水污染与水质监测的课件

1、项目一项目一 课程导入课程导入 水污染与水质监测水污染与水质监测 任务一任务一 认识污水认识污水 一、启发引导一、启发引导 观察生活中常见的污水，如生活污水、雨水、周围化工 厂的工业废水、校园内的景观水等，了解不同来源污水的 性质差别。 二、要点讲解 水资源与水循环 4 水资源水资源 水循环水循环 主要内容主要内容 水资源 G地球上约有97.3%的是海水，难以直接使 用。 G人类可利用淡水水量占总水量的3%。而 3/4以冰川、冰帽的形式存在，很难使用。 G关系最密切、又较易开发利用的淡水仅占 地球上总水量的0.3%。 5 水资源 G地球上约有97.3%的是海水，难直接使 用。 G人类可利用淡水

2、水量占总水量的3%。而 3/4以冰川、冰帽的形式，很难使用。 G关系最密切、又较易开发利用的淡水仅 占地球上总水量的0.3%。 6 水资源 水资源指可供人们经常使用的水量，即大陆上由大气降水 补给的各种地表、地下淡水体地表、地下淡水体的储存量和动态水量。 地表水 包括河流、湖泊、冰川等，其动态水量为河流 径流量，则地表水资源是由地表水体的储存量 和河流径流量组成 地下水 地下水的动态水量为降水渗入和地表水渗入补 给的水量，则地下水资源是由地下水的储存量 和地下水的补给量组成 7 水资源 我国人均占有水量2400m3，相当世界人均占有量的1/4。 全国600多个城市缺水量600亿m3。 水资源的

3、时空分布不均衡性水资源的时空分布不均衡性 S淮河以北的水资源量仅为全国水资源总量的19%， 而其耕地面积却是全国耕地面积的64%。 S西北地区占据国土面积47%，只有7%的水资源量， 且集中在夏季。 8 水资源 我国人均占有水量2400m3，相当世界人均占有量的1/4。 全国600多个城市缺水量600亿m3。 水资源的时空分布不均衡性水资源的时空分布不均衡性 S淮河以北的水资源量仅为全国水资源总量的19%， 而其耕地面积却是全国耕地面积的64%。 S西北地区占据国土面积47%，只有7%的水资源量， 且集中在夏季。 9 水循环 在太阳能及其他自然力的作用下，通过降水、径流、渗流 和蒸发等方式，构

4、成水的自然循环。 自然循环 10 水循环 水循环的主要方式：蒸发和运输 11 水循环 社会循环 人类为了生活和生产，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，重新进入天然水体。 12 与水的自然循环不同，在水的社会循环中，水的性质与水的自然循环不同，在水的社会循环中，水的性质 在不断地发生变化。在不断地发生变化。 水循环的交互影响 自然循环 平衡 破坏 取水 排放 水污染控 制工程 平衡 破坏 给水 处理 社会循环 13 污水的来源和分类 14 水的异常特性水的异常特性 天然水体中杂质天然水体中杂质 污水来源与分类污水来源与分类 污水的水

5、质指标污水的水质指标 水质标准水质标准 主要内容主要内容 水的异常特性 v水的三态特性水的三态特性 固态、液态、气态 v温度体积效应温度体积效应 水在3.98时有最大密 度，为1.000g/cm3。与一 般物质不同，水在结冰时 体积 膨胀。 v有机物和生命物质中氢元有机物和生命物质中氢元 素的来源素的来源 15 v热容量最大热容量最大 在所有液体和固体物质中， 水具有最大的比热容。 v溶解及反应能力极强溶解及反应能力极强 溶解能力极强 可与许多物质进行反应 是一些化学反应的催化剂 v界面特性突出界面特性突出 除汞外，水具有最大的表 面张力 天然水体中杂质 悬浮物 溶解物胶体颗粒 地面水较浑浊，

6、细菌较多，硬度较低。 地下水较清、细菌少，深层井水细菌更少，但硬度较高。 16 17 污水是生活污水、工业废水、被污染的降水和排入排水管污水是生活污水、工业废水、被污染的降水和排入排水管 渠的其他污染水的总称。渠的其他污染水的总称。 GB8978-88GB8978-88污水综合排放标准污水综合排放标准中对污水的定义为：中对污水的定义为： “指在生产与生活活动中排放的水的总称。排水量指在生指在生产与生活活动中排放的水的总称。排水量指在生 产过程中直接用于工艺生产的水的排放量，不包括间接冷产过程中直接用于工艺生产的水的排放量，不包括间接冷 却水、水厂锅炉、电站排水却水、水厂锅炉、电站排水”。 水质

7、污染：水质污染：人为造成河流、湖泊、海洋等自然状态的水，人为造成河流、湖泊、海洋等自然状态的水， 在水的物理、化学、生物等方面发生变化，使水的利用受在水的物理、化学、生物等方面发生变化，使水的利用受 到妨碍的现象。到妨碍的现象。 城市污水来源 城市污水城市污水 雨水 工业废水 生活污水 18 城市污水来源 R生活污水生活污水 R工业废水工业废水 R雨水雨水 住户、公共设施、和工厂的住户、公共设施、和工厂的 厨房、卫生间、浴室及洗衣厨房、卫生间、浴室及洗衣 房等生活设施中排出的水房等生活设施中排出的水 从工业生产中排放出来的水，从工业生产中排放出来的水， 来自工业生产的车间和厂矿来自工业生产的车

8、间和厂矿 降水、融雪降水、融雪 19 污水的的主要性质与指标（一） n物理性质 水温、颜色、气味、氧化还原电位等 n化学性质 酸碱度、化学/生化需氧量、化学毒物等 n卫生学性质 致病微生物风险 20 n有机物有机物 v天然物质天然物质：碳水化合物、蛋白质、脂类等。：碳水化合物、蛋白质、脂类等。 v人工合成人工合成：染料、农药、杀虫剂、聚合物、各种持：染料、农药、杀虫剂、聚合物、各种持 久性有机物等。久性有机物等。 n无机物无机物 v氮、磷、硫化物、无机盐类等氮、磷、硫化物、无机盐类等。 n病原体病原体 v细菌、真菌、病毒、原生动物细菌、真菌、病毒、原生动物。 n干扰物干扰物 v激素、内分泌干扰

9、素、药物等激素、内分泌干扰素、药物等。 21 污水的水质指标（二） 城市污水中污染物的分类 v需氧型污染物可生物降解有机物等可生物降解有机物等 v毒物型污染物重金属、化学毒物、病原体等重金属、化学毒物、病原体等 v富营养型污染物N、P营养物营养物 v感观型污染物漂浮物、气味等漂浮物、气味等 v其他 污染类型 22 水质指标 国际通用三大类指标：国际通用三大类指标： 物理性指标物理性指标 化学性指标化学性指标 生物性指标生物性指标 物理性水质指标 n水温 v一般生活污水的水温为1020 n色度 v表色、真色 n臭味 v来源：还原性硫、含氮化合物、挥发性有机物 24 物理性水质指标 n水温水温 v

10、一般生活污水的水温为一般生活污水的水温为10102020 n色度色度 v表色、真色表色、真色 n臭味臭味 v来源：还原性硫、含氮化合物、挥发性有机物来源：还原性硫、含氮化合物、挥发性有机物 25 物理性水质指标 n氧化还原电位氧化还原电位（ORP） v城市污水：约城市污水：约+100mv v小于小于+40mv或为负，可能污水已发酵或有工业还原剂或为负，可能污水已发酵或有工业还原剂 废水的大量排入废水的大量排入 v大于大于+300mv，可能有工业氧化剂的废水大量排入，可能有工业氧化剂的废水大量排入 n固体物质固体物质 v总固体（总固体（TS） v悬浮固体（悬浮固体（SS） 26 悬浮固体（SS,

11、 Suspended Solids） 水中固体物质的分类水中固体物质的分类 27 有机污染物指标 n化学需氧量（COD） 水中的有机物在强氧化剂强氧化剂作用下被氧化为CO2和H2O所需的氧化剂 量（折算为氧量） n五日生化需氧量（BOD5） 水温为20的条件下，微生物微生物在5天内将水中的有机物氧化降解 成无机物所消耗的溶解氧量 n总有机碳（TOC） 以碳含量表示的有机物含量 28 有机污染物指标 n化学需氧量化学需氧量（COD） 水中的有机物在水中的有机物在强氧化剂强氧化剂作用下被氧化为作用下被氧化为CO2CO2和和H2OH2O所需所需 的氧化剂量（折算为氧量）的氧化剂量（折算为氧量） n五

12、日生化需氧量（五日生化需氧量（BOD5） 水温为水温为2020的条件下，的条件下，微生物微生物在在5 5天内将水中的有机物天内将水中的有机物 氧化降解成无机物所消耗的溶解氧量氧化降解成无机物所消耗的溶解氧量 n总有机碳（总有机碳（TOC） 以碳含量表示的有机物含量以碳含量表示的有机物含量 29 化学需氧量（COD, Chemical Oxygen Demand） 强氧化剂：强氧化剂： v重铬酸钾重铬酸钾 o氧化彻底，水中氧化彻底，水中90%90%以上有机物可被氧化以上有机物可被氧化 o包括还原性的无机物（亚硝酸盐、硫化氢、亚铁等）包括还原性的无机物（亚硝酸盐、硫化氢、亚铁等） v高锰酸钾高锰酸

13、钾 o 氧化不充分氧化不充分 o测定测定BODBOD时用于估计稀释倍数时用于估计稀释倍数 o 应用于一些难以测定应用于一些难以测定CODCr CODCr 的特定废水的特定废水 CODCr CODMn 30 生化需氧量（BOD, Bio-Chemical Oxygen Demand） BOD5的测定方法的测定方法 31 BOD5&BODu G每一种化合物都有较确定的每一种化合物都有较确定的BODBOD5 5/BOD/BODu u值值 G对于生活污水：对于生活污水：BODBOD5 5/BOD/BODu u0.60.60.70.7 32 有机污染物的氧化类型 PBOD5/COD0.45 易生化降解

14、PBOD5/COD0.3 可生化降解 PBOD5/COD0.3 生化性较差 33 氮（Nitrogen） v总氮（总氮（TN） v氨氮（氨氮（NH4 -N） ） v凯氏氮（凯氏氮（TKN） v亚硝酸盐氮（亚硝酸盐氮（NO2 -N） ） v硝酸盐氮（硝酸盐氮（NO3 -N） ） 53 N2 03 NH3、NH4 有机氮有机氮 NO2 NO3 典型生活污水中，典型生活污水中，TNTN含量为含量为20208585mg/Lmg/L，其中有机氮其中有机氮3030 40%40%，氨氮，氨氮606070%70%，亚硝酸盐氮和硝酸盐氮仅，亚硝酸盐氮和硝酸盐氮仅0 05%5% 34 磷（Phosphate） ?

15、城市污水中总磷（城市污水中总磷（TPTP）的构成的构成 v总磷总磷C CTP TP颗粒性磷 颗粒性磷X XTP TP溶解性磷 溶解性磷S STP TP q颗粒性磷颗粒性磷XTPXTP无机磷无机磷X XMeP MeP有机结合磷 有机结合磷 q溶解性磷溶解性磷S STP TP无机磷 无机磷S SPO PO4 4 S SF Fi iPSF PSF S SI Ii iPSI PSI 无机磷无机磷S SPO PO4 4正磷酸盐聚合磷 正磷酸盐聚合磷 溶解磷溶解磷S STP TPS SPO PO4 4 典型生活污水中，总磷含量为典型生活污水中，总磷含量为4 41515mg/Lmg/L， 其中有机磷约其中有

16、机磷约35%35%左右，无机磷约为左右，无机磷约为65%65%左右左右 35 卫生学指标 n病原体： 病毒、病原菌、寄生虫（原生动物和蠕虫） n目前采用的水质指标： v粪大肠菌群（个/L） v总大肠菌群（个/L） v细菌总数（个/L） v贾第虫胞囊（个/L） v隐孢子虫卵囊（个/L） 36 卫生学指标 n病原体：病原体： 病毒、病原菌、寄生虫（原生动物和蠕虫）病毒、病原菌、寄生虫（原生动物和蠕虫） n目前采用的水质指标：目前采用的水质指标： v粪大肠菌群（个粪大肠菌群（个/ /L L） v总大肠菌群（个总大肠菌群（个/L/L） v细菌总数（个细菌总数（个/L/L） v贾第虫胞囊（个贾第虫胞囊（

17、个/L/L） v隐孢子虫卵囊（个隐孢子虫卵囊（个/L/L） 37 分组讨论 以自己的亲身接触或经历，来发表自 己的想法、如与自己生活最近的污水类型、 污水污染的危害等。 任务二任务二 课程导入课程导入 被污染的黄河 污水进入河流 污水进入农灌渠 湖水富营养化 污水进入湖泊 一、启发引导 二、要点讲解 41 水体污染水体污染 水体的自然净化水体的自然净化 主要内容主要内容 1 1、水体污染与自净、水体污染与自净 水体污染 水体是指河流、湖泊、沼泽、地下水、冰川和海洋等 “储水体”的总称。水体不仅包括水，也包括水中的悬浮物、 底泥和水中生物等。 水体水体 水体污染水体污染 排入水体的污染物在数量上

18、超过该物质在水体中的本 底含量和水体环境容量，从而导致了水体的物理特征和化 学特征发生不良变化，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。 42 水体自净 天然水体天然水体 自净过程自净过程 43 水体自净分类 水体能够在其环境容量的范围以内，经过物理、化学和 生物的作用，使排入水体的污染物质的浓度。随着时间的 推移、流动的过程中自然降低。 水体自净水体自净 物理净化物理净化 化学净化化学净化 生物净化生物净化 稀释、混和、沉淀等作用稀释、混和、沉淀等作用 中和、氧化、还原、分解中和、氧化、还原、分解 等作用等作用 水中微生物对有机物的氧化分解等作用水中微生

19、物对有机物的氧化分解等作用 44 (一) 水质监测技术 n1 化学分析法 n（1）重量分析法 n（2）容量分析法 n2 仪器分析法 n（1）光谱法 n（2）电化学分析法 n（3）色谱分析法 n3 生物技术 2.水质监测 (二) 环境标准环境标准 n一、环境标准的作用一、环境标准的作用 n（1）环境标准是制订环境保护规划和计划的）环境标准是制订环境保护规划和计划的 重要依据。重要依据。 n（2）环境标准是判断环境质量和衡量环保工）环境标准是判断环境质量和衡量环保工 作优劣的准绳。作优劣的准绳。 n（3）环境标准是执法的依据。）环境标准是执法的依据。 n（4）环境标准是组织现代化生产的重要手段）环

20、境标准是组织现代化生产的重要手段 和条件。和条件。 n总之，环境标准是环境管理的技术基础。总之，环境标准是环境管理的技术基础。 （三）水质标准（三）水质标准 n（一）地面水环境质量标准（一）地面水环境质量标准（GB3838-2002） n依据地面水水域使用目的和保护目标将其划分为五依据地面水水域使用目的和保护目标将其划分为五 类：类： n类：主要适用于源头水、国家自然保护区。类：主要适用于源头水、国家自然保护区。 n类：主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保类：主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保 护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等。护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等。 n类：主要适用于集中

21、式生活饮用水源二级保护类：主要适用于集中式生活饮用水源二级保护 区，一般鱼类保护区及游泳区。区，一般鱼类保护区及游泳区。 n类：主要适用于一般工业用水及人体非直接接触类：主要适用于一般工业用水及人体非直接接触 的娱乐用水区。的娱乐用水区。 n类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域 。 3、污水处理污水处理技术 51 污水处理原则污水处理原则经济、高效、易于控制经济、高效、易于控制 污水处理方法分类污水处理方法分类 城市污水处理分级城市污水处理分级 城市污水处理系统构成城市污水处理系统构成 主要内容主要内容 我国城市污水处理情况 B全国500个城市生

22、 活污水集中处理 率平均为32.33% B其中生活污水处 理率为0的城市有 160个 B全国仍有一半以 上的城市没有污 水处理厂 52 污水处理原则污水处理原则 经济、高效、易于控 制 53 污水处理方法分类 物理方法物理方法 化学方法化学方法 生物方法生物方法 通过物理作用，以分离、回收污水中不溶解的呈悬浮通过物理作用，以分离、回收污水中不溶解的呈悬浮 状态物质的污水处理方法状态物质的污水处理方法 通过化学反应和传质作用分离、去除废水中溶解、胶通过化学反应和传质作用分离、去除废水中溶解、胶 体状态污染物质或将其转化为无害物质的污水处理法体状态污染物质或将其转化为无害物质的污水处理法 通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶解、胶体以及通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶解、胶体以及 微细悬浮状态的有机性污染物质转化为稳定、无害的微细悬浮状态的有机性污染物质转化为稳定、无害的 物质的污水处理方法物质的污水处理方法 包括筛滤、沉淀、上浮、过滤等包括筛滤、沉淀、上浮、过滤等