是造成水资源危机的重要原因第七章环境生态学导论环境生态学导论我国水资源总量28万亿立方米，居世界第6位，但人均淡水资源量仅2300立方米，只相当于世界人均的1/4，约为日本的1/2，美国的1/4，俄罗斯的1/12。世界排名第121位，被列为世界上最贫水的13个国家之一。第七章环境生态学导论环境生态学导论中国水资源分布特点是：年内分布集中，年间变化大；黄河、淮河、海河、辽河四流域水资源量小，长江、珠江、松花江流域水量大；西北内陆干旱区水量缺少，西南地区水量丰富。第七章环境生态学导论环境生态学导论全国水资源80%分布在长江流域及其以南地区，人均水资源量3490m3，亩均水资源量4300m3，长江流域以北广大地区的水资源量仅占全国14.7%，人均水资源量770m3，亩均约471m3。中国内陆地区水资源量只占全国的4.8%。第七章环境生态学导论环境生态学导论中国，尤其在北方地区，水量短缺现象严重。大部分北方地区的水抽取量已接近或超过了可持续供应水量。北京地表水开发率已为100％；其地下水的年开采量为85亿t，而地下水年补给量约为60亿t，超开采42％，地下水位以年均1m速度下降，已形成1000km2的大漏斗。第七章环境生态学导论环境生态学导论1997年，黄河断流已达226天，几已成为内陆河（见表2）表2黄河断流天数年份断流天数199282199512219961331997226水资源短缺已成为黄河流域工农业发展的制约瓶颈第七章环境生态学导论环境生态学导论1980年中国水资源开发利用率为16.1%1993年升到18.9%2000年则达20%。中国北方地区水资源开发利用率已接近50%，其中超过50%的流域有黄河（67%）淮河（59%）海河（近90%）。第七章环境生态学导论环境生态学导论这些流域水资源的过量开发利用，引发了河道断流，地下水严重超采，河口生态恶化等问题。内陆河水资源开发利用程度也超过40%，松花江已达30%。第七章环境生态学导论环境生态学导论第七章环境生态学导论环境生态学导论中国南方各流域的水资源开发利用程度虽不高，但因污染造成水体质量下降，从而产生局部污染型缺水。第七章环境生态学导论环境生态学导论水的浪费严重在严重缺水的黄河流域，农业灌溉大量采用传统的漫灌方式。比节水灌区高几倍到十几倍；全国生产单位粮食用水是发达国家的2至2.5倍。第七章环境生态学导论环境生态学导论全国水环境不断恶化。全国废水、污水排放量以每年18亿吨的速度增加，工业废水和生活污水每天的排放量近1.64亿吨。第七章环境生态学导论环境生态学导论工业和城市污水加上化肥和有机肥的流失，是中国主要的水污染源。工业污染排放指数比国际先进水平常高出几倍到几十倍；城市生活污水排放日益上升，而其处理率不到20％。第七章环境生态学导论环境生态学导论第七章环境生态学导论环境生态学导论第七章环境生态学导论环境生态学导论第七章环境生态学导论环境生态学导论第七章环境生态学导论环境生态学导论第七章环境生态学导论环境生态学导论第七章环境生态学导论环境生态学导论第七章环境生态学导论环境生态学导论第七章环境生态学导论环境生态学导论第七章环境生态学导论环境生态学导论第七章环境生态学导论环境生态学导论第七章环境生态学导论环境生态学导论第七章环境生态学导论环境生态学导论第七章环境生态学导论环境生态学导论二、水污染及控制1．污染物及污染指标根据对环境造成污染危害的不同，废水中的污染物可大致分为∶第七章环境生态学导论环境生态学导论1)固体污染物2)需氧污染物3)感官型污染4)酸碱污染5)有毒物质的污染6)富营养化污染7)油类的污染8)热污染9)病原微生物污染第七章环境生态学导论环境生态学导论2．水污染的防治和管理对于水体污染的防治，其根本措施是加强对水资源的规划管理和开展对废水的处理及综合利用，以保护水源不受污染，并减少废水的排放量。第七章环境生态学导论环境生态学导论1)制定区域水环境质量标准和水污染物排放标准①水环境质量标准：水环境质量标准的制定是控制水体污染的重要措施之一。保护水体的目标是使受污染水体恢复到符合当地人们需要的最有利的用途。水体最有利的用途指标应视当地具体需要而定。第七章环境生态学导论环境生态学导论②工业废水排放标准：要使天然水体水质达到规定的环境质量标准，必须控制工业废水的排放。第七章环境生态学导论环境生态学导论2)水污染防治对策①减少污染因子的产生量和排放量。②建立城市污水处理系统。③调整工业布局，改革产品结构：④加强水资源的规划管理：第七章环境生态学导论环境生态学导论3．水体污染基本控制技术1)污水处理基本方法。废水处理的目的：对废水中的污染物以某种方法分离出来，或者将其分解转化为无害稳定物质，从而使污水得到净化。最终应使处理后的水质达到相应的国家或地方标准。第七章环境生态学导论环境生态学导论分离处理：通过各种外力的作用，使污染物从废水中分离出来。转化处理：通过化学或生物化学的作用，改变污染物的化学本性，使其转化为无害或可分离的物质，后者再经分离除去。稀释处理：通过稀释混合，降低污染物的浓度，达到无害化的目的。第七章环境生态学导论环境生态学导论2)污水处理技术物理法处理物理法处理包括：重力沉降法混凝澄清法浮力上浮法等。第七章环境生态学导论环境生态学导论生物法处理废水的生物处理是污水处理的基本核心。基本原理：通过微生物的代谢作用将废水中的有机物一部分转变为微生物细胞物质，另一部分转变为比较稳定的无污染或污染极小的化学物质(无机物或简单有机物)。第七章环境生态学导论环境生态学导论生物处理的主要作用者是微生物，污水生物处理过程分为好氧生物处理和厌氧生物处理第七章环境生态学导论环境生态学导论好氧生物处理：充分供应微生物生化反应的所需的溶解氧，最终将水中有机物彻底氧化成CO2和水等；厌氧生物处理：隔绝与氧气的接触，最终处理的产物是CH4和CO2等。第七章环境生态学导论环境生态学导论化学法处理∶中和法；化学沉淀法；氧化还原法；化学消毒法。物理化学法处理∶吸附法；离子交换法；膜分离法等。第七章环境生态学导论环境生态学导论3)废水处理系统废水的性质十分复杂，往往需要将几种处理方法或处理单元联合成一个有机的整体，配置其主次关系和前后次序，才能最经济有效地完成处理任务。这种单元处理设备合理配置的整体，叫做废水处理系统。第七章环境生态学导论环境生态学导论城市生活污水水质比较均一，已形成了一套行之有效的典型处理流程。根据处理任务的不同，可将城市生活污水的处理系统归纳为以下三级处理∶第七章环境生态学导论环境生态学导论一级处理：有时也称为机械处理。主要处理对象为较大的悬浮物，采用的分离设备依次为格栅、沉砂池和沉淀池。污水经一级处理后，一般可除掉35%的生化需氧量和60%的悬浮固体颗粒。但这只是一种非常初步的处理。第七章环境生态学导论环境生态学导论二级处理：也叫生物处理或生化处理，在一级处理的基础上进行生物化学处理。其处理对象为废水中的胶体态和溶解态有机物。二级处理可除掉污水中90%的生化需氧量及90%的悬浮固体颗粒，但不能有效除掉污水中的氮和磷等营养物质，对天然水体富营养化仍是个威胁。第七章环境生态学导论环境生态学导论三级处理和高级处理：处理对象是残留的污染物和营养物质(氮和磷)。目的是为了控制富营养化和达到废水能够重新回用。所采用的技术通常分为物理法、化学法和生物处理法三大类。第七章环境生态学导论环境生态学导论第七章环境生态学导论环境生态学导论第七章环境生态学导论环境生态学导论第七章环境生态学导论环境生态学导论各种工业废水的水质千差万别，因此，很难形成一种象城市生活污水那样的典型处理系统或流程。第七章环境生态学导论环境生态学导论水污染控制（一）我国的水污染现状我国的水环境当前存在的主要问题有三个：一是水资源短缺；二是水污染；三是用水的极大浪费。第七章环境生态学导论环境生态学导论（二）我国的水环境保护目标将淮河、海河、辽河、太湖、巢湖、滇池（简称“三河三湖”）的水污染防治列为“九五”期间我国环保工作的重点。四项具体任务：1、全国所有工业污染源要做到达标排放；2、非农业人口50万以上的城市要多方筹措和集中建设资金，因地制宜地建设城市污水处理设施；第七章环境生态学导论环境生态学导论4、直辖市及省会城市、经济特区城市、沿海开放城市和重点旅游城市的地面水环境质量，要做到按功能分区分别达到国家规定的有关标准。3、淮河、太湖要实现水体变清；海河、辽河、滇池、巢湖的地面水水质应有明显改善；第七章环境生态学导论环境生态学导论（三）我国的水污染防治对策1、完善立法2、强化监督管理（1）加强机构建设（2）强化流域管理（3）达标管理（4）总量管理3、加快城市污水处理厂的建设第七章环境生态学导论环境生态学导论第二节大气环境及污染控制一、大气的组成大气是一种气体混合物，其组分可分为恒定、可变和不定三种。第七章环境生态学导论环境生态学导论1.恒定组分大气中含有的氮，占78.09%；氧，占20.95%；氩，占0.93%，三部分共计约占空气总量的99.97%，加上微量的氖、氦、氪等稀有气体，就是大气中的恒定组分。这一组分的比例，在地球表面上的任何地方几乎可以看作是恒定不变的。第七章环境生态学导论环境生态学导论2.可变组分大气中的二氧化碳和水蒸汽。这些组分在大气中的含量受季节、气象的变化以及人类生活和生产活动的影响，常常发生变化。含有上述恒定组分和可变组分的空气，可以认为是纯净的空气。第七章环境生态学导论环境生态学导论3.不定组分尘埃、硫氧化物、氮氧化物和花粉等杂质，水汽凝结物如云、雾滴、冰晶等。此外，由于电离作用，大气中还存在少量带电的离子。不定组分是造成大气污染的主要因素。第七章环境生态学导论环境生态学导论二、大气污染1．大气污染的发生1)大气污染的概念大气污染：大气中一些物质的含量远远超过正常本底含量的大气状况。第七章环境生态学导论环境生态学导论大气结构对流层气温递减：大气温度随高度增加而下降。平流层气温逆增：大气温度随高度增加而上升。•电离层•平流层：空气稀薄，只有水平流动；含臭氧层。•对流层：含空气、水蒸气、烟尘、微生物等。空气垂直、水平流动；有气象现象。第七章环境生态学导论环境生态学导论由大气污染引起的公害事件1.马斯河谷事件1930年12月1～5日，比利时马斯河谷工业区排出的有害气体在近地层积累，一周内有60多人死亡。2.多诺拉事件1948年10月26～31日，美国宾夕法尼亚洲多诺拉镇，致害因素：二氧化硫及其氧化作用的产物与大气中尘粒结合，发病者5911人，占全镇总人口43%。死亡17人。第七章环境生态学导论环境生态学导论3.洛杉矶光化学烟雾事件40年代初期美国洛杉矶市汽车排出的废气在日光作用下，形成以臭