四-水环境.ppt

本章内容12345水环境概述水体污染源与污染物污染物在水环境中的迁移和转化水污染的控制 中国水环境状况21水环境概述一、水环境的概念二、水的分布和循环 三、水资源 四、水体污染与水体自净五、水污染的危害3一、水环境的概念指河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川、海洋等地表储水体的本身及水体中的悬浮 物、胶体、溶解物质、水生生物、底泥等。是 地表水覆盖地段的自然综合体。“水环境”与“水”是应该加以区分。4二、水的分布和循环1、水的分布 地球上水总量是13.6亿立方公里。地球上水的分布比例：海水淡水97.3%；2.7%。淡水中：冰山、冰川 77.2%；地下水、土壤水 22.4%；湖泊、沼泽水 0.35%；大气水 0.04%；河流 0.01%；可供人类直接利用的淡水不到1%。5三、水资源 水资源概述1、水资源的定义水资源是容易被人类利用，并逐年可更 新的那部分淡水资源，大气降水则是它的补 给来源。132、水资源重要作用调节地球的气候；水摩塑着地球表面形态；水具有物质运输功能；水是一切生物必不可少的物质；水是人类赖以生存的最基本的物质基础。16水资源是基础自然资源；是生态环境的控制性因素之一；因此是战略性经济资源；是一个国家综合国力的有机组成部分；展望未来水资源日益影响全球的环境与发展，甚至引发冲突。173、水资源的特点是维护生态平衡和环境的基本要素；利用上的多用性，即一水多用（生活用水、生产用水、生态用水）；经济上的两重性（水利和水害）；时空分配上的可变性；补给上的循环、有限性。水资源是可再生资源，但并非无穷资源，正变得日益稀缺。19 水资源状况1、世界水资源状况100多国家和地区缺水；20亿人口用水紧缺；12亿人口没有安全饮用水。212、中国水资源自然状况 水资源总量丰富和人均资源量少总量为2.8万亿吨（居世界第6位）；但年人均2200吨（为世界平均水平的1/4，居世界第109位）。已被联合国列为13个人均水资源贫乏国家 之一。我国600多个城市中，300多个城市缺水，100多个城市严重缺水。25 水资源的时间分布极不均衡4个月的降水量占全年70%。水资源的空间分布极不均衡长江流域及其以南地区国土占全国的36.5%，而其水资源占全国的63.5%。江河高泥沙含量可形成平原，同时带来水害。气候变化对我国水资源影响大水资源减少，黄河断流。333、中国水资源面临的问题 防洪安全仍缺乏保障；尽管有25万公里堤防，8万座大中小型水库。水资源紧缺与用水浪费并存；a）缺水年缺水300400百亿吨，由于缺水出现 工农业争水、城乡争水、地区争水、超采 地下水、挤占生态用水。37b）用水浪费我国用水总量与美国相当，但GDP为美国1/5，万元工业产值用水130吨，为发达国家的57倍；工业用水重复利用率为3040%，而发达国家为80%左右；农业灌溉水的利用系数为0.45，先进国家为0.70.8。39 水、土资源过度开发，造成严重的水土流失、生态环境破坏，加重水旱灾害；水质污染迅速，已到极其严重的程度。“水资源紧缺，水污染严重和洪涝灾害为主要特征的水危机成为我国可持续发展的重要制约因素。”42(三)水危机的产生原因1、自然条件的影响；2、城市与工业区集中发展；3、水体污染；4、用水浪费；5、盲目开发地下水。45(四)水资源的利用和保护1、提高水的利用率，开辟第二水源。降低工业用水量，提高水的重复利用率；实行科学灌溉，减少农业用水浪费；回收利用城市污水，开辟第二水源。462、调节水源流量，增加可靠供水。建造水库；海水淡化；跨流域调水；合理利用地下水；恢复河、湖水质。3、加强水资源管理加强水资源管理，制订合理利用水资源和 防止污染的法规；改革用水经济政策。4、增加下水道建设，发展城市污水处理厂。49四、水体污染与水体自净1、天然水的化学组成溶解气体；主要盐类离子；营养物质（N、P的化合物）；微量元素；有机物质（腐植质类等）。522、水体污染 指外来物质进入水体的数量达到破坏水体原有用途的程度。受污染水体水质变化一般表现：a）溶解氧下降（厌氧恶臭）；b）水生生态平衡破坏；c）低毒变高毒（转化、富集）。53543、水体自净受污染的各种水体在物理、化学和生物等作用下，水中污染物浓度自然降低的过程。包括：物理自净、化学自净和生物自净。55五、水污染的危害1、危害人体健康；2、降低农作物的产量和质量；3、影响渔业生产的产量和质量；4、制约工业的发展；5、加速生态环境的退化和破坏；6、造成经济损失。602水体污染源与污染物一、水体污染源二、水体中主要污染物三、水体污染类型61一、水体污染源1、点（污染）源工业废水；生活污水。2、面（污染）源农村面源；城市径流。62二、水体中主要污染物1、无机物 无机无毒物质酸、碱、无机盐及植物营养物（N、P等）。无机有毒物质重金属（Hg、Cd、Cr、Pb、As等）、氰化物、氟化物、硫化物等。672、有机物 有机无毒物需氧污染物（碳水化合物、脂肪、蛋白质等）。有机有毒物酚类化合物、有机氯农药（DDT、六六六、狄氏剂、艾氏剂等）、石油等。683、其他物质放射性物质放射性元素或同位素（Sr、Cs、U、Pu等）病原微生物病菌、病毒、寄生虫等。致癌物 芳香烃、芳香胺、亚硝基化合物、有机氯化合物等。69。三、水体污染类型1、感官性状污染 色、浊度、泡沫、臭味等2、无机污染3、有机污染4、有毒污染5、富营养化污染藻类微生物大量繁殖引起水质恶化。6、油污染7、病原微生物8、热污染73油污染危害(1)严重危害水生生物，影响活力、使鱼窒息、体内积累产生臭味，降低食用价值等。(2)组成成分中有稠环芳烃等，多为致癌物质，如苯并比，苯并恩芘等。(3)油膜厚10-4cm就会阻碍水的蒸发和氧进入，每毫升油可复盖水面12m2。(4)引起海面火灾，危及船舶、桥梁。(5)破坏优美的海滨风景，降低疗养、旅游地功能。(6)破坏地下水资源，使地下水水质恶化。773污染物在水环境中的迁移和转化一、有机物在水环境中的降解和迁移转化二、重金属在水环境中的迁移转化三、水体的富营养化80一、有机物在水环境中的降解和迁移转化有机污染物在水环境中的迁移，转化取决于有机污染物的自身性质和水体的环境条件，迁移转化主要方式有:吸附、挥发、水解、光解、生物富集、生物降解等。811、河流中需氧有机污染物质的自净有机物排入河流后，经微生物降解而大量 消耗水中的溶解氧，使河水亏氧；另一方面，空气中的氧通过河流水面不断地溶入水中，使 溶解氧逐步得到恢复。所以耗氧与复氧是同时 存在的，河水中的DO与BOD5浓度变化模式见图。污水排入后，DO曲线呈悬索状下垂，故称为氧垂曲线；BOD5曲线呈逐步下降状，直至恢复到污水排入前的基值浓度。82（2）脂肪和油类的降解降解途径：脂肪水解成脂肪酸和甘油；甘油的转化；脂肪酸的转化。87二、重金属在水环境中的迁移转化重金属在水环境中不被微生物降解，只能发生形态间的相互转化及分散和富集过程。1、溶解沉淀作用溶解度2、吸附作用迁移能力液相转入固相3、配位作用与无机配位体、有机配位体形成可溶物4、氧化还原作用Cr6+Cr3+（毒性）92三、水体的富营养化1、富营养化的发生 水体的富营养化是一种由氮、磷的化合物过多排放引起的二次污染。主要表现为水体中 藻类的大量繁殖，严重影响了水质。湖泊、水库、河口、港湾等水流较缓处易 发生富营养化问题。106CO2+16NO3-+HPO42-+122H2O+18H+能量、微量元素C106H263O110N16P（藻类原生质）+138O2942、特征低；浮游生物大量繁殖，水中溶解氧含量降水体中藻类的种类减少，个体迅速增加；因占优势的浮游藻类颜色不同，水面往往 呈 现 蓝、红、棕、乳 白 等 颜 色，中出现叫“赤潮”、淡水中称“水华”。海 水99赤潮是水体中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌，在一定的环境条件下突发性地 增殖和聚集，引起一定范围内一段时间中水 体变色现象。通常水体颜色因赤潮生物的数量、种类而呈红、黄、绿和褐色等。100水华（waterblooms）是淡水中的一种生态现象，是由藻类引起的，如蓝藻（严格意义上应称为蓝细菌）、绿藻、硅藻等，也就是水的富营养化。“水华”发生时，水一股呈蓝色或绿色。1013、富营养化的危害与防治（1）危害造成感官污染；引起水质恶化；减少鱼类活动的空间；藻类分解的有害物质伤害水生生物；消耗水中的溶解氧，严重影响鱼类生存；加快湖泊老化的进程。105（2）防治108防止方法治理方法对废水作深度处理去除N、P使用化学药剂排水改道引流打捞藻类改变水体的水文参数（流速、含水量、温度等）引水（不含营养物）进行稀释不用含磷洗涤剂疏浚底泥人工曝气4 水污染的控制一、水污染控制模式 二、污染的源头控制 三、污水的人工处理 四、尾水（中水）的生态处理与资源化五、尾水（中水）的自然处置109一、水污染控制模式1、污染源头控制2、污水集中处理3、尾水（中水）最终处理城市尾水（中水）指的是虽经处理但尚未 达到环境标准的混合污水，如城市污水处理厂 去除常规有机物具有优势，但对引起水体富营 养化的氮、磷和其他微量有毒难降解化学品的 去除效果不佳。110二、污染的源头控制1、工业水污染优化结构、合理布局；清洁生产；就地处理；管理措施。2、生活水污染合理规划；公众意识。1113、面源污染(1)农村面源发展节水农业；合理利用农药；畜禽粪便处理；减少土壤侵蚀；截流农业污水；乡镇企业废水及生活污水处理。(2)城市径流充分收集利用雨水；减少城市硬质地面；增加城市绿化用地。112三、污水的人工处理1、污水的人工处理的方法物理处理法；化学处理法；物理化学法；生物处理法。1132、污水的人工处理的分级 一级处理主要去除悬浮状态的固体污染物 二级处理 主要去除胶体和溶解状态的有机污染物 三级处理（深度处理）主要是进一步去除残留在污水中的污染物，其中包括微生物未能降解的有机物、氮、磷及其他有毒有害物质。114四、尾水（中水）的生态处理与资源化1、尾水的生态处理包括：稳定塘处理系统；土地处理系统。2、尾水（中水）的重复利用工业回用；城市回用；生态回用。农业回用；地下水回灌；五、尾水（中水）的自然处置尾水经过必要的预处理，排入江河湖海。121二、淡水环境全国地表水污染依然较重。七大水系总体 为轻度污染，浙闽区河流和西南诸河水质良好，西北诸河水质为优，湖泊（水库）富营养化问 题突出。125三、海洋环境全国近岸海域水质总体为轻度污染。与上年相比，水质略有上升。近海大部分海域为清洁海域；远海海域水质保持良好。145第四章 水环境主要内容回顾1水环境概述一、水环境的概念；三、水资源；五、水污染的危害二、水的分布和循环；四、水体污染与水体自净；2水体污染源与污染物一、水体污染源；三、水体污染类型二、水体中主要污染物；3污染物在水环境中的迁移和转化一、有机物在水环境中的降解和迁移转化；二、重金属在水环境中的迁移转化；三、水体的富营养化4 水污染的控制一、水污染控制模式；二、污染的源头控制；三、污水的人工处理；四、尾水（中水）的生态处理与资源化；五、尾水（中水）的自然处置5中国水环境状况158第四章 复习思考题1、我国水资源的特点是什么？2、为什么说地球上的水资源既是一种丰富的资源又是十分匮乏的资源？3、主要的水体污染源有哪些？其特点是什么？4、试述水体自净的机理。5、说明有机污染物在水中生物降解的一般规律。6、说明水体富营养化的成因和危害。7、试述城市污水处理的方法和效率。8、防治水体污染的主要措施是什么？9、造成南方城市出现水质性缺水的主要原因有哪些？10、试论述恢复受污染水环境通常是非常困难的。159