第6讲-水体污染与环境健康(1)

1、第第6讲讲水体修复与生态健康水体修复与生态健康 (1)梁永超梁永超 冯冯 英英浙江大学环境与资源学院浙江大学环境与资源学院杭州自来水出现异味杭州自来水出现异味 警方查出两起特大污染案警方查出两起特大污染案 衢州警方破获了浙江首例特大污染环境案，摧毁了衢州警方破获了浙江首例特大污染环境案，摧毁了一整条从生产企业到经营企业、运输车主、倾倒点一整条从生产企业到经营企业、运输车主、倾倒点建造者、倾倒人员等涉及污染环境犯罪的利益链条。建造者、倾倒人员等涉及污染环境犯罪的利益链条。这也是迄今为止，国内警方破获的各个犯罪环节最这也是迄今为止，国内警方破获的各个犯罪环节最完整的环保大案。完整的环保大案。 ht

2、tp:/ 自来水异味来源自来水异味来源依旧不明依旧不明19日，由杭州环保、城管等多部日，由杭州环保、城管等多部门联合召开的新闻发布会上，杭门联合召开的新闻发布会上，杭州市水务集团副总经理张利华表州市水务集团副总经理张利华表示，杭州水质是安全的，但同时示，杭州水质是安全的，但同时建议年幼体弱及老人饮用桶装水。建议年幼体弱及老人饮用桶装水。杭州市环保局污防处处长沈海峰杭州市环保局污防处处长沈海峰表示，自表示，自12月月10日起，环保部门日起，环保部门即对杭州市境内工业企业进行排即对杭州市境内工业企业进行排查，检查企业查，检查企业192家次，但尚未发家次，但尚未发现直接导致本次水质异味的情况。现直接

3、导致本次水质异味的情况。下一步会继续对钱塘江流域内的下一步会继续对钱塘江流域内的工业企业进行全力排查。工业企业进行全力排查。近年重要的水污染事件近年重要的水污染事件 淮河水污染事件震惊中外：淮河水污染事件震惊中外：1994年年7月，淮河上游因突降暴雨而采取月，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。水亿立方米水放下来。水经之处河水泛浊，河面上泡沫密布，顿时鱼虾丧失。下游一些地方经之处河水泛浊，河面上泡沫密布，顿时鱼虾丧失。下游一些地方的居民出现恶心、腹泻、呕吐等症状。经取样检验证实，上游来水的居民出现恶心、腹泻、呕

4、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，百万淮河民天之久，百万淮河民众饮水告急。众饮水告急。2004 沱江沱江“302”特大水污染事故：特大水污染事故：大量高浓度工业废水流进沱江，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，直接经济损失高达损失高达2.19亿元。川化股份公司在对其日产亿元。川化股份公司在对其日产1000吨合成氨及氨加吨合成氨及氨加工装置进行增产技术改造时，发生故障致使含大量氨氮的工艺冷凝工装置进行增产技术改

5、造时，发生故障致使含大量氨氮的工艺冷凝液液(氨氮含量在每升氨氮含量在每升1000毫克以上毫克以上)外排出厂流入沱江。此外，该公外排出厂流入沱江。此外，该公司环保设备未正常运转，导致高浓度氨氮废水司环保设备未正常运转，导致高浓度氨氮废水(氨氮含量在每升氨氮含量在每升1000毫克以上，国家标准为每升毫克以上，国家标准为每升60毫克以内毫克以内)外排出厂。外排出厂。近年重要的水污染事件近年重要的水污染事件 2005 北江镉污染事故：北江镉污染事故：韶关冶炼厂韶关冶炼厂违法超标排污导致。违法超标排污导致。 2005 重庆綦河水污染：重庆綦河水污染：重庆华强化肥有限公司重庆华强化肥有限公司排污。排污。

6、2005 松花江重大水污染事件松花江重大水污染事件：中石油吉林石化公司双苯厂：中石油吉林石化公司双苯厂苯胺车间发生爆炸事故苯胺车间发生爆炸事故 2006 白洋淀死鱼事件白洋淀死鱼事件：丘市所属：丘市所属96万亩水域全部污染，万亩水域全部污染，水色发黑，有臭味，网箱中养殖鱼类全部死亡水色发黑，有臭味，网箱中养殖鱼类全部死亡 2006 湖南岳阳砷污染事件：湖南岳阳砷污染事件：3家化工厂的工业污水日常性排家化工厂的工业污水日常性排放放 2007 太湖水污染事件太湖水污染事件 ：水位出现水位出现50年以来最低值，加上天年以来最低值，加上天气连续高温少雨，水体富营养化严重气连续高温少雨，水体富营养化严重

7、 水环境污染的现状及危害水环境污染的现状及危害 水体污染物的来源和类型水体污染物的来源和类型 水质污染指标及质量标准水质污染指标及质量标准 无机污染物及其修复无机污染物及其修复 我国水体污染日益严重我国水体污染日益严重 影响范围越来越大、污染状况日益加剧；影响范围越来越大、污染状况日益加剧； 中国已成为藻类大发生的国家之一；中国已成为藻类大发生的国家之一； 藻类发生频率：湖泊面积藻类发生频率：湖泊面积50km2, 超过超过 70; 湖泊面积湖泊面积 VVVVVVIVIVIVIVV V力洋水库内力洋水库内1818个水样个水样, , 上游河道上游河道3 3个水样个水样, , 共共2121个水样超标

8、情况个水样超标情况; ; 括号内包括河道；采样时间：括号内包括河道；采样时间：20032003年年1 1月月2020日日 水环境恶化严重影响了我国经济社会的可持续发展水环境恶化严重影响了我国经济社会的可持续发展天然水的化学组成天然水的化学组成 天然水中的溶质成分可大略地分为天然水中的溶质成分可大略地分为5组：组： 1）溶解气体溶解气体：O2、CO2、CH4、H2S等；等； 2）离子离子： 阴离子阴离子-Cl-、SO42-、HCO3-、CO32- 阳离子阳离子-K+、Na+、Ca2+、Mg2+； 3）微量元素微量元素：天然水中含量低于：天然水中含量低于10-3%的阴离子（如的阴离子（如 I-、B

9、r-、F-）、）、微量金属离子及放射性元素等；微量金属离子及放射性元素等； 4）生源物质生源物质：在成因上与生命活动有关的物质，主：在成因上与生命活动有关的物质，主 要是要是N、P化合物；化合物； 5）胶体胶体： 无机胶体和有机胶体。（无机胶体和有机胶体。（SiO2H2O， Al2O3 ,腐殖质胶体）腐殖质胶体） 此外，还有悬浮物（如细菌、藻类、原生动物、此外，还有悬浮物（如细菌、藻类、原生动物、泥沙、黏土及其它不溶物质）。泥沙、黏土及其它不溶物质）。 指水体因某种物质的介入，导致其化学、物理、指水体因某种物质的介入，导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变，从而影响生物或者放射性等方

10、面特征的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。境，造成水质恶化的现象。 污染后果污染后果：水体缺氧、富营养化、使水体具有：水体缺氧、富营养化、使水体具有生物毒性、水体功能破坏等；生物毒性、水体功能破坏等； 指一定水域，在水体功能能够继续保持并仍维指一定水域，在水体功能能够继续保持并仍维持良好生态系统的条件下，容纳污水及污染物持良好生态系统的条件下，容纳污水及污染物的最大能力。具体体现在纳污能力上。的最大能力。具体体现在纳污能力上。 纳污能力：纳污能力：指满足水域功能要求的前提条件下，指满足水域功能要求的前提条件下，

11、按照给定的水质目标值、设计水量及排污方式按照给定的水质目标值、设计水量及排污方式条件下，水体所能容纳的最大污染物量。条件下，水体所能容纳的最大污染物量。 物理净化过程物理净化过程：当污染物进入水体后，可溶物：当污染物进入水体后，可溶物质或悬浮颗粒，通过流动得到稀释和扩散；固质或悬浮颗粒，通过流动得到稀释和扩散；固体物质经沉淀后析出；体物质经沉淀后析出； 化学净化过程化学净化过程：污染物通过氧化、还原、吸附：污染物通过氧化、还原、吸附和凝聚等使浓度降低；和凝聚等使浓度降低； 生物净化过程生物净化过程：通过生物活动，尤其是微生物：通过生物活动，尤其是微生物的作用，使污染物分解而降低浓度。的作用，使

12、污染物分解而降低浓度。 根据污染源的空间分布：点源和非点源根据污染源的空间分布：点源和非点源 污染物性质分：物理性污染物、化学性污染物性质分：物理性污染物、化学性污染物、生物类污染物、复合污染；污染物、生物类污染物、复合污染； 点源：有固定排放点的污染源，包括工业废水，城镇点源：有固定排放点的污染源，包括工业废水，城镇生活污水，规模化、集约化养殖场等；生活污水，规模化、集约化养殖场等； 非点源（面源）：相对于点源污染而言，是指溶解的非点源（面源）：相对于点源污染而言，是指溶解的和固体的污染物从非特定的地点，在降水（或融雪）和固体的污染物从非特定的地点，在降水（或融雪）冲刷作用下，通过径流过程而

13、汇入受纳水体（包括河冲刷作用下，通过径流过程而汇入受纳水体（包括河流、湖泊、水库和海湾等）并引起水体的富营养化或流、湖泊、水库和海湾等）并引起水体的富营养化或其它形式的污染，包括化肥施用、畜禽养殖、水土流其它形式的污染，包括化肥施用、畜禽养殖、水土流失和农村生活污水等；失和农村生活污水等； 非点源污染已上升为主要因素。非点源污染已上升为主要因素。 （1 1）工业废水）工业废水：工业企业在生产过程中排出的废水，：工业企业在生产过程中排出的废水，包括工艺过程用水、机械设备冷却水、烟气洗涤水、包括工艺过程用水、机械设备冷却水、烟气洗涤水、设备和场地清洗水及生产废液等。设备和场地清洗水及生产废液等。

14、不同类型的废水含有不同的污染物，会造成不不同类型的废水含有不同的污染物，会造成不同的污染效应，如采矿、选矿及金属冶炼废水会造同的污染效应，如采矿、选矿及金属冶炼废水会造成重金属污染；而造纸废水排放的造纸黑液（在生成重金属污染；而造纸废水排放的造纸黑液（在生产中最后排出原料中的非纤维素部分）有机污染。产中最后排出原料中的非纤维素部分）有机污染。（2）生活污水生活污水：日常生活中产生的各种污水。：日常生活中产生的各种污水。（3）农业退水）农业退水：农作物栽培、牲畜饲养、食品加工：农作物栽培、牲畜饲养、食品加工等过程中排出的污水和液态废物、农药和化肥。等过程中排出的污水和液态废物、农药和化肥。 水体

15、物理性污染指水温、色度、臭味、悬浮物水体物理性污染指水温、色度、臭味、悬浮物及泡沫等；热污染是最常见、最主要的形式；及泡沫等；热污染是最常见、最主要的形式； 热污染：高温热污染：高温(60)的工业废水排入水体，使的工业废水排入水体，使水体水温升高，物理性质发生变化，危害水生水体水温升高，物理性质发生变化，危害水生动、植物的繁殖与生长；动、植物的繁殖与生长； 来源：火来源：火(核核)电厂冷却水、冶炼厂、石油化工厂、电厂冷却水、冶炼厂、石油化工厂、炼焦炉、钢厂炼焦炉、钢厂 水体水体化学污染物化学污染物分为：分为：无机无毒物无机无毒物：酸碱、无机盐、无：酸碱、无机盐、无机氮磷等；机氮磷等；无机有毒物

16、无机有毒物：重金属、氰化物、氟化物；：重金属、氰化物、氟化物；有机无毒物有机无毒物：易分解物质如碳水化合物、蛋白质、油脂、：易分解物质如碳水化合物、蛋白质、油脂、氨基酸、木质素等；氨基酸、木质素等；有机有毒物有机有毒物：人工合成的，如多氯：人工合成的，如多氯联苯等联苯等; 耗氧有机物耗氧有机物：生活污水和工业废水中所含糖类、脂肪、蛋：生活污水和工业废水中所含糖类、脂肪、蛋白质、木质素等有机物，可以微生物的作用下最终分解为白质、木质素等有机物，可以微生物的作用下最终分解为简单的无机物，其分解过程需要消耗大量的氧，称为耗氧简单的无机物，其分解过程需要消耗大量的氧，称为耗氧有机物。由此类污染物造成的

17、污染称耗氧有机污染；有机物。由此类污染物造成的污染称耗氧有机污染； 来源：工业废水、城镇生活污水、畜禽养殖污水来源：工业废水、城镇生活污水、畜禽养殖污水 酚类、农药酚类、农药 油类：船舶漏油和清洗，钻井、油管和储存器泄油类：船舶漏油和清洗，钻井、油管和储存器泄漏，工业废水、城镇生活污水排放；漏，工业废水、城镇生活污水排放； 氰化物污染：氰化物污染： 酸污染：矿山排水、冶金和金属加工酸洗废水、酸污染：矿山排水、冶金和金属加工酸洗废水、酸沉降等；酸沉降等； 病原体污染：病源菌、寄生虫、病毒；病原体污染：病源菌、寄生虫、病毒； 放射性污染：核电厂、核武器试验、工业和农业放射性污染：核电厂、核武器试验

18、、工业和农业等部门应用的放射性同位素等部门应用的放射性同位素; 有毒有机物污染有毒有机物污染生活污水排放生活污水排放农畜牧渔业生产农畜牧渔业生产地表径流地表径流固体废弃物固体废弃物氮、磷污染负源分析大气污染沉降大气污染沉降 肥料施用肥料施用水体水质污染指标水体水质污染指标 表征水体污染指标项目较多，可分为三大类：表征水体污染指标项目较多，可分为三大类：第一类：物理性水质指标第一类：物理性水质指标A感官物理性状指标：如温度、色度、嗅味、浊度、透明度等。感官物理性状指标：如温度、色度、嗅味、浊度、透明度等。B 其它物理性状指标。如悬浮固体、电导率等。其它物理性状指标。如悬浮固体、电导率等。第二类：

19、化学性水质指标第二类：化学性水质指标 A一般的：一般的：pH、碱度、各种阴阳离子等。碱度、各种阴阳离子等。 B有毒污染物浓度：重金属、氰化物、多环芳烃。有毒污染物浓度：重金属、氰化物、多环芳烃。 C耗氧有机物含量指标：耗氧有机物含量指标：COD、BOD、TOC 等。等。 第三类：生物学水质指标第三类：生物学水质指标 细菌总数、总大肠杆菌数、各种病原细菌和病毒。细菌总数、总大肠杆菌数、各种病原细菌和病毒。 色度色度透明度透明度溶解氧溶解氧化学需氧量化学需氧量生化需氧量生化需氧量总有机碳总有机碳 溶解于水中的分子态氧称为溶解氧溶解于水中的分子态氧称为溶解氧。 测定方法：测定方法： 1、碘量法（清洁

20、水样）、碘量法（清洁水样） 2、修正碘量法（受污染地面水和工业废水）、修正碘量法（受污染地面水和工业废水） 3、氧电极法（受污染地面水和工业废水）、氧电极法（受污染地面水和工业废水） 水中溶解氧低于水中溶解氧低于34mgL时，许多鱼类呼吸困时，许多鱼类呼吸困难，继续减少，则会窒息死亡。一般规定水体中的难，继续减少，则会窒息死亡。一般规定水体中的溶解氧至少在溶解氧至少在4mgL以上以上 化学需氧量化学需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD) ：指在一定条件下，氧化指在一定条件下，氧化1升水样中还原性物质升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的所消耗的氧化剂的量，以氧的

21、mg/L表示。表示。 高锰酸盐指数高锰酸盐指数(Permanganate Index, OC)：以高以高锰酸钾溶液为氧化剂测得的化学耗氧量。国锰酸钾溶液为氧化剂测得的化学耗氧量。国际标准化组织（际标准化组织（ISO）建议高锰酸钾法仅限）建议高锰酸钾法仅限于地表水、饮用水和生活污水。于地表水、饮用水和生活污水。 生化需氧量生化需氧量(Biological Oxygen Demand, BOD)：在有溶解氧的条件下，好氧微生物在分解在有溶解氧的条件下，好氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量。的溶解氧量。 五天培养法（五天培养法（20）:

22、水样经稀释后，在水样经稀释后，在201条件下培养条件下培养5天，求出培养前后水天，求出培养前后水样中溶解氧含量，二者的差值为样中溶解氧含量，二者的差值为BOD5。总有机碳是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。由于总有机碳是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。由于TOC的的测定采用燃烧法，因此能将有机物全部氧化，它比测定采用燃烧法，因此能将有机物全部氧化，它比BOD5、COD更能反更能反 应应有机物的总量。有机物的总量。燃烧氧化非色散红外吸收法燃烧氧化非色散红外吸收法: 将一定量水样注入高温炉内的石英管，在将一定量水样注入高温炉内的石英管，在900-950下，以铂和三氧化钴或三氧

23、化二铬为催化剂，使有机物燃烧裂解下，以铂和三氧化钴或三氧化二铬为催化剂，使有机物燃烧裂解转化为二氧化碳，然后用红外线气体分析仪测定转化为二氧化碳，然后用红外线气体分析仪测定CO2含量，从而确定水样含量，从而确定水样中碳的含量，即总碳量（中碳的含量，即总碳量（TC）。）。先将水样酸化，通入氮气曝气，驱除各种碳酸盐生成的先将水样酸化，通入氮气曝气，驱除各种碳酸盐生成的CO2，然后再注入，然后再注入仪器内测定，即仪器内测定，即TOC。把等量水样分别注入高温炉和低温炉，则水样中有机碳和无把等量水样分别注入高温炉和低温炉，则水样中有机碳和无 机碳均转化为机碳均转化为CO2，依次导入非色散红外气体分析仪，

24、分别测得总碳，依次导入非色散红外气体分析仪，分别测得总碳 （TC）和无机碳）和无机碳（IC），二者之差即为），二者之差即为TOC。环境质量标准环境质量标准 （Environmental Quality Standards） 是是 国家为保护人群健康和生存环境，对污染物（或有害因素）容许国家为保护人群健康和生存环境，对污染物（或有害因素）容许含量（或要求）所作的规定。含量（或要求）所作的规定。环境质量标准体现国家的环境保护政策和要求，是衡量环境是否受环境质量标准体现国家的环境保护政策和要求，是衡量环境是否受到污染的尺度，是环境规划、环境管理和制订污染物排放标准的依到污染的尺度，是环境规划、环境管

25、理和制订污染物排放标准的依据。据。环境质量标准是随着环境问题的出现而产生的。产业革命以后，英环境质量标准是随着环境问题的出现而产生的。产业革命以后，英国工业发展造成的环境污染日益严重。国工业发展造成的环境污染日益严重。1912年，英国皇家污水处理年，英国皇家污水处理委员会对河水的质量提出三项标准，即五日生化需氧量（见生化需委员会对河水的质量提出三项标准，即五日生化需氧量（见生化需氧量）不得超过氧量）不得超过4毫克毫克/升，溶解氧量不得低于升，溶解氧量不得低于6毫克毫克/升，悬浮固体不升，悬浮固体不得超过得超过15毫克毫克/升，并提出用五日生化需氧量作为评价水体质量的指升，并提出用五日生化需氧量

26、作为评价水体质量的指标。标。环境质量标准按环境要素分，有水质量标准、大气质量标准、土壤环境质量标准按环境要素分，有水质量标准、大气质量标准、土壤质量标准和生物质量标准四类，每一类又按不同用途或控制对象分质量标准和生物质量标准四类，每一类又按不同用途或控制对象分为各种质量标准。为各种质量标准。水环境质量标准水环境质量标准 水质量标准按水体类型分为地面水质量标准、水质量标准按水体类型分为地面水质量标准、海水质量标准和地下水质量标准等海水质量标准和地下水质量标准等; 按水资源的用途分为生活饮用水水质标准、渔按水资源的用途分为生活饮用水水质标准、渔业用水水质标准、农业用水水质标准、娱乐用业用水水质标准

27、、农业用水水质标准、娱乐用水水质标准和各种工业用水水质标准等。水水质标准和各种工业用水水质标准等。地表水环境质量标准地表水环境质量标准(GB 3838-2002） 项目类类类类类溶解氧饱和率90% ( 7.5)6532高锰酸盐指数2461015化学需氧量（COD）1515203040五日生化需氧量（BOD5）334610氨氮（NH3-N）0.150.51.01.52.0总磷（以P计）0.02(0.01)0.1(0.025)0.2(0.05)0.3(0.1)0.4(0.2)总氮（湖、库，以N计）0.20.51.01.52.0地表水环境质量标准地表水环境质量标准(GB 3838-2002） 项目类

28、类类类类铜0.011.01.01.01.0锌0.051.01.02.02.0氟化物（以F-计）1.01.01.01.51.5硒0.010.010.010.020.02砷0.050.050.050.10.1汞0.000050.000050.00010.0010.001镉0.0010.0050.0050.0050.01铬（六价）0.010.050.050.050.1铅0.010.010.050.050.1氰化物0.0050.050.20.20.2挥发酚0.0020.0020.0050.010.1石油类0.050.050.050.51.0阴离子表面活性剂0.20.20.20.30.3硫化物0.050

29、.10.20.51.0粪大肠菌群（个/L）2002000100002000040000无机污染物及其修复无机污染物及其修复 无机污染物（无机污染物（Inorganic Pollutant），由无机物），由无机物构成的污染物。如各种有毒金属及其氧化物、酸、构成的污染物。如各种有毒金属及其氧化物、酸、碱、盐类、硫化物和卤化物等。碱、盐类、硫化物和卤化物等。 无机污染物通过沉淀无机污染物通过沉淀-溶解、氧化溶解、氧化-还原、配合作还原、配合作用、胶体形成、吸附用、胶体形成、吸附-解吸等一系列物理化学作解吸等一系列物理化学作用进行迁移转化，参与和干扰各种环境化学过程用进行迁移转化，参与和干扰各种环境化

30、学过程和物质循环过程，最终以一种或多种形态长期存和物质循环过程，最终以一种或多种形态长期存留于环境，形成永久性的潜在危害。留于环境，形成永久性的潜在危害。 水体无机污染物：重金属、水体无机污染物：重金属、N、 P等等水体无机污染物水体无机污染物 无机有毒物：无机有毒物：重金属、氰化物重金属、氰化物 无机无毒物：无机无毒物：酸酸：矿山排水、冶金和金属加：矿山排水、冶金和金属加工酸性洗液排入水中；工酸性洗液排入水中；碱碱：制碱业、碱法造纸、：制碱业、碱法造纸、制革业废水；制革业废水；氮、氮、 磷磷：生活污水、农田排水，生活污水、农田排水，造成水体的富营养化污染。造成水体的富营养化污染。重金属在环境

31、中的行为和影响主要特征：重金属在环境中的行为和影响主要特征： 在自然界中分布非常广泛。在自然界中分布非常广泛。 在生产和生活中有着广泛的应用，各种各样的重金属污染源在生产和生活中有着广泛的应用，各种各样的重金属污染源由此而存在于环境中。由此而存在于环境中。 重金属具有不同的价态、活性和毒性效应。通过水解反应，重金属具有不同的价态、活性和毒性效应。通过水解反应，易生成沉淀物。重金属还可以与无机、有机配体反应，生成易生成沉淀物。重金属还可以与无机、有机配体反应，生成络合物和螯合物。络合物和螯合物。 重金属对人体和生物体的危害重金属对人体和生物体的危害：第一，毒性大；第二，生物：第一，毒性大；第二，

32、生物不易降解，却能将某些重金属转化为毒性更强的金属有机化不易降解，却能将某些重金属转化为毒性更强的金属有机化合物；第三，食物链的生物富集放大作用；第四，通过多种合物；第三，食物链的生物富集放大作用；第四，通过多种途径进入人体，积蓄在某些器官中，造成慢性中毒。途径进入人体，积蓄在某些器官中，造成慢性中毒。 湖南岳阳砷污染湖南岳阳砷污染砷中毒症状及后果砷中毒症状及后果三氧化二砷，俗称砒霜。属无臭无味的白色粉末，高毒，为三氧化二砷，俗称砒霜。属无臭无味的白色粉末，高毒，为致癌物。主要影响神经系统和毛细血管通透性，对皮肤和粘致癌物。主要影响神经系统和毛细血管通透性，对皮肤和粘膜有刺激作用。中毒后会出现

33、恶心，呕吐，腹痛，四肢痛性膜有刺激作用。中毒后会出现恶心，呕吐，腹痛，四肢痛性痉挛，最后会昏迷、抽搐，呼吸麻痹而死亡。如果是慢性中痉挛，最后会昏迷、抽搐，呼吸麻痹而死亡。如果是慢性中毒，也会导致肝肾损害与多发性周围神经炎毒，也会导致肝肾损害与多发性周围神经炎最终可致肺癌、皮肤癌。最终可致肺癌、皮肤癌。 内蒙古某地村民长期饮用含砷严重超标的地下水，致使不少村民患有严重的皮肤病。 东海废电池污染东海废电池污染实验表明，实验表明，1节废电池全部溶出的金属足以使该水体内节废电池全部溶出的金属足以使该水体内50%的生物达到急性死亡。在随后的解剖实验里，在的生物达到急性死亡。在随后的解剖实验里，在3种生物

34、体种生物体内都发现程度不同的重金属超标。内都发现程度不同的重金属超标。 铅中毒铅中毒 铅中毒常年饮用铅含量过高的水时，人经铅中毒常年饮用铅含量过高的水时，人经常神经衰弱、头痛、头晕、情绪不稳定、常神经衰弱、头痛、头晕、情绪不稳定、失眠、记忆衰退，损伤泌尿系统，影响失眠、记忆衰退，损伤泌尿系统，影响婴儿智力发育，还会蓄积在骨骼中。自婴儿智力发育，还会蓄积在骨骼中。自来水管道所用的钢材中含有铅，夜间自来水管道所用的钢材中含有铅，夜间自来水停止使用，水在其中积存来水停止使用，水在其中积存10多个小多个小时，清早打开水龙头时水中铅含量最高。时，清早打开水龙头时水中铅含量最高。 汞汞 Hg （ ）汞的毒

35、性很强，而有机汞化合物的毒性又超过无机汞。汞的毒性很强，而有机汞化合物的毒性又超过无机汞。无机汞如无机汞如HgClHgCl2 2等难溶，因而不易进入生物组织；有机等难溶，因而不易进入生物组织；有机汞如烷基汞、苯基汞等，有很强的汞如烷基汞、苯基汞等，有很强的脂溶性脂溶性，易进入，易进入生物组生物组织织，并有很高的，并有很高的蓄积蓄积作用。作用。无机汞在水体中易沉积于底层沉积物中，在微生物无机汞在水体中易沉积于底层沉积物中，在微生物作用下可转化为有机汞而进入生物体内，再通过食物链作用下可转化为有机汞而进入生物体内，再通过食物链作用逐渐浓集，最后影响到人体。作用逐渐浓集，最后影响到人体。汞在无脊椎动

36、物体中的富集可达汞在无脊椎动物体中的富集可达1010万倍，日本的万倍，日本的水水俣病俣病就是人长期吃富集就是人长期吃富集甲基汞甲基汞的鱼而造成的。的鱼而造成的。水俣病水俣病 工厂排放的无机汞在海底微生物作用下转化成工厂排放的无机汞在海底微生物作用下转化成为甲基汞，甲基汞通过水为甲基汞，甲基汞通过水浮游生物浮游生物贝类贝类鱼类，鱼类， 人吃了这种鱼全身麻痹，猫狗人吃了这种鱼全身麻痹，猫狗 吃了会吃了会“发疯发疯”。因首次发生在日本水俣湾而得名。因首次发生在日本水俣湾而得名。 痛痛病与女儿村痛痛病与女儿村 痛痛病人类食用了受镉污染的水和痛痛病人类食用了受镉污染的水和 食物后，镉在人体内一点一点地蓄

37、积下来食物后，镉在人体内一点一点地蓄积下来 ，使人慢性中毒，当积累到一定程度时，使人慢性中毒，当积累到一定程度时， 就会导致痛痛病。痛痛病发作时，哪怕轻就会导致痛痛病。痛痛病发作时，哪怕轻 微的一点动作如咳嗽，都会使病人骨骼折微的一点动作如咳嗽，都会使病人骨骼折 断，弯曲变形，甚至一呼一吸都使人剧痛断，弯曲变形，甚至一呼一吸都使人剧痛 不已。不已。 女儿村人体中镉元素增加时，可以影响男性精子的成熟，并女儿村人体中镉元素增加时，可以影响男性精子的成熟，并使其活力受损。我国福建省清流县高坂村的三口水井中镉量使其活力受损。我国福建省清流县高坂村的三口水井中镉量特别高，从特别高，从1965年迁入起二十

38、多年间，全村不生男孩，成了年迁入起二十多年间，全村不生男孩，成了远近文明的女儿村。远近文明的女儿村。 重金属在水体中不能为微生物所降解，只能产生各种形重金属在水体中不能为微生物所降解，只能产生各种形态之间的相互转化以及分散和富集，这种过程称之为重态之间的相互转化以及分散和富集，这种过程称之为重金属的迁移。金属的迁移。按照物质运动的形式，可分为按照物质运动的形式，可分为 机械迁移机械迁移是指重金属离子以溶解态或颗粒态的形式被水是指重金属离子以溶解态或颗粒态的形式被水流机械搬运，迁移过程服从水力学。流机械搬运，迁移过程服从水力学。物理化学迁移物理化学迁移是指重金属以简单离子、配离子或可溶性是指重金

39、属以简单离子、配离子或可溶性分子，在环境中通过一系列物理化学作用（水解、氧化、分子，在环境中通过一系列物理化学作用（水解、氧化、还原、沉淀、溶解、吸附作用等）所实现的迁移与转化还原、沉淀、溶解、吸附作用等）所实现的迁移与转化过程。是重金属在水环境中最重要的迁移转化形式。过程。是重金属在水环境中最重要的迁移转化形式。 重金属在水体中的转化重金属在水体中的转化 沉淀作用沉淀作用 重金属在水中可生成氢氧化物，硫化物或碳酸重金属在水中可生成氢氧化物，硫化物或碳酸盐等难溶物质。其结果使重金属污染物在水体中的扩散速盐等难溶物质。其结果使重金属污染物在水体中的扩散速度和范围受到限制，这从水质自净方面看是有利

40、的，但大度和范围受到限制，这从水质自净方面看是有利的，但大量重金属因而沉积于排污口附近的底泥中，并可能在环境量重金属因而沉积于排污口附近的底泥中，并可能在环境条件改变时重新释放出来。条件改变时重新释放出来。 吸附作用吸附作用 重金属离子由于带正电，在水中易于被带负电重金属离子由于带正电，在水中易于被带负电的胶体颗粒所吸附。的胶体颗粒所吸附。 氧化还原作用氧化还原作用 氧化还原作用在天然水体中有较重要的地氧化还原作用在天然水体中有较重要的地位。由于氧化还原作用的结果，使得重金属在不同条件下位。由于氧化还原作用的结果，使得重金属在不同条件下的水体中以不同的价态存在，而价态不同其活性与毒性也的水体中

41、以不同的价态存在，而价态不同其活性与毒性也不同。不同。 物理化学迁移物理化学迁移 是指重金属通过生物体的新陈代谢、生长、死亡等过是指重金属通过生物体的新陈代谢、生长、死亡等过程所进行的迁移。这种迁移过程比较复杂，它既是物程所进行的迁移。这种迁移过程比较复杂，它既是物理化学问题，也服从生物学规律。所有重金属都能通理化学问题，也服从生物学规律。所有重金属都能通过生物体迁移，并由此使重金属在某些有机体中富集过生物体迁移，并由此使重金属在某些有机体中富集起来，经食物链的放大作用，构成对人体的危害。起来，经食物链的放大作用，构成对人体的危害。生物迁移生物迁移地方性甲状腺与氟斑牙地方性甲状腺与氟斑牙地方性

42、甲状腺肿在正常条件下，人的机体一昼夜所需的碘约地方性甲状腺肿在正常条件下，人的机体一昼夜所需的碘约为为50200 g之间。一些地方由于天然水化学组成的地区性特之间。一些地方由于天然水化学组成的地区性特点或由于人类的活动改变了其化学组成而水中缺碘，人如果点或由于人类的活动改变了其化学组成而水中缺碘，人如果长期饮用此地的水，而又无法从食物中补碘，会导致甲状腺长期饮用此地的水，而又无法从食物中补碘，会导致甲状腺肥大。缺碘还会影响儿童的智力发育，造成痴呆。肥大。缺碘还会影响儿童的智力发育，造成痴呆。氟斑牙水中含氟氟斑牙水中含氟1 ppm时，可防龋齿，但长期饮用超过时，可防龋齿，但长期饮用超过1.5 p

43、pm的水时，牙会变脆，长黑斑，产生氟斑牙。的水时，牙会变脆，长黑斑，产生氟斑牙。 水体氮磷污染与富营养化水体氮磷污染与富营养化 水体富营养化（水体富营养化（Water eutrophication）：是水环境中普）：是水环境中普遍存在的水质污染现象，通常是指湖泊、水库和海湾等遍存在的水质污染现象，通常是指湖泊、水库和海湾等封闭性或半封闭性水体以及某些河流水体内的氮、磷等封闭性或半封闭性水体以及某些河流水体内的氮、磷等营养元素的富集，水体生产力提高，某些特征性藻类营养元素的富集，水体生产力提高，某些特征性藻类（主要为蓝藻、绿藻）异常增殖，水质不断恶化的过程。（主要为蓝藻、绿藻）异常增殖，水质不断

44、恶化的过程。 藻类：蓝色、红色、棕色、乳白色，湖面称为藻类：蓝色、红色、棕色、乳白色，湖面称为“水华水华( Water blooms)”或或“湖靛湖靛”，海湾或河口称为，海湾或河口称为“赤潮赤潮（Red tides）”。 近年来，水体富营养化逐渐成为一个日趋严重的世近年来，水体富营养化逐渐成为一个日趋严重的世界性问题。我国江河、湖泊和水库普遍受到污染，界性问题。我国江河、湖泊和水库普遍受到污染，直接威胁着饮用水的安全和人民的健康，影响到工直接威胁着饮用水的安全和人民的健康，影响到工农业生产和农作物安全农业生产和农作物安全, 同时水污染也加剧了水资源同时水污染也加剧了水资源的短缺。因此解决水体富

45、营养化问题已经迫在眉睫。的短缺。因此解决水体富营养化问题已经迫在眉睫。 我国我国131个主要湖泊和个主要湖泊和39个大中型水库：富营养化湖个大中型水库：富营养化湖泊泊67个（个（51.20%），水库），水库12座（座（30.80%）。）。 重富重富营养区营养区富富营养区营养区中中营养区营养区贫营养区贫营养区贫营养区贫营养区磷浓度磷浓度(mg/L)0.0191.00.4130.065巢湖巢湖太湖太湖洪洪泽泽湖湖洞庭湖洞庭湖鄱鄱阳阳湖湖东东山湖山湖磁湖磁湖西湖西湖麓湖麓湖甘棠湖甘棠湖长长春南湖春南湖流花湖流花湖荔湾荔湾湖湖蘑菇蘑菇湖湖草海草海玄武湖玄武湖南太子湖南太子湖墨水湖墨水湖东东湖湖东钱东钱

46、湖湖什刹海什刹海南宁南湖南宁南湖瘦西湖瘦西湖南四湖南四湖呼呼伦伦湖湖 镜镜泊湖泊湖邛邛海海淀山湖淀山湖固城湖固城湖乌乌梁素海梁素海滇滇池池五五大大莲莲池池白洋淀白洋淀 岱海岱海 哈素海哈素海 千千岛岛湖湖 抚抚仙湖仙湖 洱洱海海 兴凯兴凯湖湖 松花湖松花湖 纳纳木木错错 青青海湖海湖 博斯博斯腾腾湖湖 柴柴窝窝堡湖堡湖长长白天池白天池 我国主要湖泊富营养化的状态我国主要湖泊富营养化的状态0.2350.76510总总氮氮浓浓度度4.50(mg/L)0中中 营养营养69 富营养富营养27 贫营养贫营养4 70 年代后期年代后期贫营养贫营养0 富营养富营养85 中营养中营养15 90 年代后期年代后

47、期中营养中营养35 贫营养贫营养4 富营养富营养61 80 年代后期年代后期据调查的据调查的26个湖泊，在个湖泊，在70年代末富营养化湖泊年代末富营养化湖泊只占只占27，80年代末达年代末达61，90年代末高达年代末高达85，2000年以后发展更年以后发展更为迅速。我国已成为国为迅速。我国已成为国际上湖泊富营养化严重际上湖泊富营养化严重国家之一。国家之一。湖泊富营养化发展速度迅速我国湖泊富营养化现状我国湖泊富营养化现状565620072007年重点湖库营养状态指数年重点湖库营养状态指数 太湖太湖、类水质断面占类水质断面占12%，类水质断面占类水质断面占64%，类水类水质断面占质断面占12%，劣

48、于，劣于类水质断面占类水质断面占12%；中营养水平的水域；中营养水平的水域占太湖总面积的占太湖总面积的16.5%，富营养水平的占，富营养水平的占83.5%，富营养程度，富营养程度逐年加重。逐年加重。 云南滇池水质劣于云南滇池水质劣于类，处于富营养状态。类，处于富营养状态。 巢湖东半湖水质为巢湖东半湖水质为类，西半湖水质为类，西半湖水质为类，东西半湖均处于类，东西半湖均处于富营养状态。富营养状态。富营养化的趋势富营养化的趋势 指标2006年2010年预测值富营养化面积（km2）50006700具备发生富营养化的湖泊面积（km2）14000西部中部东部4515%3013.429.956.7富营养化

49、湖泊分布情况富营养化湖泊分布情况EutrophicationEutrophication昆明滇池昆明滇池我国湖库富营养化日趋严重我国湖库富营养化日趋严重南京玄武湖南京玄武湖贵州红枫湖贵州红枫湖2007年年太湖藻类爆发太湖藻类爆发太湖富营养化太湖富营养化滇池巢湖太湖梅梁湾滇池草海水葫芦 随营养盐浓度的增加，太湖水体中蓝藻水华发随营养盐浓度的增加，太湖水体中蓝藻水华发生的频率、程度、面积也呈逐渐增加的趋势。生的频率、程度、面积也呈逐渐增加的趋势。1950s1970s19801987199420002006饮用水库富营养化日趋增多，威胁饮用水源安全饮用水库富营养化日趋增多，威胁饮用水源安全 江浙地区

50、江浙地区80%饮用水源已转移到水库，然饮用水源已转移到水库，然而而70%以上的饮用水库已富营养化，氮素以上的饮用水库已富营养化，氮素水平比富营养化标准高水平比富营养化标准高4倍，直接威胁饮用倍，直接威胁饮用水源安全和人体健康。水源安全和人体健康。 保护饮用水源，开展大型饮用水库生态净保护饮用水源，开展大型饮用水库生态净化技术的集成创新迫在眉睫！化技术的集成创新迫在眉睫！饮用水库污染现状饮用水库污染现状宁波横山水库宁波横山水库宁波皎口水库宁波皎口水库宁波周公宅水库宁波周公宅水库宁波横溪水库宁波横溪水库宁波三溪浦水库宁波三溪浦水库宁波白溪水库宁波白溪水库全年库体水质全年库体水质总氮总氮2.5mg/

51、L2.5mg/L、总磷、总磷 0.025mg/L0.025mg/L绍兴市汤浦水库绍兴市汤浦水库位于小舜江下游，位于小舜江下游，库区库区水面面积近水面面积近15 km2，控，控制流域集水面积制流域集水面积 460 km2 供水范围为绍兴市区、绍供水范围为绍兴市区、绍兴县、上虞市，设计终期兴县、上虞市，设计终期最大供水规模为最大供水规模为100万万t/d，多年平均供水量多年平均供水量27820万万m3，是虞绍平原重要的饮用水是虞绍平原重要的饮用水源，服务人口源，服务人口400万。万。绍兴市汤浦水库水质情况绍兴市汤浦水库水质情况检测项目单位类标准值年份200320042005 溶解氧 mg/L7.5

52、9.311.111.4 耗氧量(以O2计) mg/L22.42.52.2 CODcr mg/L157.18.17.4 BOD5 mg/L30.621.30.4 氨氮 mg/L0.150.130.120.17 总磷(以P计 ) mg/L0.010.030.020.02 总氮(以N计) mg/L0.21.11.732.05根据多年监测的结果，水库总氮、总磷超过地根据多年监测的结果，水库总氮、总磷超过地表表II类水标准，有些年份甚至达到劣类水标准，有些年份甚至达到劣V类标准。类标准。若按每年水库出流量若按每年水库出流量2.85108 m3 (日供水规模日供水规模 10万吨万吨)计，要将输出的饮用水源

53、水总氮浓度计，要将输出的饮用水源水总氮浓度2 mg/L 降低到降低到1 mg/L，需要每年从水体中取出氮素，需要每年从水体中取出氮素285 t以上。以上。 p2001年和年和2003年的年的5月份，水库已分别发生了两次大面积的月份，水库已分别发生了两次大面积的“水华水华”现象，范围遍及整个水库，持续时间近现象，范围遍及整个水库，持续时间近1个月。个月。p2004年年12月调查资料，北溪沿河平均总氮最高，达月调查资料，北溪沿河平均总氮最高，达4.08 mg/L；王化溪次之，为；王化溪次之，为3.30 mg/L； 南溪为南溪为3.23 mg/L。且该。且该水库中氮的形态主要为硝态氮。水库中氮的形态

54、主要为硝态氮。湖泊富营养化评价方法及分级湖泊富营养化评价方法及分级7373 TLI（chla）=10（2.5+1.086lnchl） TLI（TP）=10（9.436+1.624lnTP） TLI（TN）=10（5.453+1.694lnTN） TLI（SD）=10（5.118-1.94lnSD） TLI（CODMn）=10（0.109+2.661lnCOD） 单位：单位：chla：mg/m3，SD：m；其它为；其它为mg/L。010070605030贫营养贫营养中中营养营养富富营养营养轻轻度度中度中度重度重度营养状态营养状态TLI()我国湖泊营养状态评价方法我国湖泊营养状态评价方法分级标准分

55、级标准参数项目单位贫营养中营养富营养总磷浓度mg/L0.02叶绿素浓度g/L10赛克板透明度m3.72.03.780108010吉克斯塔特划分水质营养状态的主要参数和标准吉克斯塔特划分水质营养状态的主要参数和标准 评价水体的营养状态，需要综合考虑水体中、浮游植物评价水体的营养状态，需要综合考虑水体中、浮游植物和水生高等植物中的氮、磷总量。和水生高等植物中的氮、磷总量。2营养增加阶段营养增加阶段34生产力上升阶段生产力上升阶段56沉水植物消亡阶段沉水植物消亡阶段藻华严重发生阶段藻华严重发生阶段黑臭阶段黑臭阶段健康阶段健康阶段1湖泊富营养化过程湖泊富营养化过程大量营养盐输入大量营养盐输入水化学平衡

56、变化水化学平衡变化 pH值升高值升高 DO降低降低 CO2降低降低生态系统失调生态系统失调 藻类异常增殖藻类异常增殖 初级生产力失衡初级生产力失衡 生态系统结构破坏生态系统结构破坏湖泊生态系统功能丧失湖泊生态系统功能丧失水化学平衡变化水化学平衡变化 湖水湖水pH上升。上升。pH上升有利于水华藻类的生长，而大上升有利于水华藻类的生长，而大量藻类的异常增殖又进一步提高湖水的量藻类的异常增殖又进一步提高湖水的pH值，进而值，进而为水华藻类入微囊藻的大量增殖提供了适宜的生长为水华藻类入微囊藻的大量增殖提供了适宜的生长环境。环境。 DO下降。下降。DO下降有利于蓝藻的生长，而对其他藻下降有利于蓝藻的生长

57、，而对其他藻类生长不利，这样蓝藻能够很快形成竞争优势。类生长不利，这样蓝藻能够很快形成竞争优势。 CO2降低。降低。CO2在水中溶解度随水温升高而降低，在水中溶解度随水温升高而降低，当湖水氮磷营养盐对藻类生长已达到饱和的情况下，当湖水氮磷营养盐对藻类生长已达到饱和的情况下，碳也有可能成为限制因子，此时增加碳有利于水华碳也有可能成为限制因子，此时增加碳有利于水华藻类生长。藻类生长。1 1）大型水生植物能起到净化水质的作用，它的消失直接削弱了）大型水生植物能起到净化水质的作用，它的消失直接削弱了水体自净的能力水体自净的能力2 2）大型水生植物是与浮游植物竞争养料的，前者的消失使后者）大型水生植物是与浮游植物竞争养料的，前者的消失使后者能独享养料资源，导致浮游藻类的大量孳生，反过来通过能独享养料资源，导致浮游藻类的大量孳生