第八章 水资源与水污染防治ppt课件

1、第八章水资源与水污染防治8.1 水资源与水循环8.2 水体污染8.3 水体污染的防治8.1 水资源和水循环一、地球水资源世界淡水资源地球上97.5的水是咸水，只需2.5是淡水。而在淡水中，将近70冻结在南极和格陵兰的冰盖中，其他的大部分是土壤中的水分或是深层地下水，难以开采供人类运用。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运用，但其数量缺乏世界淡水的1，约占地球上全部水的0.007。全球每年降落在大陆上的降水量约为110万亿立方米，扣除大气蒸发和被植物吸收的水量，世界上江河径流量约为42.7万亿立方米，按1995年的世界人口计算，每人每年可获得的平均水量为7300立方米。由

2、于世界人口不断添加，这一平均数已较1970年下降了37。一、地球水资源各国水资源排队世界各国和地域由于地理环境不同，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。假设按人口平均，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。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40的80个国家却严重缺水。假设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、沙特

3、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。一、地球水资源水资源的未来人类对水的需求量与日俱增。全世界1975年用水量为3万亿立方米，1994年为4.3万亿立方米，2000年为7万亿立方米。有人分析，2030年以后，世界水资源将供不应求；2050年，亏水2300亿立方米；2070年，亏水4100亿立方米。我国专家分析，中国2050年总需水量为8000亿立方米，比如今添加2400亿立方米。其中，城市生活用水800亿立方米，工业用水3000亿立方米，农业用水4200亿立方米。 二、水循环自然循环二、水循环社会循环8.2、水

4、体污染 一、水体、天然水质和水体污染1、 水体污染 污染物进入水体，其含量超越了水体本身的自然净化才干，使水体的水质和底质的物理、化学组成和生物群落发生变化，从而降低水体的运用价值和运用功能的景象。2、 水体： 指有相对稳定的陆地为边境的天然水域。水体是一个完好的生态系统，或综合自然体包括水中的悬浮物质，溶解物资，底泥和水生生物等水体分海洋水体和陆地水体。3、水质 水体中水相的质量，主要有：物理性质：色度，悬浮物的含量化学性质：有机物和无机物的含量和性质生物性质：细菌，微生物，浮游、底栖生物的性质 ，是天然水的物质组成 溶解气体 主要气体：N2，O2，CO2； 微量气体：H2，CH4，H2S

5、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 细菌；藻类及原生动物 悬浮物质 泥土、黏土 其他不溶解物质4、水体的自净污染物质进入水体后，由于一系列物理、化学及生化的共同作用，会使污染物在水中的浓度降低1物理作用分散、稀释、沉淀和挥发2化学作用分解、氧化复原、凝聚、 吸附、酸碱反响3生

6、物作用微生物耗费 二、水体的污染物 无机无毒物 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 无机物毒物 非金属有毒物，主要有CN-，As，Se ，F，S 重金属毒性物 如Hg，Cd，Cr，Pb等，在离子形状时毒性最大， 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，经过食物链进入人体； 易在水体在中迁移，在土中积累，故含重金属的水 不能灌溉； 有机无毒物碳水化合物 脂肪，蛋白质)有机成分极多，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

7、剂如高锰酸钾来氧化水中有机污染物时的耗氧量，mg/l。 生物化学需氧量,BOD 在人工控制的条件下，水样中的有机物在微生物的作用下分解，在一定的时间内耗费溶解氧的数量，mg /l；有机有毒物 酚类苯环带一个羟基： 溶解于水，毒性大，能使蛋白质蜕变和沉淀，当水中的浓度达0.1和0.2mg/l时，水中鱼的肉有酚味。 有机农药 (杀虫剂、除草剂、杀菌剂)目前大部分为有机磷，有机硫农药；这些农药水溶性底，脂溶性高，易在人体内聚集， 多氯联苯 同类有73种剧毒物，最毒为二恶英 多环芳烃多环构造的C-H化合物 有20多种，其中7-8种有致癌作用。 其他污染物 放射性废物 生物污染物 城市生活废水、医院污水

8、、食品厂废水排人水体，引起病源微生物污染，如各种细菌，病毒； 感官污染物 色、嗅、味、泡沫、恶臭 三、污染物在水中的迁移和转化 类型推流迁移：污染物在水流的作用下的迁移作用，但仅仅是 改动了污染物的位置； 分子的随机运动引起的分散作用 分子分散 湍流分散 弥散作用 横断面上的流速不均引起的衰减和转化 污染物在水中的转化 需氧有机物的转化 碳水化合物 各种植物性食物， 如粮食、地瓜、土豆 脂肪 蛋白质经微生物的降解作用，变成简单的无机物二氧化碳和水和能量，由此消除了污染。 附：需氧有机物的降解与溶解氧平衡 植物营养物的转化 N，P等来源：施肥 、农业消费废弃物，禽、畜豢养的废 水，生活污水和工业

9、废水等。 含N有机物的转化含N有机物的元素有N，P，S ，C，H，O；其中包括蛋白质，氨基酸，尿素，胺类 等；无机氮有NH3-N，NO2N，NO3N等，一个10万只鸡的养鸡场，日产生鸡粪5吨；一个400头牛的养牛场，日产14吨固体肥料，4.5吨液体肥料；这些都是N，P类污染物。 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。 N、P对水体富营养化的影响当N、P添加且N/P到达12-13时，藻类疯长，有机物的蓄积

10、量大大添加，细菌类微生物繁衍迅猛，水体中的含氧量急剧降低。水体污染腐化。此那么富营养化也。 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；鱼类为鲑鱼； 水清温低。 石油类污染物的迁移转化组成：90%是各种烃的复杂化合物，其元 素为C，H，O，S，N；其中C为 84-86%；H为12-14%；S、O、N 占1-3%。迁移转化过程 重金属的迁移转化凡密度大于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C

11、u，Zn，Co，Ni，Fe，Mn，V在人体中不允许超量。 A、重金属在水体中的污染特征 在水体中整体平均含量低0.1%， 但在部分地方含量很高； 毒性明显、效应大 ，与人体中蛋白质的酶等高分子结合，产生不可逆反响，导致生理代谢功能妨碍在生物体内有聚集作用，并经过生物链进入人体。 B、重金属在水体中的迁移转化1 水解、络合、沉淀 机械迁移 氧化复原作用 水上部是剧烈的氧化环 境；底部是复原环境；使重金属产生氧 化-复原反响。 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：腐殖质的聱协作用和离子交换作用

12、，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。 8.3、水体的污染及防治1、水体污染源 岩石的风化和水解 火山喷发 天然污染源 水流冲蚀地表 大气的降尘和降水的淋洗 生物在地球化学循环中释放的物质 人为污染源 点源工业废水、生活污水 面源农田灌溉水等 2、污水的处置技术 2001年11月世界最大的污水处置厂商、法国老板预测中国废水处置的商机，4000亿元/年 物理法 对象为悬浮液 筛滤法 格筛，外表过滤，深层过滤 重力沉降法 沉淀池，隔油池，浓缩池 离心法筛滤法去除废水中较大的悬浮物、漂浮物，纤维物质和固体颗粒物质1格栅2旋转筛过滤机附：格栅的设计重力沉降法利用密度差去除水中

13、的悬浮颗粒1沉砂池2曝气沉砂池3沉淀池离心法利用惯性力 化学法 中和法除去酸、碱物质规范值为 pH 为6-9； 化学沉淀法 多用于去除废水中的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 氧化复原法 氧化剂有空气、 漂白粉、液氯、氯气等 复原剂有铁屑、硫酸亚铁 等 电解法 混凝法 物理化学法 气浮法 吸附法如活性炭吸附 离子交换法 萃取法 膜分别法气浮安装电渗析 生物化学法原理：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 有一部分构本钱身的细胞质，促进微生物的繁衍。好氧生物法原理：有机物O2 好氧微生物 CO2+H2O+能量工艺：活性污泥法 生活污水重力沉降去除悬浮物曝气降解去除有机物 沉降分别净化水 生物膜法使滤料外表挂上微生物，添加水中有机物和微生物接触的时机。 厌氧生物分解机理：有机物产酸菌小分子有机物有机酸和醇类 CO2+H2S+NH3 有机