环境学 (11级用)-chapter 3 water and environment kb1

1、 Components and Characters of Natural Water 一、天然水的组成和性质一、天然水的组成和性质 (参阅课本参阅课本) K K+ +、NaNa+ +、CaCa2+2+ 、MgMg2+2+、HCOHCO3-3-、NONO3-3-、ClCl- -和和SOSO4 42-2- 为天然水中常见的八大离子，占天然水中离子总为天然水中常见的八大离子，占天然水中离子总量的量的95959999。水中这些主要离子的分类，常。水中这些主要离子的分类，常用来作为表征水体主要化学特性指标，如表所示用来作为表征水体主要化学特性指标，如表所示硬度硬度CaCa2+2+ Mg Mg2+2+碱

2、度碱度HCOHCO3 3- - OHOH- - COCO3 32-2-酸酸H H+ +酸根酸根SOSO4 42- 2- ClCl- - NONO3 3- -碱金属碱金属NaNa+ + K K+ +2 2、溶解性气体、溶解性气体水中溶解性的主要气体有：水中溶解性的主要气体有：O O2 2/CO/CO2 2/H/H2 2S;S;微量气体有：微量气体有：N N2 2/CH/CH4 4/H/H2 2/He/He3 3、微量元素、微量元素包括天然水中含量低于包括天然水中含量低于0.010.01的阴离子（如的阴离子（如I I- -、BrBr- -、F F- -）、）、微量金属离子、放射性元素等。微量金属离

3、子、放射性元素等。I/Br/Fe/Cu/Ni/Ti/Pb/Zn/MnI/Br/Fe/Cu/Ni/Ti/Pb/Zn/Mn等等4 4、有机物质、有机物质腐殖质胶体等腐殖质胶体等5 5、悬浮物质、悬浮物质铝硅酸盐颗粒、砂粒、粘土、细菌、藻类及原生动物等。铝硅酸盐颗粒、砂粒、粘土、细菌、藻类及原生动物等。 水：水： 地球表层的水有大气中的水汽和水滴，地球表层的水有大气中的水汽和水滴，海洋、湖泊、水库、河流、土壤、含水层海洋、湖泊、水库、河流、土壤、含水层和生物体中液态水，冰川、积雪和永久冻和生物体中液态水，冰川、积雪和永久冻土中的固态水，以及岩石中的结晶水等。土中的固态水，以及岩石中的结晶水等。 水体

4、：水体：包括水中溶解物质、悬浮物、底泥、包括水中溶解物质、悬浮物、底泥、水生生物等。水与水体是两个紧密联系又水生生物等。水与水体是两个紧密联系又有区别的概念。从水体概念去研究水环境有区别的概念。从水体概念去研究水环境污染，才能得出全面、准确的认识。污染，才能得出全面、准确的认识。 简单地可以认为简单地可以认为：水水 + 悬浮物悬浮物 + 底质底质 = 水体水体u水体有二个含义：水体有二个含义：一般指河流、湖泊、沼一般指河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川、海洋等泽、水库、地下水、冰川、海洋等“贮水贮水体体”的总称，在环境学领域中则把水体当的总称，在环境学领域中则把水体当作包括水中的悬浮物、溶解

5、物质、底泥和作包括水中的悬浮物、溶解物质、底泥和水生生物等完整的生态系统或完整的综合水生生物等完整的生态系统或完整的综合自然体来看。自然体来看。u从自然地理的角度看，水体是指地表被水从自然地理的角度看，水体是指地表被水覆盖的自然综合体。覆盖的自然综合体。 水体还有按类型和区域划分水体还有按类型和区域划分u按类型可分为：按类型可分为： 海洋水体海洋水体 地表水体地表水体河流、湖泊等河流、湖泊等 陆地水体陆地水体 地下水体地下水体u按区域是指按某一具体的被水覆盖的地段而言的。按区域是指按某一具体的被水覆盖的地段而言的。 如太湖、洞庭湖、鄱阳湖；按类型划分，他们同属于陆地水如太湖、洞庭湖、鄱阳湖；按

6、类型划分，他们同属于陆地水体中的地表水体内的湖泊；按区域划分，他们是三大区域的体中的地表水体内的湖泊；按区域划分，他们是三大区域的三个不同的水体。三个不同的水体。 又如长江、黄河、珠江，按类型划分，他们同属于陆地水体又如长江、黄河、珠江，按类型划分，他们同属于陆地水体中的地表水体内的河流；但按区域概念，他们是分属于三个中的地表水体内的河流；但按区域概念，他们是分属于三个流域的三条水系。流域的三条水系。u水体不仅包括水本身，且包括水中的悬浮物、底泥、水生生水体不仅包括水本身，且包括水中的悬浮物、底泥、水生生物。物。 由于水体具有广泛的生态系统的含义，在水由于水体具有广泛的生态系统的含义，在水环境

7、污染的研究中，区分环境污染的研究中，区分“水水”与与“水体水体”的概念十分重要。的概念十分重要。 例如重金属污染物易于从水中转移到底泥中例如重金属污染物易于从水中转移到底泥中（生成沉淀或被吸附），水中重金属的含量（生成沉淀或被吸附），水中重金属的含量一般都不高，若着眼于水，似乎未受污染，一般都不高，若着眼于水，似乎未受污染，但从水体看，可能受到较严重的污染，使该但从水体看，可能受到较严重的污染，使该水体成为长期的初生污染源。水体成为长期的初生污染源。1 1、水质（、水质（water quality）水质是指在水工业工程中，水的物理、化学、水质是指在水工业工程中，水的物理、化学、微生物学等方面的

8、性质。微生物学等方面的性质。 Water Quality：The condition of water with respect to the amount of impurities in it.三、水质与水质指标三、水质与水质指标Water Quality and Water Quality Index2 2、水质指标、水质指标 Water Quality Index 水质指标用于表示水质特性，并可评价水质指标用于表示水质特性，并可评价污水处理方法的优劣，某些指标还可以预污水处理方法的优劣，某些指标还可以预测污水排入水体后对水体的影响。测污水排入水体后对水体的影响。 水质指标可概括地分为水

9、质指标可概括地分为物理指标、化学物理指标、化学指标、微生物指标和放射性指标指标、微生物指标和放射性指标。物理性物理性水质指标水质指标化学性化学性水质指标水质指标生物学生物学水质指标水质指标水质指标水质指标感官指标感官指标总固体总固体悬浮固体悬浮固体溶解固体溶解固体可沉固体可沉固体电导率电导率一般化学性指标一般化学性指标各种离子各种离子总含盐量总含盐量有毒化学性指标有毒化学性指标化学需氧量（化学需氧量（CODCOD）生化需氧量（生化需氧量（BODBOD）总需氧量（总需氧量（TODTOD）细菌总数细菌总数总大肠菌群数总大肠菌群数各种病原细菌各种病原细菌病毒病毒浑浊度浑浊度色度色度温度温度嗅嗅感官指

10、标感官指标碱度碱度pH值值硬度硬度各种阳各种阳离子离子一般化学性一般化学性指标指标各种阴各种阴离子离子总含盐量总含盐量多环芳烃多环芳烃重金属重金属各种农药各种农药有毒化学指标有毒化学指标u Physical index （turbidity,temperature,suspendedSolids,color,taste) 物理指标物理指标（浊度、温度、悬浮物、颜色、味道（浊度、温度、悬浮物、颜色、味道） u Chemical index (PH,organiccompound) 化学指标化学指标（PH值、有机物值、有机物 ） u Biological index (bacteria) 生物指标

11、生物指标（细菌（细菌） 物理指标（浊度、温度、悬浮物、颜色、味道、水温、外观物理指标（浊度、温度、悬浮物、颜色、味道、水温、外观（漂浮物）、臭、透明度、固体含量（又称残渣）、矿化度、（漂浮物）、臭、透明度、固体含量（又称残渣）、矿化度、电导率和氧化还原电位）电导率和氧化还原电位） 悬浮物（悬浮物（ Suspended SolidsSuspended Solids，SSSS）不能通过不能通过特定滤膜的非溶解性固体。特定滤膜的非溶解性固体。 悬浮固体含量是指水样用滤纸过滤后，被滤纸截留的残渣在悬浮固体含量是指水样用滤纸过滤后，被滤纸截留的残渣在一定温度一定温度(103-105)(103-105)下

12、烘干至恒重后残余的固体物质总量。下烘干至恒重后残余的固体物质总量。 在固体含量指标中，悬浮固体（在固体含量指标中，悬浮固体（Suspended Solids , SSSuspended Solids , SS）是通常最受关注的一项指标。是通常最受关注的一项指标。 饮用水的色度是由于水中带有颜色的腐饮用水的色度是由于水中带有颜色的腐殖质、铁锰而造成的。殖质、铁锰而造成的。 洁净的水应该是无色的，水有颜色应进洁净的水应该是无色的，水有颜色应进行行沉淀消毒沉淀消毒处理。处理。 水色常用水色常用水色计水色计测定。水色计由测定。水色计由2121种颜种颜色组成，由深蓝到黄绿直到褐色，并以色组成，由深蓝到黄

13、绿直到褐色，并以号码号码1-211-21代表水色。号码越小，水色越代表水色。号码越小，水色越高，号码越大，水色越低。高，号码越大，水色越低。 透明度盘（萨氏盘）透明度盘（萨氏盘） 透明度盘是一种测定水透明度盘是一种测定水质透明度的简单方法，直径质透明度的简单方法，直径20cm的黑白色相的黑白色相间圆盘下沉到恰恰看不到的深度，称为透明间圆盘下沉到恰恰看不到的深度，称为透明度盘深度度盘深度. 透明度是用萨氏盘（黑白间隔的盘）透明度是用萨氏盘（黑白间隔的盘）测定水深来间接表示光透入水面的深浅程度。测定水深来间接表示光透入水面的深浅程度。其大小取决于水的浑浊度（指水中混有各种其大小取决于水的浑浊度（指

14、水中混有各种浮游生物和悬浮物所造成的浑浊程度）和色浮游生物和悬浮物所造成的浑浊程度）和色度（悬浮生物和溶解有机物造成的颜色）。度（悬浮生物和溶解有机物造成的颜色）。 （2） Chemical index 化学指标化学指标 根据水中所含物质的化学性质的不同，化学根据水中所含物质的化学性质的不同，化学指标可分为无机物指标与有机物化学指标。指标可分为无机物指标与有机物化学指标。a. Mineral index 无机物指标无机物指标 包括包括pH值值(酸碱度酸碱度) )、溶解氧、氮、磷、无机盐类及重金、溶解氧、氮、磷、无机盐类及重金属离子等。其中溶解氧是一项很重要的指标。属离子等。其中溶解氧是一项很重

15、要的指标。 溶解氧（溶解氧（Dissolved Oxygen, DO）是指溶）是指溶解在水体中的氧气的浓度。解在水体中的氧气的浓度。Dissolved Oxygen：the amount of oxygen dissolved in water at a certain time, expressed in mg/L. 溶解氧（溶解氧（DO） 影响因素：温度、氧分压影响因素：温度、氧分压 特点：周期性变化（早晨六点左右最低，特点：周期性变化（早晨六点左右最低，下午三、四点种最高）下午三、四点种最高） （1）爆气作用）爆气作用 （2）光合作用）光合作用 （3）呼吸作用）呼吸作用 爆气作用、光合作

16、用称为复氧作用爆气作用、光合作用称为复氧作用 氧气本身并不是水体污染物。由于有机氧气本身并不是水体污染物。由于有机污染物进入水体后通常要进行氧化分解，从而污染物进入水体后通常要进行氧化分解，从而消耗水体中的氧气，进而导致受纳水体的溶解消耗水体中的氧气，进而导致受纳水体的溶解氧降低；因此，溶解氧尽管是一个无机物指标氧降低；因此，溶解氧尽管是一个无机物指标，但它却是间接反映水体受有机物污染程度的，但它却是间接反映水体受有机物污染程度的一个指标，一个指标，溶解氧值越高，说明水体中总有机溶解氧值越高，说明水体中总有机物浓度越小，即水体受有机物污染程度越低。物浓度越小，即水体受有机物污染程度越低。 此外

17、，由于氮、磷是导致湖泊水库和此外，由于氮、磷是导致湖泊水库和海湾等缓流水体富营养化的主要原因，海湾等缓流水体富营养化的主要原因，因此氮磷也是倍受关注的无机物指标。因此氮磷也是倍受关注的无机物指标。N, Pu氮的水质指标通常氮的水质指标通常包括非离子氨、氨氮、亚硝酸盐氮、包括非离子氨、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和凯氏氮等。硝酸盐氮和凯氏氮等。 非离子氨非离子氨是指水中游离氨（是指水中游离氨（NH3）。）。 氨氮氨氮是指水中非离子氨（是指水中非离子氨（NH3）和离子状态铵盐（）和离子状态铵盐（NH4+）之）之和。和。 亚硝酸盐氮亚硝酸盐氮是指水中以亚硝酸盐形式是指水中以亚硝酸盐形式(NO2-)存在

18、的氮。存在的氮。 硝酸盐氮硝酸盐氮指水中以硝酸盐形式指水中以硝酸盐形式(NO3-)存在的氮。存在的氮。 凯氏氮凯氏氮又称基耶达氮又称基耶达氮(kjeldahl nitrogen )，简称，简称KN，是指有，是指有机氮与氨氮之和。机氮与氨氮之和。u 磷的水质指标磷的水质指标通常使用总磷来表示通常使用总磷来表示,总磷包括有机磷总磷包括有机磷和无机磷。和无机磷。b. organic compound index有机物指标有机物指标 有机物指标首先包括各种有机污染物。有机物指标首先包括各种有机污染物。但是由于有机物种类繁多，现有的分析技术难但是由于有机物种类繁多，现有的分析技术难以区分并定量。为此，有

19、机物指标还包括反映有以区分并定量。为此，有机物指标还包括反映有机物总量的综合指标。有机物总量综合指标是根机物总量的综合指标。有机物总量综合指标是根据有机物都可被氧化这一共同特性，用氧化过程据有机物都可被氧化这一共同特性，用氧化过程所消耗的氧量来对水中的有机物的总量进行定量。所消耗的氧量来对水中的有机物的总量进行定量。这些综合指标值越大，表示污水中的有机物浓度这些综合指标值越大，表示污水中的有机物浓度越高，水被污染的程度越深。越高，水被污染的程度越深。u常用的反映有机物总量综合指标主要包括常用的反映有机物总量综合指标主要包括: 生化需氧量生化需氧量 (Biochemical Oxygen Dem

20、and, BOD） 化学需氧量化学需氧量 （Chemical Oxygen Demand, COD） 总需氧量总需氧量 （Total Oxygen Demand，TOD） BiochemicalOxygenDemand：theamountofdissolvedoxygenneededbyaerobicdecomposerstobreakdowntheorganicmaterialinacertainvolumeofwateroveraseveraldays(almost5-day)incubationperiodat20. 生化需氧量是指在生化需氧量是指在2020的条件下，微生物氧化有机的条件

21、下，微生物氧化有机物所消耗的氧量。通常采用水温物所消耗的氧量。通常采用水温2020的条件下，经的条件下，经过过5d5d后微生物氧化有机物所消耗的氧量后微生物氧化有机物所消耗的氧量五日生五日生化需氧量（化需氧量（BODBOD5 5）来表示。）来表示。其单位以其单位以ppm或毫克升表示或毫克升表示 污水中各种有机物得到完会氧化分解污水中各种有机物得到完会氧化分解的时间，总共约需一百天，为了缩短的时间，总共约需一百天，为了缩短检测时间，一般生化需氧量以被检验检测时间，一般生化需氧量以被检验的水样在的水样在2020下，五天内的耗氧量为下，五天内的耗氧量为代表，称其为五日生化需氧量，简称代表，称其为五日

22、生化需氧量，简称BOD5BOD5，对生活污水来说，它约等于完，对生活污水来说，它约等于完全氧化分解耗氧量的全氧化分解耗氧量的70%70%。Chemical Oxygen Demand：Theamountofoxygen(measuredinmg/l)thatisconsumedintheoxidationoforganicandoxidasableinorganicmatter,undertestconditions.Itisusedtomeasurethetotalamountoforganicandinorganicpollutioninwastewater.ContrarytoBOD,w

23、ithCODpracticallyallcompoundsarefullyoxidized. 化学需氧量是指强氧化剂（重铬酸钾或高锰酸钾），化学需氧量是指强氧化剂（重铬酸钾或高锰酸钾），在酸性条件下，将有机物氧化成二氧化碳与水所消耗在酸性条件下，将有机物氧化成二氧化碳与水所消耗的氧量。的氧量。 根据所用氧化剂的不同，又可分为根据所用氧化剂的不同，又可分为CODcr(CODcr(用重铬酸钾作氧用重铬酸钾作氧化剂化剂) )和和 CODCODMnMn（高锰酸钾指数）。（高锰酸钾指数）。 CODcrCODcr常应用于污水，常应用于污水， CODCODMnMn常应用于微污染水源等地表水。常应用于微污染水

24、源等地表水。 在使用生物法处理有机污水前，通常要考虑在使用生物法处理有机污水前，通常要考虑BODBOD5 5与与CODCOD的比值。的比值。 BODBOD5 5/COD/COD该比值是评价污水可生化性的指标，该比值是评价污水可生化性的指标，该比值越大，说明污水越容易被生化处理。该比值越大，说明污水越容易被生化处理。 一般认为该比值大于一般认为该比值大于0.30.3的污水才适于采用生的污水才适于采用生物处理。物处理。 总需氧量是指有机物中主要组成元素碳、总需氧量是指有机物中主要组成元素碳、氢、氮、硫等被氧化后，分别产生二氧化碳、氢、氮、硫等被氧化后，分别产生二氧化碳、水、二氧化氮和二氧化硫所消耗

25、的氧量。水、二氧化氮和二氧化硫所消耗的氧量。几种反映有机物总量综合指标按数值大小的排序为：几种反映有机物总量综合指标按数值大小的排序为： TOD COD cr BOD5 COD M n。uA A 大肠菌群数（大肠菌群值）大肠菌群数（大肠菌群值）colititre 大肠菌群值大肠菌群值: :指能检出大肠菌群的最小样品量指能检出大肠菌群的最小样品量(ml).(ml). （指查出（指查出1 1个大肠菌群所需的最少水量，以毫升计）个大肠菌群所需的最少水量，以毫升计） 大肠菌群指数大肠菌群指数coli index : :是指1000ml样品中检出的大肠菌群数. 上述指标作为卫生指标，可用来判断水体是否受

26、到上述指标作为卫生指标，可用来判断水体是否受到粪便的污染，进而判断水体中是否存在病原菌。粪便的污染，进而判断水体中是否存在病原菌。 卫生部规定的饮水卫生标准是大肠菌群值不小于卫生部规定的饮水卫生标准是大肠菌群值不小于333ml,333ml,大肠菌群指数大肠菌群指数3.3.uB B 病毒病毒 virusvirusuC C 细菌总数细菌总数 大肠菌群大肠菌群: :系指一群需氧及兼性厌氧的系指一群需氧及兼性厌氧的G-G-无芽胞杆菌无芽胞杆菌, ,能在能在3737培养培养24h24h内使乳内使乳糖发酵产酸产气者糖发酵产酸产气者, ,包括埃希菌属包括埃希菌属, ,枸橼枸橼酸杆菌属酸杆菌属, ,肠杆菌属及

27、克雷伯菌属等肠杆菌属及克雷伯菌属等4 4种种肠道细菌肠道细菌. .作为饮水作为饮水, ,食品等粪便污染的食品等粪便污染的指标指标 细菌总数细菌总数 1ml水中所含有的细菌数量，通常水中所含有的细菌数量，通常采用大肠杆菌群作为指标。采用大肠杆菌群作为指标。 细菌总数细菌总数 小于小于 100个个/ml 极其清洁极其清洁 100 到到 1000个个/ml 清洁清洁 大于大于 1000个个/ml 不清洁不清洁 大于大于 10000个个/ml 极不清洁极不清洁 采用大肠杆菌的原因：采用大肠杆菌的原因： （1）容易测定）容易测定 （2）大肠杆菌与致病菌的习性相近）大肠杆菌与致病菌的习性相近 水污染（水污

28、染（water pollution）：是指水体因某）：是指水体因某种物质的介入，导致水的化学、物理、生种物质的介入，导致水的化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变，从而影物或者放射性等方面特性的改变，从而影响其有效利用，危害人体的健康或者破坏响其有效利用，危害人体的健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象生态环境，造成水质恶化的现象 。Water pollution is any chemical, biological, or physical change in water quality that has a harmful effect on living organisms or

29、 makes water unsuitable for desired use. 水体污染物水体污染物: : 是指导致水污染的是指导致水污染的物质或能量。物质或能量。造成水污染的主要污染物造成水污染的主要污染物 1.1.无机无毒物质：无机无毒物质：酸、碱及无机盐类，这些物质含量高可以增酸、碱及无机盐类，这些物质含量高可以增加水的矿化度，改变水的加水的矿化度，改变水的PHPH值，增加水的硬度，影响水的利用。值，增加水的硬度，影响水的利用。生活生产用水要求水的生活生产用水要求水的PH=6.5PH=6.58.58.5，矿化度，矿化度1.0g/l1.0g/l，硬度，硬度2525德度德度 ；氮磷含量过高

30、可造成水体富营养化。；氮磷含量过高可造成水体富营养化。 2.2.无机有毒物质：无机有毒物质：重金属重金属 HgHg、CdCd、PbPb、CrCr、AsAs、ZnZn、CuCu、MnMn、NiNi、CoCo、SnSn、SeSe、V V、SbSb，氟（氟（F F）。）。 3.3.有机无毒物质（耗氧有机物）：有机无毒物质（耗氧有机物）：碳水化合物、蛋白质、脂肪、碳水化合物、蛋白质、脂肪、纤维素、木质素等。纤维素、木质素等。 4.4.有机有毒物质：有机有毒物质：酚、苯、多环芳香烃（酚、苯、多环芳香烃（PAHPAH）、人工合成有机）、人工合成有机化合物（农药、多联苯化合物（农药、多联苯PCBPCB）、氰

31、化物）、氰化物(CN-) (CN-) 5.5.生物污染物：生物污染物：细菌、病毒、寄生虫。细菌、病毒、寄生虫。 6.6.物理性污染物：物理性污染物：色、悬浮物、热等，放射性污染色、悬浮物、热等，放射性污染。 六、水体污染物质的来源六、水体污染物质的来源( (分类分类) )The Source Of Water Pollutants分类原则分类原则分类名称分类名称水体污染原因水体污染原因天然源天然源 人为源人为源释放有害物种类释放有害物种类物理性、化学性、生物性物理性、化学性、生物性分布特征分布特征点源、面源、扩散源点源、面源、扩散源按受污染的水体按受污染的水体地面水污染源，地下水污地面水污染源

32、，地下水污染源和海洋污染源染源和海洋污染源 污染源：向水体排放污染物的污染源：向水体排放污染物的场所、设备和装置场所、设备和装置。（1 1）按照排放方式）按照排放方式点污染源（点污染源（point source of water pollution）：）：以点状形式以点状形式排排放而使水体造成污染的发生源，放而使水体造成污染的发生源，一般工业污染源和生活污染源产生的工业废水和城市生活污水经城市污水处理一般工业污染源和生活污染源产生的工业废水和城市生活污水经城市污水处理厂或经管渠输送至水体排放口，作为重要污染点源向水体排放。这种污染点源厂或经管渠输送至水体排放口，作为重要污染点源向水体排放。这种

33、污染点源的变化规律依据工业废水和生活污水的排放规律，即季节性和随机性。它量大、的变化规律依据工业废水和生活污水的排放规律，即季节性和随机性。它量大、面广、含污染物多、成分复杂。面广、含污染物多、成分复杂。非点污染源，或面源污染源非点污染源，或面源污染源 Non-point Sources of Water Pollution ，是指雨水径流和地面的污染物带入水体而产生的污染，它没固定是指雨水径流和地面的污染物带入水体而产生的污染，它没固定的排放点和量、浓度。的排放点和量、浓度。( (农业退水和地表径流农业退水和地表径流) )。（2 2）按照行业）按照行业A A 工业废水：工业废水：工业废水是造

34、成水体污染的主要污染源。工业废水是造成水体污染的主要污染源。在工业生产过程中排出的废水、污水、废液等统称为工业废水。在工业生产过程中排出的废水、污水、废液等统称为工业废水。废水、污水、废液的区别废水、污水、废液的区别废水废水主要是指工业用冷却水；主要是指工业用冷却水；污水污水是指与产品直接接触、受污染较严重的排水；是指与产品直接接触、受污染较严重的排水；废液废液是指在生产工艺中流出的废液是指在生产工艺中流出的废液（思考：气有无这些具体的区分？）。（思考：气有无这些具体的区分？）。其特点是：其特点是：量大、种类繁多、成分复杂量大、种类繁多、成分复杂( (受产品、原料、药剂、受产品、原料、药剂、工

35、艺流程、设备构造、操作条件等多种因素的综合影响；在不工艺流程、设备构造、操作条件等多种因素的综合影响；在不同时间里水质也会有很大差异同时间里水质也会有很大差异) )、耗氧和有毒、净化和处理均、耗氧和有毒、净化和处理均较困难。较困难。B B 生活污水：生活污水：城市污水其大部分是生活污水。和城市污水其大部分是生活污水。和工业废水相比，生活污水特点是水质稳定，一般不工业废水相比，生活污水特点是水质稳定，一般不含有毒物质，有机物含量很高，并含有丰富的植物含有毒物质，有机物含量很高，并含有丰富的植物营养元素，常含有大量的病原菌和寄生虫。营养元素，常含有大量的病原菌和寄生虫。其特性是：其特性是： 氮、磷

36、、硫含量高；氮、磷、硫含量高； 含有多种微生物。一般每毫升生活污水中含有几含有多种微生物。一般每毫升生活污水中含有几百万个细菌，并含有多种病原体。百万个细菌，并含有多种病原体。 含有大量合成洗涤剂，不易被生物降解。洗涤剂含有大量合成洗涤剂，不易被生物降解。洗涤剂中含有大量的磷，能引起水体富营养化。中含有大量的磷，能引起水体富营养化。C C 农业退水：农业退水：指由于农业生产而产生的废水。各种杀虫剂、指由于农业生产而产生的废水。各种杀虫剂、除草剂、化肥和农药大部分残留于土壤中，然后随农田排水及除草剂、化肥和农药大部分残留于土壤中，然后随农田排水及地表径流流入水体。农业生产用水量大，并且是非重复用

37、水。地表径流流入水体。农业生产用水量大，并且是非重复用水。特点是：特点是：面广、分散、难于收集、不便处理。施加的氮磷肥面广、分散、难于收集、不便处理。施加的氮磷肥是构成水体富营养化的主要来源之一。是构成水体富营养化的主要来源之一。 有机质、植物营养素及病原微生物含量高。如农村牛圈所排有机质、植物营养素及病原微生物含量高。如农村牛圈所排污水生化需氧量可高达污水生化需氧量可高达4300mg/L4300mg/L，猪圈，猪圈1200 mg/L1200 mg/L以上，是生活以上，是生活污水的几十倍。污水的几十倍。 含有较高浓度的化肥和农药。含有较高浓度的化肥和农药。 含氮量较高的化肥、农药在含氮量较高的

38、化肥、农药在施用后附着于作物的很少，农药、化肥的施用后附着于作物的很少，农药、化肥的808090%90%经雨水径流经雨水径流带入水体。有机氯农药的半衰期约为带入水体。有机氯农药的半衰期约为1515年，所以参加了水循环年，所以参加了水循环会形成全球性污染，一般各类水体中均有其存在。会形成全球性污染，一般各类水体中均有其存在。 1. 1. 污染来源：市镇污水、工业废水、畜牧废水、污染来源：市镇污水、工业废水、畜牧废水、垃圾渗出水。垃圾渗出水。 2. 2. 污染物排入河川后，会同时受到污染物排入河川后，会同时受到耗氧作用耗氧作用( Deoxygenation( Deoxygenation ) )及及

39、复氧作用复氧作用( Reacration )( Reacration )，使河川中的溶氧随流程而发生变化。使河川中的溶氧随流程而发生变化。 3. 3. 河川受污染后可分为河川受污染后可分为污染段污染段、急速分解段急速分解段、复复原段原段及及清水段清水段等。等。 4. 4.有机污染物排入河流后，主要引起两个方面的有机污染物排入河流后，主要引起两个方面的影响，一是影响，一是生态效应生态效应，一是，一是溶解氧效应溶解氧效应。 5 5. . 耗氧耗氧作用会消耗水中溶氧，复氧作用则增加水作用会消耗水中溶氧，复氧作用则增加水中溶氧，此二效应相加后可发现水中溶氧变化曲线中溶氧，此二效应相加后可发现水中溶氧变

40、化曲线为下垂形为下垂形狀狀，称为，称为溶氧曲线溶氧曲线( (氧下垂曲线氧下垂曲线) )。 生态效应生态效应 Ecological Effect 在正常的河流中，生物的种类繁多，在正常的河流中，生物的种类繁多，而每种生物的数量少。当河流受到有机物而每种生物的数量少。当河流受到有机物污染时，随着污染物在河流中的变化，生污染时，随着污染物在河流中的变化，生物的种类和数量也会相应地发生一系列规物的种类和数量也会相应地发生一系列规律性地变化。律性地变化。 溶解氧效应溶解氧效应 Dissolved Oxygen Effect 水体中溶解氧主要来自水体和大气界面上的气体交换。水体中溶解氧主要来自水体和大气界

41、面上的气体交换。水体的复氧过程：水体的复氧过程：大气中的氧进入水体；水中藻类的光大气中的氧进入水体；水中藻类的光合作用所排出的氧补充水体的氧。合作用所排出的氧补充水体的氧。水体的耗氧过程：水体的耗氧过程：有机物降解时，会消耗大量的溶解氧。有机物降解时，会消耗大量的溶解氧。因此，水体中同时存在耗氧和复氧两个过程，水体中溶因此，水体中同时存在耗氧和复氧两个过程，水体中溶解氧的含量是这两个过程共同作用的结果。解氧的含量是这两个过程共同作用的结果。溶解氧指水体中溶解的分子态氧数量的变化。溶解氧指水体中溶解的分子态氧数量的变化。氧下垂曲线氧下垂曲线: : 若在河流某点连续排入固定量的有机污染物，若在河流

42、某点连续排入固定量的有机污染物，在稳定流动状态下沿河道不同距离测定水中的溶解氧浓度，在稳定流动状态下沿河道不同距离测定水中的溶解氧浓度，则可得到一条溶解氧变化曲线，也就是则可得到一条溶解氧变化曲线，也就是缺氧量变化曲线缺氧量变化曲线，又，又称为称为氧下垂曲线（氧下垂曲线（Oxygen Sag Curve），如图所示。，如图所示。 富营养化污染富营养化污染 Eutrophication Pollution 水体富营养化水体富营养化 Water Eutrophication是指由于水体中的氮、磷营养物质的富集，引起是指由于水体中的氮、磷营养物质的富集，引起藻类和其它浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下

43、藻类和其它浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，使鱼类和其他生物大量死亡、水质恶化的现降，使鱼类和其他生物大量死亡、水质恶化的现象。象。A A 水体富营养化的类型水体富营养化的类型 天然富营养化：天然富营养化：由于天然降水、土壤侵蚀和由于天然降水、土壤侵蚀和淋溶作用以及水体中水生生物繁衍代谢，使（湖泊）淋溶作用以及水体中水生生物繁衍代谢，使（湖泊）水中的氮、磷等营养物质富集，引起水质变化的过水中的氮、磷等营养物质富集，引起水质变化的过程，称为湖泊（水体）的天然富营养化。程，称为湖泊（水体）的天然富营养化。 人为富营养化：人为富营养化：人为活动将含有氮、磷营养人为活动将含有氮、磷营养物质的污水排入

44、湖泊、河流、水库，使这些水体的物质的污水排入湖泊、河流、水库，使这些水体的营养物负荷增加，造成水质恶化的现象称为人为富营养物负荷增加，造成水质恶化的现象称为人为富营养化。营养化。水体富营养化类型水体富营养化类型天然富营养化天然富营养化人为富营养化人为富营养化湖泊营养物质由于天然湖泊营养物质由于天然富集而使得湖水营养物富集而使得湖水营养物质浓度逐渐增高发生水质浓度逐渐增高发生水质变化的过程。质变化的过程。人为排放含营养物质的人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所工业废水和生活污水所引起的水体富营养化现象。引起的水体富营养化现象。贫营养湖泊与富营养湖泊特征比较贫营养湖泊与富营养湖泊特征比较贫营养

45、湖贫营养湖富营养湖富营养湖营养物质缺乏营养物质缺乏营养物质丰富营养物质丰富浮游藻类稀少浮游藻类稀少浮游藻类较多浮游藻类较多有根植物稀疏有根植物稀疏有根植物茂盛有根植物茂盛湖盆通常较深湖盆通常较深湖盆通常较浅湖盆通常较浅湖底常为砂石砂砾湖底常为砂石砂砾湖底多为淤泥沉积物湖底多为淤泥沉积物水质清澈透亮水质清澈透亮水质混浊发暗水质混浊发暗湖水温度较低湖水温度较低湖水温度较高湖水温度较高特征性鱼类：鲑鱼等特征性鱼类：鲑鱼等特征性鱼类：草、鲤、鲢等特征性鱼类：草、鲤、鲢等什刹海什刹海来水水质较差来水水质较差污染源输入污染源输入温度升高温度升高光照时数延长光照时数延长城区环境补水量的锐减城区环境补水量的锐

46、减水华爆发水华爆发n赤潮又称红潮，是海洋因浮游生物的兴盛，海水呈现一片铁锈红色而得名。n赤潮的海水都有臭味，它主要会使水体变粘稠，附着在鱼虾表皮和鳃上，导致鱼虾呼吸困难而死亡；许多赤潮生物还有较大毒性，因此它对海洋捕捞业、养殖业的危害极大。 B B 水体富营养化的影响因素水体富营养化的影响因素 营养物组成营养物组成：由氮、磷元素组成营养物质进入水体。由氮、磷元素组成营养物质进入水体。这些营养物质主要指有机氮化合物（蛋白质、氨基酸、尿素）、这些营养物质主要指有机氮化合物（蛋白质、氨基酸、尿素）、无机氮的化合物（无机氮的化合物（NH3-NNH3-N、NO2-NNO2-N、NO3-NNO3-N），有

47、机磷化合物和），有机磷化合物和无机磷化合物。无机磷化合物。 营养成分比例营养成分比例：日本学者研究指出，湖水总氮与总日本学者研究指出，湖水总氮与总磷的浓度比为磷的浓度比为121131121131时，最适宜藻类增殖。我国学者时，最适宜藻类增殖。我国学者研究武汉东胡富营养化演变过程中发现，湖水中氮与磷浓度比研究武汉东胡富营养化演变过程中发现，湖水中氮与磷浓度比值范围为值范围为11.8115.5111.8115.51，平均，平均121121。 负荷量负荷量：造成水体富营养化的关键是连续不断流入造成水体富营养化的关键是连续不断流入水体中的营养物质氮、磷的负荷量。负荷量有两种表示方法：水体中的营养物质氮

48、、磷的负荷量。负荷量有两种表示方法：单位体积负荷量（单位体积负荷量（g/mg/m3 3aa）和单位面积负荷量（）和单位面积负荷量（ g/mg/m2 2a a ）。）。 C C 水体富营养化的判断标准水体富营养化的判断标准 水质营养状态标准：水质营养状态标准： 总磷总磷0.01mg/L0.01mg/L贫营养；贫营养； 0.010.020.010.02中营养；中营养； 0.02 mg/L0.02 mg/L富营养。富营养。 水质富营养化负荷标准水质富营养化负荷标准：湖泊富营养化的临界负荷：湖泊富营养化的临界负荷为：总氮为：总氮510g/510g/（m m2 2aa），总磷），总磷0.20.5g/0.

49、20.5g/（m m2 2aa）。）。 水质富营养化标准除总氮、总磷外，还有水质富营养化标准除总氮、总磷外，还有BODBOD、CODCOD、透明度、叶绿素、透明度、叶绿素a a、悬浮物等。评价指标有、悬浮物等。评价指标有AGPAGP等。等。D D 水体富营养化有什么危害？水体富营养化有什么危害？ 藻类在水体中占据的空间越来越大，使鱼类活动藻类在水体中占据的空间越来越大，使鱼类活动的空间越来越小；衰死藻类将沉积塘底。的空间越来越小；衰死藻类将沉积塘底。藻类种类逐渐减少，并由以硅藻和绿藻为主转为藻类种类逐渐减少，并由以硅藻和绿藻为主转为以蓝藻为主，而蓝藻有不少种有胶质膜，不适于作以蓝藻为主，而蓝藻

50、有不少种有胶质膜，不适于作鱼饵料，而其中有一些种属是有毒的。鱼饵料，而其中有一些种属是有毒的。藻类过度生长繁殖，将造成水中溶解氧的急剧变藻类过度生长繁殖，将造成水中溶解氧的急剧变化，藻类的呼吸作用和死亡的藻类的分解作用消耗化，藻类的呼吸作用和死亡的藻类的分解作用消耗大量的氧，有可能在一定时间内使水体处于严重缺大量的氧，有可能在一定时间内使水体处于严重缺氧状态，严重影响鱼类的生存。氧状态，严重影响鱼类的生存。因此可造成湖泊老化；破坏水产资源；危因此可造成湖泊老化；破坏水产资源；危害水源，硝酸盐、亚硝酸盐对人畜有害，害水源，硝酸盐、亚硝酸盐对人畜有害，尤其对婴儿、胎儿可导致变形血红蛋白增尤其对婴儿

51、、胎儿可导致变形血红蛋白增高，丧失输氧能力，另外又是强致癌物质。高，丧失输氧能力，另外又是强致癌物质。E E 中国的湖泊富营养化状况中国的湖泊富营养化状况 中国主要湖泊富营养化问题突出。中国主要湖泊富营养化问题突出。 滇池是著名的高原湖泊，原来作为昆明市的饮用水源，但滇池是著名的高原湖泊，原来作为昆明市的饮用水源，但同时又是昆明城市污水的收纳水体。同时又是昆明城市污水的收纳水体。2020世纪世纪9090年代以来滇池水年代以来滇池水质每况愈下，质每况愈下，20002000年全湖总体水质劣于年全湖总体水质劣于V V类，总氮、总磷污染类，总氮、总磷污染及其严重，已连续多年处于重富营养化状态，滇池内湖

52、中的水及其严重，已连续多年处于重富营养化状态，滇池内湖中的水葫芦覆盖面积和生长厚度逐年增加，形成厚达数十厘米的葫芦覆盖面积和生长厚度逐年增加，形成厚达数十厘米的“绿绿油漆油漆”，昔日高原湖泊的旖旎风光顿成，昔日高原湖泊的旖旎风光顿成“狼藉狼藉”。 太湖湖体总氮总磷等污染严重超标突出，属湖泊富营养化太湖湖体总氮总磷等污染严重超标突出，属湖泊富营养化状态，环湖主要河流及环湖交界水体污染则更加严重。状态，环湖主要河流及环湖交界水体污染则更加严重。 巢湖巢湖54%54%的点位为的点位为V V类水质，类水质，46%46%的点位劣于的点位劣于V V类，总氮、总类，总氮、总磷严重超标，属中富营养状态。磷严重

53、超标，属中富营养状态。 其他大型淡水湖泊中，水质良好的也很少见。其他大型淡水湖泊中，水质良好的也很少见。防治方法防治方法治理方法治理方法对废水作深度处理除去对废水作深度处理除去N.PN.P使用化学药剂或引入病使用化学药剂或引入病毒杀藻毒杀藻排水改道引流（或引作排水改道引流（或引作灌溉水）灌溉水）打捞藻类打捞藻类改变水体的水文参数改变水体的水文参数（如流速、含水量、温（如流速、含水量、温度等）度等）人工曝气人工曝气不用含磷洗涤剂不用含磷洗涤剂疏浚底泥疏浚底泥引水（不含营养物）稀引水（不含营养物）稀释释F 防治水体富营养化的各种方法防治水体富营养化的各种方法 Groundwatercanbecom

54、econtaminated污染withavarietyofchemicalsbecauseitcannoteffectivelycleanse纯净itselfanddilute稀释anddispersepollutants.ThedrinkingwaterforabouthalfoftheU.S.populationand95%ofthoseinruralareascomesfromgroundwater. Itcantakehundredstothousandofyearsforcontaminatedgroundwatertocleanseitselfofdegradable wastes

55、可降解废物可降解废物.Nondegradable wastes(toxiclead铅,arsenic砷,)aretherepermanently.Slowly degradable wastes(suchasDDT（双对氯苯基三氯乙烷）（双对氯苯基三氯乙烷）)aretherefordecades.Fig. 21-9, p. 504SolutionsGroundwater PollutionCleanupPreventionFind substitutes for toxic chemicalsInstall monitoring wells near landfills垃垃圾圾 and underground