环境概论水资源与水污染防治学习教案

1、会计学1环境环境(hunjng)概论水资源与水污染防治概论水资源与水污染防治第一页，共49页。8.1 水资源和水循环水资源和水循环一、地球水资源一、地球水资源世界淡水资源世界淡水资源地球上地球上97.5的水是咸水，只有的水是咸水，只有2.5是是淡水。而在淡水中，将近淡水。而在淡水中，将近70冻结在南极冻结在南极和格陵兰的冰盖中，其余的大部分是土壤和格陵兰的冰盖中，其余的大部分是土壤中的水分或是深层地下水，难以开采供人中的水分或是深层地下水，难以开采供人类使用。江河、湖泊、水库及浅层地下水类使用。江河、湖泊、水库及浅层地下水等来源的水较易于开采供人类直接使用，等来源的水较易于开采供人类直接使用，

2、但其数量不足世界淡水的但其数量不足世界淡水的1，约占地球上，约占地球上全部水的全部水的0.007。全球每年降落在大陆上。全球每年降落在大陆上的降水量约为的降水量约为110万亿立方米，扣除大气蒸万亿立方米，扣除大气蒸发和被植物吸收的水量，世界上江河径流发和被植物吸收的水量，世界上江河径流量约为量约为42.7万亿立方米，按万亿立方米，按1995年的世界人年的世界人口计算，每人每年可获得的平均水量为口计算，每人每年可获得的平均水量为7300立方米。由于世界人口不断立方米。由于世界人口不断(bdun)增加，增加，这一平均数已较这一平均数已较1970年下降了年下降了37。第1页/共48页第二页，共49页

3、。一、地球水资源各国水资源排队世界各国和地区由于地理环境不同，拥有水资源的数量差别很大。按水资源量大小排队，前几名依次是：巴西、俄罗斯、加拿大、中国、美国、印度尼西亚、孟加拉国、印度。若按人口平均(pngjn)，就是另一种结果了。中国人均水资源量只相当于世界人均量的1/4。第2页/共48页第三页，共49页。n一、地球水资源严重缺水的国家世界淡水资源的65集中在10个国家里，而占人口(rnku)40的80个国家却严重缺水。如果一个国家年人均水量在2000立方米以下，就是缺水的国家。人均水量在1000立方米以下的，是严重缺水国，共有15个：埃及、阿联酋、阿曼、佛得角、布隆迪、阿尔及利亚、也门、约旦

4、、沙特阿拉伯、巴巴多斯、新加坡、巴林、利比亚、科威特、卡塔尔、马耳他（年人均水量仅82立方米）。中国人均水量不富，是缺水国家之一。第3页/共48页第四页，共49页。一、地球水资源一、地球水资源水资源的未来水资源的未来人类对水的需求量与日俱增。全世人类对水的需求量与日俱增。全世界界1975年用水量为年用水量为3万亿立方米，万亿立方米，1994年年为为4.3万亿立方米，万亿立方米，2000年为年为7万亿立方米。万亿立方米。有人分析，有人分析，2030年以后，世界水资源将年以后，世界水资源将供不应求；供不应求；2050年，亏水年，亏水2300亿立方米；亿立方米；2070年，亏水年，亏水4100亿立方

5、米。我国专家分亿立方米。我国专家分析，中国析，中国2050年总需水量为年总需水量为8000亿立方亿立方米，比现在米，比现在(xinzi)增加增加2400亿立方米。亿立方米。其中，城市生活用水其中，城市生活用水800亿立方米，工业亿立方米，工业用水用水3000亿立方米，农业用水亿立方米，农业用水4200亿立亿立方米。方米。 第4页/共48页第五页，共49页。第5页/共48页第六页，共49页。第6页/共48页第七页，共49页。8.2、水体、水体(shu t)污污染染 一、水体、天然水质和水体污染1、 水体污染 污染物进入水体，其含量超过了水体自身的自然净化能力，使水体的水质和底质的物理、化学组成和

6、生物群落发生变化，从而降低水体的使用价值(jizh)和使用功能的现象。第7页/共48页第八页，共49页。第8页/共48页第九页，共49页。 溶解气体(qt) 主要气体(qt)：N2，O2，CO2； 微量气体(qt)：H2，CH4，H2S 主要离子：Cl-，SO42-，HCO3-，CO32- Na+，K+； 溶解物质 生物生成物：NH4+，NO3-，NO2-， HPO42-天然 H2PO4-，PO4，Fe+2，Fe+3水中 微量元素：Br-,I-，F-，Ni,Ti,V,Au,Ba,Rn物质 胶体物质 无机胶体：SiO2，Fe(OH)3，Al(OH)3(1-100nm ) 有机胶体：腐殖质胶体 细

7、菌；藻类及原生动物 悬浮物质 泥土、黏土 其他不溶解物质第9页/共48页第十页，共49页。第10页/共48页第十一页，共49页。 二、水体(shu t)的污染物 无机无毒物(dw) 颗粒状无机物：泥沙，尘土，渣； 酸、碱、无机盐： pH在6-9； 植物营养物：N，P第11页/共48页第十二页，共49页。 无机物毒物无机物毒物(dw) 非金属有毒物，主要有CN-，As，Se ，F，S 重金属毒性(d xn)物 如Hg，Cd，Cr，Pb等，在离子状态时毒性(d xn)最大， 人服0.1-10mg即死；0.0001-0.001mg时严重中毒； 不能被微生物降解； 易被生物聚集，通过食物链进入人体；

8、易在水体在中迁移，在土中积累，故含重金属的水 不能灌溉；第12页/共48页第十三页，共49页。 有机无毒物有机无毒物(dw)（碳水化合物（碳水化合物 脂肪，蛋白质脂肪，蛋白质)有机(yuj)成分极多，但都有降解时耗氧的共性，导致水生生物缺氧致死，故用耗氧量表示它们对水体的污染： 化学需氧量，COD 以氧化剂如高锰酸钾来氧化水中有机(yuj)污染物时的耗氧量，mg/l。 生物化学需氧量,BOD 在人工控制的条件下，水样中的有机(yuj)物在微生物的作用下分解，在一定的时间内消耗溶解氧的数量，mg /l；第13页/共48页第十四页，共49页。有机有机(yuj)有毒物有毒物 酚类（苯环带一个羟基）：

9、酚类（苯环带一个羟基）： 溶解于水，毒性大，能使蛋白质变质溶解于水，毒性大，能使蛋白质变质(bin zh)和沉淀和沉淀，当水中的浓度达，当水中的浓度达0.1和和0.2mg/l时，水中鱼的肉有酚味。时，水中鱼的肉有酚味。 有机农药有机农药 (杀虫剂、除草剂、杀菌剂杀虫剂、除草剂、杀菌剂)目前大部分为有机磷，有机硫农药；这些农药水溶性目前大部分为有机磷，有机硫农药；这些农药水溶性底，脂溶性高，易在人体内聚集，底，脂溶性高，易在人体内聚集， 多氯联苯多氯联苯 同类有同类有73种剧毒物，最毒为二恶英种剧毒物，最毒为二恶英 多环芳烃（多环结构的多环芳烃（多环结构的C-H化合物）化合物） 有有20多种，其

10、中多种，其中7-8种有致癌作用。种有致癌作用。第14页/共48页第十五页，共49页。 其他其他(qt)污染物污染物 放射性废物放射性废物 生物污染物生物污染物 城市生活废水、医院污水、食品厂废水排人城市生活废水、医院污水、食品厂废水排人水体，引起病源微生物污染，如各种细菌水体，引起病源微生物污染，如各种细菌(xjn)，病毒；，病毒； 感官污染物感官污染物 色、嗅、味、泡沫、恶臭色、嗅、味、泡沫、恶臭第15页/共48页第十六页，共49页。 三、污染物在水中的迁移(qiny)和转化 类型类型推流迁移：污染物在水流的作用下的迁移作用推流迁移：污染物在水流的作用下的迁移作用，但仅仅是，但仅仅是 改变了

11、污染物的位置；改变了污染物的位置； 分子的随机运动引起的分散作用分子的随机运动引起的分散作用 分子扩散分子扩散 湍流扩散湍流扩散 弥散弥散(msn)作用作用 横断面上的流速不横断面上的流速不均引起的均引起的衰减和转化衰减和转化 第16页/共48页第十七页，共49页。 污 染 物 在 水 中 的 转 化污 染 物 在 水 中 的 转 化(zhunhu) 需氧有机物的转化需氧有机物的转化 碳水化合物碳水化合物 （各种植物性食物，（各种植物性食物， 如粮食、地瓜如粮食、地瓜(dgu)、土豆、土豆） 脂肪脂肪 蛋白质蛋白质经微生物的降解作用，变成简单的无机物经微生物的降解作用，变成简单的无机物（二氧化

12、碳和水）和能量，由此消除了污（二氧化碳和水）和能量，由此消除了污染。染。 第17页/共48页第十八页，共49页。第18页/共48页第十九页，共49页。 植物植物(zhw)营养物的转化营养物的转化 （N，P等）等）来源：施肥来源：施肥 、农业生产废弃物，禽、畜饲养、农业生产废弃物，禽、畜饲养(syng)的废的废 水，生活污水和工业废水等。水，生活污水和工业废水等。 含含N有机物的转化有机物的转化含含N有机物的元素有有机物的元素有N，P，S ，C，H，O；其；其中包括蛋白质，氨基酸，尿素，胺类中包括蛋白质，氨基酸，尿素，胺类 等；等；无机氮有无机氮有NH3-N，NO2N，NO3N等，等，一个一个1

13、0万只鸡的养鸡场，日产生鸡粪万只鸡的养鸡场，日产生鸡粪5吨；一个吨；一个400头牛的养牛场，日产头牛的养牛场，日产14吨固体肥料，吨固体肥料，4.5吨液体肥吨液体肥料；这些都是料；这些都是N，P类污染物。类污染物。第19页/共48页第二十页，共49页。 含氮、磷的蛋白质由多种氨基酸构成，*含氮的蛋白质降解后生成CO2、H2O和醛、醇、酮；*含磷的化合物：无机(wj)磷磷酸盐 有机磷 葡萄糖-6-磷酸 2-磷酸-甘油 能溶解于水中的磷和Ca、Fe、Al的离子生成难溶性的沉淀物进入水中的底泥。第20页/共48页第二十一页，共49页。 N、P对水体对水体(shu t)富营养化的富营养化的影响影响当N

14、、P增加且N/P达到12-13时，藻类疯长，有机物的蓄积量大大增加，细菌类微生物繁殖迅猛，水体中的含氧量急剧降低。水体污染腐化。此则富营养化也。 富营养化时水中氧的饱和度为小于10%； 贫营养化时 大于80%。富营养化的标志：湖底为泥；鱼类为鲤鱼， 鲢鱼，草鱼；水浊温高。贫营养化的标志：湖底为石头(sh tou)；鱼类为鲑鱼； 水清温低。第21页/共48页第二十二页，共49页。 石油石油(shyu)类污染物的迁移转化类污染物的迁移转化组成：组成：90%是各种烃的复杂化合物，其元是各种烃的复杂化合物，其元 素为素为C，H，O，S，N；其中；其中C为为 84-86%；H为为12-14%；S、O、N

15、 占占1-3%。迁移转化迁移转化(zhunhu)过程过程第22页/共48页第二十三页，共49页。 重金属的迁移重金属的迁移(qiny)转化转化凡密度(md)大于5000kg/m3、原子序数大于20的元素叫重金属； 污染环境的重金属主要是Hg，Cr,，Cd，Pb,，As； 而另一些为微量元素，如Cu，Zn，Co，Ni，Fe，Mn，V在人体中不允许超量。 第23页/共48页第二十四页，共49页。第24页/共48页第二十五页，共49页。 B、重金属在水体中的迁移转化（1） 水解、络合、沉淀 机械迁移 氧化还原作用 水上部是强烈(qin li)的氧化环 境；底部是还原环境；使重金属产生氧 化-还原反应

16、。第25页/共48页第二十六页，共49页。 B、重金属在水体中的迁移转化（2） 胶体化学效应 无机胶体吸附：石英、黏土微粒，铁、锰氢氧化物(qn yn hu w)的悬浮物和底泥能产生对重金属的吸附。 有机胶体吸附：腐殖质的聱合作用和离子交换作用，无机和有机粒子的聚合体的吸附作用使重金属转移到悬浮物和底泥中。 第26页/共48页第二十七页，共49页。 8.3、水体的污染(wrn)及防治1、水体污染源、水体污染源 岩石的风化和水解岩石的风化和水解 火山喷发火山喷发 天然污染源天然污染源 水流冲蚀地表水流冲蚀地表 大气的降尘和降水的淋大气的降尘和降水的淋洗洗 生物在地球化学循环中生物在地球化学循环中

17、释放释放(shfng)的物质的物质 人为污染源人为污染源 点源点源工业废水、生工业废水、生活污水活污水 面源面源农田灌溉水等农田灌溉水等第27页/共48页第二十八页，共49页。 2、污水的处理、污水的处理(chl)技术技术 2001年11月世界最大的污水处理厂商、法国老板预测中国废水处理的商机，4000亿元/年 物理法 （对象为悬浮液） 筛滤法 格筛，表面过滤，深层过滤 重力沉降(chnjing)法 沉淀池，隔油池，浓缩池 离心法第28页/共48页第二十九页，共49页。筛滤法筛滤法去除去除(q ch)废水中较大的废水中较大的悬浮物、漂浮物，纤维物质和固悬浮物、漂浮物，纤维物质和固体颗粒物质体颗

18、粒物质第29页/共48页第三十页，共49页。第30页/共48页第三十一页，共49页。第31页/共48页第三十二页，共49页。第32页/共48页第三十三页，共49页。第33页/共48页第三十四页，共49页。第34页/共48页第三十五页，共49页。第35页/共48页第三十六页，共49页。第36页/共48页第三十七页，共49页。第37页/共48页第三十八页，共49页。第38页/共48页第三十九页，共49页。 化学法化学法 中和法（除去酸、碱物质）标准值为 pH 为6-9； 化学沉淀法 多用于去除(q ch)废水中的Hg，Ni，Cr，Pb，Zn 等,有硫化物沉淀法；氢氧化物沉淀法；碳酸盐沉淀法 氧化还原法 氧化剂有空气、 漂白粉、液氯、氯气等 还原剂有铁屑、硫酸亚铁 等 电解法 混凝法第39页/共48页第四十页，共49页。 物理化学(w l hu xu)法 气浮法 吸附(xf)法（如活性炭吸附(xf)） 离子交换法 萃取法 膜分离法第40页/共48页第四十一页，共49页。第41页/共48页第四十二页，共49页。第42页/共48页第四十三页，共49页。 生物化学(shn w hu xu)法原理：微生物以水中的有机物为营养原料，分解有机物产生的能量中原理：微生物以水中的有机物为营养原料，分