全球水资源利用和保护

水资源及其利利用和保护第一节水资资源极其开发发利用第二节水体体污染概述第三节水污污染的影响与与危害第四节污水水处理技术概概述第五节城市市污水的处理理与回用第六节水体体污染控制与与防治第一节水水资源及其开开发利用全球水资源淡水资资源可利用用的淡淡水资资源只只有江江河、、淡水水湖和和地下下水的的一部部分一、水水圈与与水资资源按人均均拥有有水量量计，，我国国仅有有2200m3/人，约约占世世界平平均水水平的的1/4。据上海海2000年的统统计，，上海海淡水水资源源：不可利用地表水需水量可利用地表水地下水总量：：595.6亿m3地表水水593.5亿m3可利用用118.8亿m3地下水水2.1亿m3上海2000年需水水量为为158.5亿m32.水资源源特性性：资源的的循环环性储量的的有限限性时空分分布的的不均均性利用的的多样样性3.天然水水循环环2我国水水资源源的特特点1)水资源源总量量多，，人均均占有有量少少2)地区分分配不不均，，水土土资源源不平平衡3)年内季季节分分配不不均，，年际际变化化很大大4)部分河河流含含沙量量大二、水水资源源危机机1.水资源紧紧缺状况况（1）全球的的水资源源短缺据联合国国最近几几年的统统计显示示：全世界淡水消消耗自20世纪初以来增增加了6～7倍，比人口增增长速度高2倍。目前世界界上有80个国家约15亿人严重的淡淡水不足，其其中26个国家3亿多人口完完全生活在在缺水状态态之中，据据专家们估估计到2010年还将有8个国家加入入缺水国行行列。而到到2025年，将会有有大约50个国家的占占全世界30%（即23亿人）的人人口面临水水危机。在在淡水消费费增长的同同时，淡水水资源污染染也日益严严重。二、水资源源危机1.水资源紧紧缺状况况及原因因（2）中国的的水资源源短缺根据世界界水资源源研究所所提出的的标准，，中国人人均水资资源量处处于缺水水上下限限（1000－5000m3/人）的中中低值，，总体缺缺水。而且中国国的水资资源分布布也极不不均匀。。黄河、、淮河、、海河流流域及内内陆河流流域共有有11个省、市市、区的的人均水水资源拥拥有量低低于1750m3的缺水紧紧张线，，联合国国已将中中国列为为全球13个最缺水水的国家家之一。。2.水危机产产生的原原因1.自然条件件影响2.城市与工工业区集集中发展展3.水体的污污染4.用水浪费费和盲目目开采三、我国国水资源源的主要要问题1.我国水资资源人均均和亩均均水量少少2.水资源在在地区分分布上很很不均匀匀3.水量年内内及年际际变化大大，水旱旱灾害频频繁4.水土流失失严重，，许多河河流含沙沙量大5.我国水资资源开发发利用各各地很不不平衡四、水资资源的利利用和保保护1.提高水的的利用效效率，开开辟第二二水源降低工业业用水量量，提高高水的重重复利用用率减少农业业用水，，实行科科学灌溉溉回收利用用城市污污水，开开辟第二二水源四、水资资源的利利用和保保护2.调节水源源流量，，增加可可靠供水水建造水库跨流域调水水地下蓄水海水淡化拖移冰山恢复河、湖湖水质合理利用用地下水水四、水资资源的利利用和保保护3.加强水资资源管理理4.增加下水水道建设设，发展展城市污污水处理理厂第二节水水体体污染概概述一、天然水水水质1天然水的化学学成分(1)溶解气体(2)主要离子：(3)微量元素：Br、F、I、Fe、Cu、Ni、Ti、Pb、Zn、Mn、V钒、Ba(4)生物物生生成成物物：：NH4+、HPO42-、H2PO4-(5)胶体体(6)悬浮浮物物质质：：硅硅、、铝铝酸酸盐盐颗颗粒粒、、砂砂粒粒、、粘粘土土。。主要要阴阴离离子子：：Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-主要要阳阳离离子子：：K+、Na+、Ca2+、Mg2+二水水体体污污染染（一一））.水污污染染定定义义：：1984年颁颁布布的的《中华华人人民民共共和和国国水水污污染染防防治治法法》中说说明明，，水水污污染染即即指指““水体体因因某某种种物物质质的的介介入入而而导导致致其其物物理理、、化化学学、、生生物物或或者者放放射射性性等等方方面面特特性性的的改改变变，，从从而而影影响响水水的的有有效效利利用用，，危危害害人人体体健健康康或或破破坏坏生生态态环环境境，，造造成成水水质质恶恶化化的的现现象象。。””（二二））水体体污污染染源源向水水体体排排放放污污染染物物的的场场所所、、设设备备、、装装置置和和途途径径统统称称水水体体污污染染源源。。自然然污污染染源源人为为污污染染源源：按人人类类活活动动方方式式：：工业、、农业业、生生活污染源源按排放放污染染物空空间分分布方方式，，可分分为点源和非点源。。工业废废水工业废废水是造成成水体体污染染的主主要来来源，，包括括废水水（工工业冷冷却水水）、、污水水（与与产品品直接接接触触受污污染的的排水水）、、废液液（在在生产产工艺艺中流流出的的废液液）。。工业废废水源源自各各行业业，种种类繁繁多，，污染染情况况复杂杂。工业废废水特点SS含量高高，100－3000mg/L左右需氧量量高，，COD可达400－1000mg/L，BOD可达200－5000mg/L酸碱度度变化化大，，pH在2－13之间温度高高达40℃℃以上可可造成成热污污染易燃，，含低低沸点点的挥挥发性性液体体，易易酿成成水面面火灾灾含多种种多样样有毒毒有害害成分分：酚酚、氰氰、油油、农农药、、多环环芳烃烃、染染料、、重金金属(Hg、Cr、Cd、As等)，放射射性等等农业污污染源源：污水面面广、、分散散、难难收集集、难难治理理。有机质质、植植物营营养素素、病病原微微生物物、悬悬浮物物及杂杂质含含量高高含较高高的化化肥、、农药药过量施用农农药污染水水体过量施用化化肥污染水水体生活污水生活污水是人们日常常生活中产产生的各种种污水的混混合液，包包括厨房、、洗涤室、、浴室、厕厕所排放的的废水。生活污水不不同于城市污水。城市污水指排入城市市污水管网网的各种污污水的总和和，有生活活污水、一一定量的各各种工业废废水、地面面的降雪、、融雪水及及垃圾、废废物、污泥泥等。生活污水特点SS、需氧量低低于工业废废水；水质成分有有日变化规规律，含N、P高；有机物质主主要有纤维维素、淀粉粉、糖类、、脂肪、蛋蛋白质、尿尿素等；含多种微生物物，每毫升污污水中可含几几百万个细菌菌，病原菌也也多；产生恶质、腐腐臭和阴沟臭臭；不能直接农灌灌。过量使用洗涤涤剂过量使用洗衣衣粉把剩饭倒入下下水道河边洗车生活垃圾堆于于河边（三）.水体污染物概念：造成水体质量量恶化或引起起水体污染的的各种物质和和能量。物理方面化学方面生物方面（三）水体污污染物物理方面颜色真色：去除悬浮杂质质，由胶体溶溶解物造成的的颜色表色：包括悬浮杂质质，水体显示示的颜色例：印染废水水浊度水中悬浮物和和胶体物质对对光线透过时时的阻碍程度度。（三）水体污污染物物理方面温度地表水温度随随季节发生变变化河水月平均水水温＜月平均均气温；水中中各部位温差差不大；湖泊夏季水深深越深，温度度越低，冬季季下层温度＞＞上层水温，，春秋两季，，湖泊上下层层发生循环，，处于同温状状态。（三）水体污污染物物理方面悬浮固体主要来源于各各种废水中的的胶体或细小小悬浮固体。。影响水体的透透明度，降低低藻类光合作作用，限制水水生生物正常常运动。放射性天然铀矿的开开采和选矿、、精炼厂的废废水中含放射射性杂质铀。。（三）水体污污染物物理方面溶解氧一般鱼类生活活所需的氧量量视鱼种、发发育阶段、活活动强度和水水温等因素而而定。如暖水水鱼群每天至至少有16小时生活在DO＞5PPM和8小时生活在DO＞3PPM的水中。一天之内DO的含量不相同同，主要受到到各种因素的的影响，如光光合作用、呼呼吸、再充气气过程和有机机废物的氧化化作用。（三三））水水体体污污染染物物化学学方方面面无机机无无毒毒物物质质主要要指指排排入入水水体体中中的的酸酸、、碱碱及及一一般般无无机机盐盐类类来源源：：酸性性废废水水碱性性废废水水无机机盐盐类类废废水水矿山山排排水水：：美美国国水水体体中中70%的酸酸来来自自于于此此冶金金和和金金属属加加工工酸酸洗洗废废水水：：日日本本工工业业每每天天用用硫硫酸酸两两万万吨吨，，一一半半用用于于酸酸洗洗碱法法造造纸纸、、人人造造纤纤维维、、制制碱碱、、制制革革业业酸、、碱碱废废水水中中和和酸碱碱废废水水与与地地表表物物质质反反应应（二二））水水体体污污染染物物化学学方方面面无机机无无毒毒物物质质主要要指指排排入入水水体体中中的的酸酸、、碱碱及及一一般般无无机机盐盐类类来源源：：危害害：：破坏坏水水体体的的自自然然缓缓冲冲作作用用；；抑制制或或消消灭灭细细菌菌及及微微生生物物的的生生长长；；妨碍碍水水体体自自净净功功能能；；腐蚀蚀管管道道和和船船舶舶。。（三三））水水体体污污染染物物化学学方方面面无机机有有毒毒物物质质主要要指指重重金金属属、、氰氰化化物物和和氟氟化化物物重金金属属五毒毒：：汞汞、、镉镉、、铅铅、、铬铬、、砷砷无机机汞汞：：易易沉沉积积于于底底层层沉沉积积物物中中，，在在微微生生物物作作用用下下转转为为有有机机汞汞。。有机机汞汞：：脂脂溶溶性性强强，，易易进进入入生生物物组组织织，，并并有有很很高高的的蓄蓄积积作作用用。。汞第一节水水体环环境概述述（二）水水体污染染物重金属五毒：汞汞、镉、、铅、铬铬、砷汞镉：蓄积积性强，，进入动动物体内内不易排排出铅：影响响智力发发育，有有色素沉沉淀铬：+2、+3、+6价三致致作用砷：砒霜霜As2O3致癌由表皮角角化发展展成皮肤肤溃烂，，最终导导致皮肤肤癌电镀照明明灯，超超标一万万倍第一节水水体环环境概述述（二）水水体污染染物重金属污染特点点在天然水水体中只只要有微微量浓度度即可产产生毒性性效应。。一般1－10mg/l，汞镉0.001－0.01mg/l重金属进进入食物物链中，，通过食食物链的的生物放放大作用用，在生生物体体体内富集集。富山山事件1931年-1972年，历时时40多年，潜潜伏期长长达30年。可转化为为毒性更更强的金金属化合合物：无无机汞→甲基汞第一节水水体环环境概述述（三）水水体污染染物化学方面面无机有毒毒物质氰化物来源：化学、电电镀、煤煤气、炼炼焦工业业危害：毒性极强强，人误误服0.2克左右的的氰化钾钾或氰化化钠，立立即死亡亡；水中中CN－含量0.3-0.5mg/l，鱼类死死亡；0.3mg/l，微生物物死亡；；0.1mg/l，虫类死死亡。水体对氰氰化物的的自净能能力强，，主要靠靠挥发和和氧化分分解两种种途径完完成。挥发：氧化分分解90%10%第一节节水水体环环境概概述（三））水体体污染染物化学方方面无机有有毒物物质氟化物物来源：：电镀加加工企企业危害：：F离子浓浓度＞＞1mg/l时，出出现氟氟危害害，如如牙齿齿出现现氟斑斑、骨骨骼变变形、、肾脏脏损害害。第一节节水水体环环境概概述（三））水体体污染染物化学方方面有机无无毒物物质（（有机机耗氧氧物质质）进入水水体后后，通通过微微生物物作用用分解解为CO2、H2O，分解过程程中需消耗耗DO，在缺氧条条件下，发发生腐败分分解、恶化化水质。常用指标有有4种：COD、BOD、TOC和TOD。第一节水水体环境概概述（三）水体体污染物化学方面有机无毒物物质（有机机耗氧物质质）化学需氧量量(COD,ChemicalOxygenDemand)定义：指用化学氧氧化剂氧化化水中有机机污染物时时所需的氧氧量(mg/L)。CODCr（重铬酸钾钾）、CODMn（高锰酸钾钾）生化需氧量量(BOD,Bio-ChemicalOxygenDemand)定义：指在好气条条件下，微微生物分解解水中有机机物质的生生物化学过过程中所需需溶解氧的的量，是反反映水体中中有机污染染程度的综综合指标之之一。第一节水水体环境概概述（三）水体体污染物化学方面有机无毒物物质（有机机耗氧物质质）生化需氧量量(BOD,Bio-ChemicalOxygenDemand)BOD5，室温条件下下，培养5天的生化需氧氧量，即五日日生化需氧量量。COD＞BOD5，一方面因为为BOD5生物氧化不彻彻底，彻底氧氧化需20天，导致BOD5＜实际量；另另一方面COD氧化剂将其它它低价无机物物氧化，导致致COD＞实际量。第一节水体体环境概述（三）水体污污染物化学方面有机无毒物质质（有机耗氧氧物质）总有机机碳量量(TOC,TotalOxygenCarbon)定义：：水中溶溶解性性和悬悬浮性性有机机物中中存在在的全全部碳碳量。。总需氧氧量(TOD,TotalOxygenDemand)定义：：水中有有机物物全部部被氧氧化所所需的的氧量量。TOD＞TOC：有机机物不不但含含C，还有有S、H、N等也可可被氧氧化。。河流污污染分分布带带和沿沿途溶溶解氧氧的变变化BOD生物化化学分分解遵遵循一一级反反应式式，即即：大气复复氧与与氧亏亏量成成正相相关，，KaD；假设一一维稳稳态河河流中中溶解解氧的的变化化是由由BOD的衰减减和溶溶解氧氧的复复氧过过程决决定，，即：：河流水水质S-P模型氧垂曲曲线oxygensagcurve第一节节水水体环环境概概述（三））水体体污染染物化学方面面有机有毒毒物质酚类化合合物来源：冶金、煤煤气、炼炼焦、石石油化工工、塑料料等工业业含酚废水水的浓度度、成分分差别较较大高浓度低浓度挥发酚：：2300-3000mg/l不挥发酚酚:700-2000mg/l挥发酚：：40-60mg/l不挥发酚酚:10-20mg/l第一节水水体环环境概述述（三）水水体污染染物化学方面面有机有毒毒物质酚类化合合物危害：使蛋白质质凝固，，损伤神神经系统统水体中酚酚浓度为为0.1－0.2mg/l，鱼肉带带有异味味，影响响食用饮用水中中挥发酚酚浓度不不应超过过0.001mg/l第一节水水体环环境概述述（三）水水体污染染物化学方面面有机有毒毒物质有机农药药有机氯类类：半衰衰期长、、毒性高高如DDT有机磷类类：半衰衰期短、、毒性高高如对对硫磷有机硫类类：毒性性低危害：通过食物物链对神神经产生生影响，，并有致致癌作用用，并可可诱发突突变。第一节水水体环环境概述述（三）水水体污染染物化学方面有机有毒物质质聚氯联苯来源：电器绝缘材料料、塑料增塑塑剂危害：不易降解、进进入生物体内内后相当稳定定，不易排泄泄，易聚积在在脂肪组织、、肝、脑中，，引起皮肤和和肝脏损害多环芳烃类来源：石油、煤、木木材、可燃气气体的不完全全燃烧危害：致癌、致突变变（三）水体污污染物生物方面来源：生活污水、医医院污水、屠屠宰加工制革革工业废水危害：传染疾病反映水体受生生物性污染的的过程及饮用用水的卫生安安全程度的指指标包括：细菌总数：：100个/ML(饮用水卫生生标准)大肠菌群：：3个/L(饮用水卫生生标准)2000个/L(地面水标准准中Ⅱ类水体标准准)三、水体自自净废水排入水水体会造成成严重的危危害、但从从另一方面面看。水体体也有一定定的自身净净化废水中中污染物质质的能力。。水体受到废废水污染后后，逐渐从从不洁变清清的过程，，称为水体自自净。水体自净主主要包括以以下过程：：稀释沉沉淀分分解氧化病病源体体的死亡第三节水水污染的的影响与危危害一、水的危危机1、水资源源告急我国可利用用的淡水资资源量年均均1.1万万亿m3，但由于工业业废水、生生活污水等等对水体的的污染，至至少还要损损失3000亿m3，剩下的淡水水仅为人均600m3。因此，许多地地方出现了用用水告急。城城市平均日缺缺水量达1600万m3。据统计，1984年我国国缺水约770亿m3，全国688个个城市就有400个供水水紧张。2、资源性缺水与与水质性缺水水(1)资源性性缺水，来源源于人口众多多、工农业用用水量的增加加。导致：河河流上下游争争水、湖泊过过渡围垦。(2)水质性性缺水水环境日趋恶恶化也是缺水水的主要原因因之一。缺水引起的干干旱缺水造成城市市的衰落干旱使天津海海河桥墩裸露露二、对工业的影响水质量下降，，引起工业生生产的产品质量下降降。缺水造成工业的停产。。破坏工业设施施，影响生产。三、对农业的影响全国农业用水量4195亿m3，占全国用水总总量的88%，而灌溉农用用水又占农业业用水总量的的95%，对农业的影响响主要是污灌灌，污灌灌有有利利也也有有弊弊，，弊弊为为污污水水进进入入农农田田后后，，一一部部分分被被植植物物吸吸收收，，大大部部分分累累积积于于土土壤壤，，当当有有毒毒受受害害物物质质达达到到一一定定浓浓度度时时，，农农作作物物出出现现有有害害症症状状。主要要症症状状为为：：粮食食减减产产、出出现现““镉米米”、、““铅铅米米””、、““砷米米”。。四、、对对水产产资资源源的影影响响鱼类类大大幅幅度度减减产产，捕捕捞捞量量下下降降。。急性性死鱼鱼事事件件时有有发发生生。。鱼质质量量下下降降，畸畸形形变变异异，，异异味味等等，，降降低低食食用用价价值值。。五、、对对人体体健健康康的危危害害以水水为为媒媒介介的的疾疾病病.传染染病病(伤寒、痢痢疾、阿米米巴、甲型型和乙型肝肝炎等).受化学污染染引起的病病（克山病、、大骨节病病、地甲病病等.我国主要的水媒疾病（肝吸虫病、姜片虫病、蚊媒传染的疾病等）我国人口中约有60%的人在饮用不符合卫生标准的水第四节污污水处理理技术概述述污水处理方方法分类好氧生物处处理法——活性污泥法法厌氧生物处处理法厌氧生物处处理法第五节城城市污水水的处理与与回用一、城市污污水的特征征与处理工工艺城市污水的的特征城市污水主主要包括生生活污水和和工业污水水的混合物物，由城市市排水管网网汇集并输输送到污水水处理厂进进行处理。。主要污染染因子为悬悬浮物、有有机物、氮氮、磷等，，可能含有有致病微生生物。城市污水的的处理工艺艺二、城市污污水对水体体造成的污污染与危害害1.水体富营养养化2.赤潮3.溢油4.海洋生物质质量1、水体富营营养化(1)定义由于氮、磷磷等植物营营养物质含含量过多而而引起的水水质污染现现象称为水水体富营养养化，一一般般发发生生在在湖湖泊泊、、江江河河、、海海湾湾等等缓缓流流水水体体中中。。(2)类型①天然富营养养化：湖泊演变的的自然过程，，湖泊形成的的幼年时期，，均处于贫营营养状态，随随着时间的推推移和环境的的变化，逐渐渐使湖水中营营养物质的浓浓度增加，其其来源：为天天然因素。a.天然降水b.地表土壤的侵侵蚀、淋溶c.浮游动植物生生长、死亡、、分解、释放放。②人为富营养养化：由于工农业业生产的迅速速发展，使营营养物质大量量进入湖泊水水体，加速了了湖泊演化的的过程，其来源：a.城市生活污水水带来大量N、P；含磷洗涤剂b.农村施用的化化肥、牲畜粪粪便，经面源源污染而进入入。天然富营养化化与人为富营营养化的共同同点与不同点点共同点：都是由于水体体中N、P富集，引起水水体DO下降、恶化；；不同点：天然富营养化化是湖泊水体体生长、发育育、老化、消消亡整个生命命史中必须过过程，经历时时间漫长，需需以地质年代或世世纪来描述，人为为富营养化因因人类排放含含有N、P的工农业生活活污水所致，，演化速度极快快，短时间内可使湖泊由由贫变富。(3)特征征①浮游生物大大量繁殖，水水中溶解氧含含量降低。②水体中藻类类的种类减少少，个体迅速速增加;③因占优势的的浮游藻类颜颜色不同，水水面往往呈现现蓝、红、棕棕、乳白等颜颜色，海水中中出现叫“赤湖”、淡水中称称“水华”。(4)危危害害①DO降低，使使鱼类难难以生存存。②藻类种种类减少少，危及及鱼类生生存。因因有些藻藻类有胶胶质膜，，有的甚甚至有毒毒，不能能成为良良好的饵饵料，。。③危害水水源，硝硝酸盐、、亚硝酸酸盐对人人、畜都都有害。。④加快湖湖泊老化化的进程程。2.赤潮是水体中中某些微微小的浮浮游植物物、原生生动物或或细菌，，在一定定的环境境条件下下突发性性地增殖殖和聚集集，引起起一定范范围内一一段时间间中水体体变色现现象。通通常水体体颜色因因赤潮生生物的数数量、种种类而呈呈红、黄黄、绿和和褐色等等。赤潮虽然然自古就就有，但但随着工工农业生生产的迅迅速发展展，水体体污染日日益加重重，赤潮潮也日趋趋严重。。我国自自1933年首次报报道以来来，至1994年共有194次较大规规模的赤赤潮，其中60年代以前前只有4次，1990年后则有有157起。赤潮的危危害：赤潮不仅仅给海洋洋环境、、海洋渔渔业和海海水养殖殖业造成成严重危危害，而而且对人人类健康康甚至生生命都有有影响。。主要包包括两个个方面：：①引起海海洋异变变，局部部中断海海洋食物物链，使使海域一一度成为为死海；；②有些赤赤潮生物物分泌毒毒素，这这些毒素素被食物物链中的的某些生生物摄入入，如果果人类再再食用这这些生物物，则会会导致中中毒甚至至死亡。。3.溢油2002年我国无无重大海海上溢油油事件发发生。1976—1997年，我国国海域共共发生2300起溢油事事故；溢溢油油量超过过25000吨；年年平均均溢油事事故110起，年年重大大溢油事事故5到7起；每每次重重大事故故直接经经济损失失：几百万至至上千万万元石油污染染是水体体污染的的重要类类型之一一。特别别对地下下水及在在河口，，近海水水域更为为突出。。来源：石油污染染来源主主要是工工业排放放、石油油运输船船清洗船船舱、机机件，意意外事故故时油的的溢出，，海上采采油、陆陆上采油油等造成成的。石油开采采石油运输输危害：(1)严重危害水生生生物，影响活活力、使使鱼窒息息、体内内积累产产生臭味味，降低低食用价价值等。。(2)组组成成分分中有稠稠环芳烃烃等，多多为致癌物质质，如苯并并比，苯苯并恩芘芘等。(3)油油膜厚10-4cm就会阻碍水的的蒸发和和氧进入入，每毫升升油可复复盖水面面12m2。(4)引起海面火灾灾，危及船船舶、桥桥梁。(5)破破坏优美美的海滨滨风景，，降低疗养、旅旅游地功能。(6)破破坏地下水资资源，使地下下水水质质恶化。。石油污染染使水鸟鸟举步唯唯艰救命呀！！4.