第5章城市水资源与水污染控制_环境科学食品科学_工程

1、第第5 5章章城市水资源和城市水资源和水污染水污染控制控制l 水资源概述水资源概述l 水体污染水体污染及危害及危害l 水体污染防治水体污染防治第一节第一节 水资源水资源第第5 5章章城市水资源和城市水资源和水污染水污染控制控制一、水资源的定义一、水资源的定义水资源概述水资源概述广义：水圈内水量的总体狭义：在一定时间内能被人们直接开发与利用的那部分水体，这种开发利用在技术上可行，经济上合理，生态环境可以接受。 地球上的水地球上的水,97是海洋水是海洋水,而人类所需的淡水资源仅占全而人类所需的淡水资源仅占全球水量的球水量的2.5. 海洋水占海洋水占97淡水占淡水占2.5冰川、深层冰川、深层地下水占

2、地下水占98可直接利用的淡水可直接利用的淡水资源占资源占0.3 地球上的淡水资源地球上的淡水资源,绝大部分为两极绝大部分为两极和高山的冰川和高山的冰川,其余大部分为深层地下水。其余大部分为深层地下水。 目前人类利用的淡水资源，主要是目前人类利用的淡水资源，主要是江江河湖泊水和浅层地下水河湖泊水和浅层地下水，仅占全球淡水，仅占全球淡水资源的资源的0.3水资源的重要性 地球上地球上70%都是水都是水,但是淡水只占全球储水量的但是淡水只占全球储水量的2.53%,而其中冰而其中冰川和雪覆盖的冻土层中的水难以利用川和雪覆盖的冻土层中的水难以利用,可利用的淡水就只有其中可利用的淡水就只有其中30.4%.我

3、国的我国的总水量居全世界第六位总水量居全世界第六位,但由于人口众多但由于人口众多,人均占水人均占水量居世界第八十几位量居世界第八十几位,在加上在加上人为的污染人为的污染,那么可以利用的水资源那么可以利用的水资源就少之又少了就少之又少了,因此有人预言因此有人预言21世纪的水对人类的重要性世纪的水对人类的重要性,将同将同20世纪的石油一样世纪的石油一样,成为决定国家富裕程度的珍贵商品成为决定国家富裕程度的珍贵商品!水资源总量居世界水资源总量居世界 前六位的国家前六位的国家 人均水资源量人均水资源量比较图比较图世界上水资源最丰富的国家径流资源比较世界上水资源最丰富的国家径流资源比较我国水资源的数量特

4、点我国水资源的数量特点 总量不少，但人均占有量很低总量不少，但人均占有量很低我国水资源概况：我国水资源我国水资源总量为二点八万亿立方米，仅次于巴西、俄罗斯、加拿大、美国、印度尼西亚，居世界第六位。 我国水资源人均占有量较低，我国水资源人均占有量较低，仅仅二千七百二千七百立方米，是世界立方米，是世界人均水平的人均水平的四分之一四分之一，我国，我国属缺水国家。属缺水国家。 我国水资源的特点： 总量丰富，人均不多我国水资源地区分布缺水带缺水带过渡带过渡带丰水带丰水带多水带多水带少水带少水带中国水资源供需现状中国水资源供需现状水资源的空间分布规律水资源的空间分布规律 东多西少，南多北少东多西少，南多北

5、少 我国水资源的特点 地区分布不均东多西少，南多北少东多西少，南多北少 长沙湘江枯水期与丰水期的反差!冬季枯水期冬季枯水期夏季丰水期夏季丰水期我国水资源时间分配 一般来说一般来说,夏半年连续夏半年连续4个个月的径流量要占年径流量的月的径流量要占年径流量的60% 80%。我国河流径流的。我国河流径流的年际变化也较大年际变化也较大,丰水年和枯水丰水年和枯水年常交替出现年常交替出现,有时甚至出现连有时甚至出现连续丰水年或连续枯水年的现象。续丰水年或连续枯水年的现象。夏雨满地流夏雨满地流春雨贵如油春雨贵如油 长沙湘江枯水期与丰水期的反差!冬季枯水期夏季丰水期我国水资源时间分配水资源的时间分布规律水资源

6、的时间分布规律 夏秋多，冬春少，年际变化大夏秋多，冬春少，年际变化大试总结我国水资源在一年四季以及各试总结我国水资源在一年四季以及各年之间的分配特点年之间的分配特点阅读阅读“我国南方和北方水土资源的比较我国南方和北方水土资源的比较”图。通图。通过读图你能得出么结论？过读图你能得出么结论？我国南方和北方水土资源的比较我国南方和北方水土资源的比较 我国水资源的特点 水土资源组合不合理黄河泥沙淤积严重水资源概述水资源概述二、我国二、我国水资源特水资源特点点1 1、地区分布不均、地区分布不均2 2、水土资源组合不平衡、水土资源组合不平衡3 3、年内分配集中，年际变化大、年内分配集中，年际变化大4 4、

7、连丰连枯年份比较突出、连丰连枯年份比较突出5 5、河流的泥沙淤积严重、河流的泥沙淤积严重合理利用水资源跨流域调水跨流域调水空间分配不均空间分配不均时间分配不均时间分配不均水污染、水浪费水污染、水浪费兴修水利工程兴修水利工程 节约用水，节约用水， 防止水污染防止水污染水资源概述水资源概述水资源利用水资源利用现状：现状：水资源的利用与供需存在矛盾！水资源的利用与供需存在矛盾！产生的不利影响：产生的不利影响：1 1、对工农业生产影响很大、对工农业生产影响很大2 2、对群众生活和工作带来不便、对群众生活和工作带来不便3 3、超量开采地下水，引起地下水位持续下降，、超量开采地下水，引起地下水位持续下降，

8、水资源枯竭水资源枯竭水质、水质指标及水质标准水质、水质指标及水质标准一、水质一、水质水质、水质指标及水质标准水质、水质指标及水质标准 水的品质，指水与其所含杂质共同表现出的物理、化学、生物学综合特性。一、水质一、水质水质、水质指标及水质标准水质、水质指标及水质标准天然水天然水悬浮物质：细菌、藻类、原生动物、泥沙、粘土悬浮物质：细菌、藻类、原生动物、泥沙、粘土胶体物质：溶胶、高分子化合物、其他不溶性物质胶体物质：溶胶、高分子化合物、其他不溶性物质盐类：盐类：CaCa、MgMg、NaNa、FeFe、MnMn气体：气体：O O2 2、COCO2 2、H H2 2S S、N N2 2、其他、其他以上水

9、质叫水质本底或水的背景值二、水质指标与标准二、水质指标与标准水质、水质指标及水质标准水质、水质指标及水质标准（一）（一） 水质指标水质指标 物理指标：温度、色度、臭味、浑浊度、透明度、总残渣、过滤性残渣、非过滤性残渣、电导率等 化学指标：pH值、矿化度、总硬度、金属离子、酸根离子 生物指标：细菌总数、大肠杆菌天然水二、水质指标与标准二、水质指标与标准水质、水质指标及水质标准水质、水质指标及水质标准（一）（一） 水质指标水质指标 悬浮物 有机物：BOD、COD、TOC pH值 细菌和总大肠杆菌 有毒物质污水二、水质指标与标准二、水质指标与标准水质、水质指标及水质标准水质、水质指标及水质标准（二）

10、（二） 水质标准水质标准 1、地面水环境质量标准 GB 3838-2002 类：源头水，国家自然保护区； 类：生活饮用水源地一级保护区，珍贵鱼类保护区，鱼虾产卵场； 类：生活饮用水源地二级保护区，一般鱼类保护 区， 游泳区； 类：一般工业用水区，人体非直接接触娱乐用水区； 类：农业用水区。二、水质指标与标准二、水质指标与标准水质、水质指标及水质标准水质、水质指标及水质标准（二）（二） 水质标准水质标准 2、生活饮用水卫生标准 GB5749-85 该指标是指经过必要的净化处理和消毒后要求达到的水质标准。 二、水质指标与标准二、水质指标与标准水质、水质指标及水质标准水质、水质指标及水质标准（二）（

11、二） 水质标准水质标准 2、生活饮用水卫生标准 GB5749-85 主要原则： 1）卫生上安全可靠，不应含有各种病原微生物和寄生虫卵； 2）化学成分应对人体无害，不应对人体健康产生不良影响或对人体感官产生不良刺激； 3）使用时不致造成其他不良影响二、水质指标与标准二、水质指标与标准水质、水质指标及水质标准水质、水质指标及水质标准（二）（二） 水质标准水质标准 3、污水综合排放标准 GB8978-1996 类污染物（13种） ：对人体健康和环境产生长期不良影响。 类污染物（56种） ：长期影响小于类的污染物。二、水质指标与标准二、水质指标与标准水质、水质指标及水质标准水质、水质指标及水质标准（二

12、）（二） 水质标准水质标准 3、污水综合排放标准 GB8978-1996 排放标准按水域功能和企业性能分： 一级标准：重点保护水域，、 类水体； 二级标准：一般保护的水域，、 类水体； 三级标准：进污水处理厂的污水。二、水质指标与标准二、水质指标与标准水质、水质指标及水质标准水质、水质指标及水质标准（二）（二） 水质标准水质标准 第第二二节节 水体污染水体污染 思考： 水和水体是两个相同的概念吗？一、水体与水体污染一、水体与水体污染（一）（一） 水和水和水体水体水和水体是两个不同的概念水和水体是两个不同的概念纯净的水是由纯净的水是由H2O分子组成分子组成水体则含有多种物质，其中包括悬浮物、水生

13、水体则含有多种物质，其中包括悬浮物、水生生物以及基地等生物以及基地等一、水体与水体污染一、水体与水体污染水体污染与水体自净水体污染与水体自净（二）（二） 水体污染水体污染 指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和自净能力，即水体的环境容量，从而导致水体的物理特征，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人类生活和生产中的作用中国重大水污染事件中国重大水污染事件水体污染与水体自净水体污染与水体自净一 、淮河水污染事件震惊中外1994年7月，淮河上游因突降暴雨而采取开闸泄洪的方式，将积蓄于上游一个冬春的2亿立方米水放下来。水经之处河水泛浊，河面上泡沫

14、密布，顿时鱼虾丧失。下游一些地方的居民饮用了虽经自来水处理但未能达到饮用标准的河水后，出现恶心、腹泻、呕吐等症状。经取样检验证实，上游来水水质恶化，沿河各自来水厂被迫停止供水达54天之久，百万淮河民众饮水告急。在经过10年一共投入600亿人民币治污后，到2004年，淮河水质竟又回到10年前的水平，这两年来，淮河水质又进一步加速恶化，整个淮河六成水体已经完全丧失水功能，有的河段取得连蚊绳都绝迹了。曾经污染让人触目惊心的淮河中国重大水污染事件中国重大水污染事件水体污染与水体自净水体污染与水体自净二、 2004 沱江“302”特大水污染事故 2004年2月到3月，这四条河流之一的沱江，却给天府之国带

15、来了一场前所未有的生态灾难。当时，因为大量高浓度工业废水流进沱江，四川五个市区近百万老百姓顿时陷入了无水可用的困境，直接经济损失高达2.19亿元。 造成此次特大水污染事故的原因，是川化股份公司在对其日产1000吨合成氨及氨加工装置进行增产技术改造时，违规在未报经省环保局试生产批复的情况下，擅自于2004年2月11日至3月3日对该技改工程投料试生产。在试生产过程中，发生故障致使含大量氨氮的工艺冷凝液(氨氮含量在每升1000毫克以上)外排出厂流入沱江。 2004 沱江3.02特大水污染事故2004 沱江3.02特大水污染事故中国重大大水污染事件中国重大大水污染事件水体污染与水体自净水体污染与水体自

16、净三、太湖水污染事件 2007年5月29日开始，江苏省无锡市城区的大批市民家中自来水水质突然发生变化，并伴有难闻的气味，无法正常饮用。无锡市民饮用水水源来自太湖，造成这次水质突然变化的原因是：入夏以来，无锡市区域内的太湖水位出现50年以来最低值，再加上天气连续高温少雨，太湖水富营养化较重，从而引发了太湖蓝藻的提前暴发，影响了自来水水源水质。无锡市民纷纷抢购超市内的纯净水，街头零售的桶装纯净水也出现了较大的价格波动。 掉水里不可怕，可掉进这样的水里。一、水体与水体污染一、水体与水体污染水体污染与水体自净水体污染与水体自净（三）（三） 污染源污染源来 源工业废水生活污水农业污水一、水体与水体污染一

17、、水体与水体污染水体污染与水体自净水体污染与水体自净（三）（三） 污染源污染源1. 工业废水：各种企业在生产过程中排出的废水，包括工艺过程用水、冷却水、烟气洗涤水、设备、场地清洗水以及生产废液等特点：成分复杂、含量变化大、毒性强、净化处理困难一、水体与水体污染一、水体与水体污染水体污染与水体自净水体污染与水体自净（三）（三） 污染源污染源 2. 生活污水：日常生活中产生的各种污水混合液，包括厨房、洗涤室、浴室、集体单位公用事业排出的污水特点：含氮、磷、硫高，成分主要为纤维素、淀粉、糖、蛋白、脂肪、尿素一、水体与水体污染一、水体与水体污染水体污染与水体自净水体污染与水体自净（三）（三） 污染源污

18、染源 3.农业污水：农作物栽培、牲畜饲养、食品加工过程中排出的污水和液态废物特点：含氮、磷高，成分主要为微生物、化肥、农药、不溶解固体和盐分水污染的危害水污染的危害污染水源、威胁人类健康：通过饮水或食物链，污染物进入人体，使人急性或慢性中毒：水俣病、骨痛病、皮肤溃烂、破坏免疫系统、传染疾病、导致癌症等。 水的富营养化：水的富营养化：含有大量氮、磷、钾的生活污水的排含有大量氮、磷、钾的生活污水的排放，大量有机物在水中降解放出营养元素，放，大量有机物在水中降解放出营养元素，促进水中藻类丛生细菌大量繁殖使水体通促进水中藻类丛生细菌大量繁殖使水体通气不良，溶解氧下降，甚至出现无氧层。气不良，溶解氧下降

19、，甚至出现无氧层。使水生动物大量死亡。甚至将河湖变为沼使水生动物大量死亡。甚至将河湖变为沼泽。泽。水污染的危害水污染的危害 危害工农业：危害工农业：工业用水需先进行净化，要花更多的工业用水需先进行净化，要花更多的钱，造成资源能源的浪费，生产停顿；用钱，造成资源能源的浪费，生产停顿；用废水浇灌农作物会使作物减产，品质降低，废水浇灌农作物会使作物减产，品质降低，甚至使人畜受害，大片农田遭受污染，降甚至使人畜受害，大片农田遭受污染，降低土壤质量。低土壤质量。水污染的危害 危害生态环境：危害生态环境：水污染破坏了水生生物的生存环境，水污染破坏了水生生物的生存环境，导致它们死亡，同时也使很多以它们为食导

20、致它们死亡，同时也使很多以它们为食的生物面临生存危机。海洋污染的后果也的生物面临生存危机。海洋污染的后果也十分严重，如石油污染，造成海鸟和海洋十分严重，如石油污染，造成海鸟和海洋生物死亡。可能导致动物灭绝、破坏生态生物死亡。可能导致动物灭绝、破坏生态环境。环境。水污染的危害 难以治理：难以治理：工农业生产的危害水质污染，为了保工农业生产的危害水质污染，为了保护环境工业必须投入更多的处理费用，许护环境工业必须投入更多的处理费用，许多工厂都不愿花钱，而污染水一旦进入河多工厂都不愿花钱，而污染水一旦进入河流就很难再进行有效的净化。流就很难再进行有效的净化。水污染的危害饮用水污染的危害饮用水污染的危害

21、 铅铅: : 致癌，对肾脏、神经系统造成危害，对儿童具高毒性致癌，对肾脏、神经系统造成危害，对儿童具高毒性 镉镉: : 对肾脏有急性之伤害对肾脏有急性之伤害 砷砷: : 致癌，对皮肤、神经系统等造成危害致癌，对皮肤、神经系统等造成危害 汞汞: : 对人体的伤害极大，主要伤害肾脏、中枢神经系统对人体的伤害极大，主要伤害肾脏、中枢神经系统 硒硒: : 高浓度会危害肌肉及神经系统高浓度会危害肌肉及神经系统 亚硝酸盐亚硝酸盐: : 具致癌性，造成心血管方面疾病，婴儿的影响具致癌性，造成心血管方面疾病，婴儿的影响最为明显最为明显( (蓝婴症蓝婴症) ) 总三卤甲烷总三卤甲烷: : 以氯仿对健康的影响最大

22、，膀光癌以氯仿对健康的影响最大，膀光癌 三氯乙烯三氯乙烯: : 吸入过多会降低中枢神经、心脏功能，长期暴吸入过多会降低中枢神经、心脏功能，长期暴露对肝脏有害露对肝脏有害 四氯化碳四氯化碳: : 对人体健康有广泛影响，具致癌性，对肝脏、对人体健康有广泛影响，具致癌性，对肝脏、肾脏功影响极大肾脏功影响极大水体自净水体自净 自净作用一般指受污染的物体经本自净作用一般指受污染的物体经本身的作用达到净化或无害化的现象身的作用达到净化或无害化的现象 水体自净是指水中的污染物的浓度水体自净是指水中的污染物的浓度在流动的过程中自然减少的现象在流动的过程中自然减少的现象 作用机制作用机制 1、物理净化、物理净化

23、 2、化学净化、化学净化 3、生物净化、生物净化第第三三节节 水体污染防治水体污染防治一、污染防治的对策一、污染防治的对策水体污染防治水体污染防治（一）工业水污染防治对策（一）工业水污染防治对策1、宏观性控制应把水污染防治和保护水环境作为重要的战略目标，优化产业结构和工业结构，合理进行工业布局。一、污染防治的对策一、污染防治的对策水体污染防治水体污染防治（一）工业水污染防治对策（一）工业水污染防治对策2、技术性控制积极推进清洁生产提高工业用水重复利用率实行污染物排放总量控制制度促进工业废水与城市生活污水的集中处理一、污染防治的对策一、污染防治的对策水体污染防治水体污染防治（二）城市水污染防治对

24、策（二）城市水污染防治对策将水污染防治纳入城市发展总体规划遵循集中处理与分散处理相结合的原则在缺水地区积极将城市水污染防治与城市水资源化相结合加强城市地表和地下水源的保护大力开发低耗高效废水处理与回用技术一、污染防治的对策一、污染防治的对策水体污染防治水体污染防治（三）农村水污染防治对策（三）农村水污染防治对策发展节水型农业合理利用化肥和农药加强对禽兽排泄物、乡镇企业废水及村镇生活污水的有效处理二、常用的废水处理方法与流程二、常用的废水处理方法与流程水体污染防治水体污染防治（一）废水处理的基本方法（一）废水处理的基本方法1、物理处理法2、化学处理法3、生物处理法二、常用的废水处理方法与流程二、常用的废水处理方法与流程水体污染防治水体污染防治（一）废水处理的基本方法（一）废水处理的基本方法1、物理处理法u 沉淀法（重力分离