水污染控制的基本原则和方法课件

水污染控制工程主讲教师：王茹环境工程教研室乌海职业技术学院化学工程系水污染控制工程乌海职业技术学院化学工程系11.绪论1.1水循环及水资源1.2水体污染与自净1.3水体污染源与污染物1.4水污染指标与水质指标1.5水污染控制的基本原则和方法1.绪论1.1水循环及水资源1.2水体污染与2教学要求掌握水体污染、水体的自净作用掌握水体污染物、水污染指标的涵义、表示方法及意义、水污染控制的基本原则；熟悉水质指标的类型、水污染控制的基本方法了解水循环及水资源、水质标准教学要求3水的自然循环1.1水循环及水资源水的自然循环1.1水循环及水资源4水的社会循环人类为了满足生活和生产的需求，不断取用天然水体中的水，经过使用，一部分天然水被消耗，但绝大部分却变成生活污水和生产废水排放，重新进入天然水体。在水的社会循环中，水的性质在不断地发生变化。另外生活污水和生产废水是形成水污染的主要根源，也是防治水污染的主要对象。水的社会循环人类为了满足生活和生产的需求，不断取用天5全球水分布：

总量约：

1.38X109km3世界河流平均年径流量：468000亿m3,亚洲最大占31％我国水资源特点：

总量多，人均占有量少

地区分布不均匀

季节分布不均匀

水土资源组合不相适应

水污染日益严重

地下水开采过量我国水资源总量：

27000亿m3排世界第六，但人均仅2500m3（世界平均10240m3）。全球水分布：

总量约：

1.38X109km3世界河流平均年61.2水体污染与自净天然水中的杂质天然水中所含各种物质按溶质粒径的大小分为三类：悬浮物、胶体、溶解物天然水是化学上的纯水？1.2水体污染与自净天然水中的杂质天然水中所含各种物质7水体污染的概念

指排入水体的污染物在数量上超过该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量，从而导致水体的物理、化学、微生物特性发生变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用。

一般情况，影响水体生态平衡的关键是水中的DO。水体污染水体污染的概念指排入水体的污染物在数量上超过该物8水体污染的危害1.粪便污水的污染2.城市污水的污染由于造成水体缺氧的污染物是有机体的排泄物和机体残余，故这类污染称有机物污染，简称有机污染。水污染的发生取决于污染物、污染源及承受水体。可分为自然污染和人为污染。水体污染的危害1.粪便污水的污染2.城市污水的污染93.工业废水的污染危害危害人体健康破坏水体生态平衡4.水污染危害的严重性对地面水体的任何污染都会造成严重的后果。3.工业废水的污染危害危害人体健康破坏水体生态平衡4.水10水体的自净作用水体的自净作用是指污染物随污水排入水体后，经物理、化学和生物等方面的作用，使污染物的浓度或总量减少，经过一段时间后，受污染的水体将恢复到受污染前的状态的现象。根据净化机制分为三类物理净化：稀释、扩散、沉淀化学及物理化学净化：氧化、还原、分解生物净化：水中微生物对有机物的氧化分解作用水体的自净作用水体的自净作用是指污染物随污水排入水体后，经物11污水排入河流的混合过程竖向混合阶段：污染物排入河流后因分子扩散、湍流扩散、弥散作用逐步向河水中分散，由于一般河流的深度与宽度相比较小，所以首先在深度方向上达到浓度分布均匀，从排放口到深度上达到浓度分布均匀的阶段称为竖向混合阶段，同时也存在横向混合作用。

横向混合阶段：当深度上达到浓度分布均匀后，在横向上还存在混合过程。经过一定距离后污染物在整个横断面上达到浓度分布均匀，这一过程称为横向混合阶段。断面充分混合后阶段：在横向混合阶段后，污染物浓度在横断面上处处相等。河水向下游流动的过程中，持久性污染物的浓度将不再变化，非持久性污染物浓度将不断减少。污水排入河流的混合过程竖向混合阶段：污染物排入河12氧垂曲线：水体受到污染后，水体中溶解氧逐渐被消耗，到临界点后又逐步回升的变化过程，这条曲线称氧垂曲线。氧垂曲线：水体受到污染后，水体中溶解氧逐渐被消131.3水体污染源与污染物

根据人类活动的不同形式，将水体污染分成几种类型。

(1)工业污染源

各种工业生产中所产生的废水排入水体就造成了工业污染源。不同的工业所产生的工业废水中所含污染物的充分有很大差异，这是由于各种工业加工的原料不同、工艺过程不同造成的。特点：具有量大、面广、充分复杂的，是重点解决的污染源。

污染源凡能排放污染物的来源和场所.水体污染源凡排出或释放的污染物能引起水污染的污染源.1.3水体污染源与污染物

根据人类活动的不同形式，将水14(2)生活污染源

城市居民聚集地区所产生的生活污水，多为洗涤水和冲刷器物所产生的污水，因此，主要由一些无毒有机物，如糖类、淀粉、纤维素、油脂、蛋白质、尿素等组成。其中含氮、磷、硫较高。此外，还伴有各种洗涤剂，这是另一类污染源，它们对人体有一定危害。在生活污水中还含有相当数量的微生物，其中一些病源体，如病菌、病毒、寄生虫等，都对人的健康有较大危害。

(3)其他污染源农村污水和灌溉水是水体污染的主要来源。由于农田施用化学农药和化肥，灌溉后或经雨水将农药和化肥带入水体造成农药污染或富营养化。特点：面广、分散、难于收集和难于治理(2)生活污染源城市居民聚集地区所产生的生活污水，15病原体污染生活污水、畜禽饲养场污水以及制革、洗毛、屠宰业和医院等排出的废水，常含有各种病原体，传播疾病。耗氧物质污染

在生活污水、食品加工和造纸等工业废水中，含有碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素等有机物质。植物营养物质污染

植物营养物主要指氮、磷等能刺激藻类及水草生长、干扰水质净化，使BOD5升高的物质。污染类型病原体污染生活污水、畜禽饲养场污水以及制革、洗毛、屠16石油污染包括矿物油和动植物油。它们均难溶于水，在水中常以粗分散的可浮油和细分散的乳化油等形式存在。主要是工业排放、海上采油、石油运输船只的清洗船舱及油船意外事故的流出等造成的。热污染

废水温度过高而引起的危害。放射性污染

放射性是指原子核衰变而释放射线的物质属性，废水中的放射性物质主要来自铀、镭等放射性金属的生产和使用过程，如核试验、核燃料再处理、原料冶炼厂等。有毒化学物质污染废水中能对生物引起毒性反应的物质。主要为重金属及人工合成有机物。酸、碱、盐类污染物主要由工业废水排放的酸碱以及酸雨带来。石油污染包括矿物油和动植物油。它们均难溶于水，在水中17污染物的性质与形态1、按化学性质分类无机性污染物质有机性污染物质2、按物理形态分类悬浮固体（SS，SuspendedSolids）胶体物质（ColloidalSuspensions）溶解物（DS，DissolvedSolids）污染物的性质与形态1、按化学性质分类181、固体物质在水质分析中，常用一定孔径的滤膜过滤的方法将固体微粒分为两部分:被滤膜截留的悬浮固体(SS－SuspendedSolids)和透过滤膜的溶解性固体(DS-DissolvedSolids)，二者合称总固体(TS-TotalSolids)。

危害：淤塞河道、窒息水底栖生物、降低水质、消耗水中的溶解氧水体中主要污染物的性质及危害1、固体物质水体中主要污染物的性质及危害192、耗氧污染物概念：耗氧有机物：指生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质和脂肪等。有毒有机污染物：有机农药、多氯联苯、酚类等，难以被生化降解，毒性很大的人工合成有机物。危害：消耗水中的溶解氧，使水中缺氧，并产生硫化氢、氨等气体，使水质恶化。大量有毒物质排入水体，不仅危及鱼类等水生生物的生存，而且许多有毒物质能在食物链中逐级转移、浓缩，最后进人人体，危害人的健康。

2、耗氧污染物203、植物营养物质

主要指氮、磷等能刺激藻类及水草生长、干扰水质净化，使BOD5升高的物质。

含氮化合物在水体中的转化——氨化、硝化含磷化合物在水体中的转化——难溶性沉淀物富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。一般来说，水中氮和磷的浓度分别超过0.3mg/L和0.02mg/L，会促使藻类等绿色植物大量繁殖，在流动缓慢的水域聚集而形成大片的水华(在湖泊、水库)或赤潮(在海洋)；而藻类的死亡和腐化又会引起水中溶解氧的大量减少，使水质恶化，鱼类等水生生物死亡；严重时，由于某些植物及其残骸的淤塞，会导致湖泊逐渐消亡。3、植物营养物质富营养化(eutrophication)214、重金属离子概念：相对密度大于5或4的金属。重金属污染物：汞、镉、铅、铬、铜、锌等。①形态多：重金属属于过渡元素，它们有多种化合价，有较强的化学活性。化学反应随条件不同常产生不同形态的化合物。不同形态化合物其毒性是不相同的。如铝离子能穿过血脑屏障进入人脑，引起痴呆症，而铝的其它形态则没有这种毒性。因此评价重金属对环境的危害，不了解它们的形态会得出错误的结论。②易形成金属有机化合物：重金属形成金属有机化合物后毒性比金属无机化合物毒性大，如甲基氯化汞的毒性大于氯化汞；四乙基铅、四乙基锡的毒性分别大于二氧化铅、二氧化锡。③不同价态毒性不同；如6价铬毒性大于3价铬；2价汞大于1价汞；亚砷酸盐的毒性是砷酸盐的60倍。此外，重金属的价态相同，若化合物不同其毒性也不相同，氧化铅的毒性大于碳酸铅。4、重金属离子22④可发生多种化学过程；重金属在环境中迁移，转化形式多变，几乎包括水体中全部的物理、化学过程。化学反应有水合、水解、中和、沉淀、络合、氧化还原、有机化等；胶体化学过程有离子交换、表面络合、吸附、解吸、吸收、聚合等；生化过程有生物摄取、富集、生物甲基化等。在水体中重金属迁移的主要载体以悬浮物，沉淀物为主。⑤产生毒性效应的浓度范围较低：一般仅1～10mg·L-1，毒性较强的重金属有汞、镉等浓度范围仅0.001～0.01mg·L-1（汞、镉、铅、铬、砷俗称重金属五毒）。对水生生物而言，不同生物对金属耐毒能力是不一样的，金属毒性顺序是Hg＞Ag＞Cu＞Cd＞Zn＞Pb＞Ni＞Co。⑥对人体、生物的毒害具有积累性。有人推算，重金属对人体的毒性往往经过几年或几十年时间的长期潜伏。

④可发生多种化学过程；重金属在环境中迁移，转化形式多变，几235、氰化物主要来自各种氰化物的工业废水，如电镀废水、煤气废水、炼焦炼油废水、有色金属冶炼厂废水等。氰化物在水体中可与二氧化碳发生反应，生成HCN：CN-+CO2+H2OHCN+HCO3-氰化物还能被溶解氧所氧化：2CN-+O22CNO-此外，氰化物还会发生生化氧化。一般说，微生物分解氧化速度较慢，只有在光照、较高水温及较快水流时，分解速度才加快。5、氰化物246、有机氯化合物多氯联苯（PCB）和有机氯农药。7、病原微生物污染及危害病原菌、寄生虫卵和病毒等。6、有机氯化合物25

国际通用三大类指标：物理性指标化学性指标生物性指标1.4

水污染指标与水质标准我拿什么来表达你？—污水国际通用三大类指标：1.4水污染指标与水质标准我拿什26水质指标物理性指标感官性指标，水的色度来源于金属化合物或有机化合物感官性指标，水的异臭来源于还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质挥发性物质溶解物质固定性物质悬浮固体物质加速耗氧反应，最终导致水体缺氧或水质恶化造成水中溶解氧减少工业废水常引起水体热污染色度固体物质嗅和味温度水质指标物感官性指标，水的色度来源感官性指标，水的异臭来源于27化学性指标有机物生化需氧量（BOD）反映了在有氧的条件下，水中可生物降解的有机物的量主要污染特性（以mg/L为单位）。有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程，一般可分为两个阶段：第一个阶段主要是有机物被转化成二氧化碳、水和氨；第二阶段主要是氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。污水的生化需氧量通常只指第一阶段有机物生物氧化所需的氧量，全部生物氧化需要20~100d完成。实际中，常以5d作为测定生化需氧量的标准时间，称5日生化需氧量（BOD5）；通常以20℃为测定的标准温度。BOD:biologicaloxygendemand在有氧条件下微生物氧化分解污水或受污染的天然水样中有机物所需要的氧量（20℃，5d）。ThOD化学性指标有生化需氧量（BOD）反映了在有氧的条件下28

有机物（可生物降解）异氧菌

呼吸（氧化）合成CO2，H2O能，NH3新细胞残存物质H2O,能NO2-自养菌能，NO3-合成新细胞CO2，H2O能，NH3自养菌合成新细胞OaObOcOd有机物氧化过程需氧关系有机物异氧菌呼吸合成CO2，H2O新细29BOD与CBOD、NBOD时间/d需氧量/（mg·L-1）BODL与BOD5时间/dBOD与CBOD、NBOD时间/d需氧量/（mg·L-1）B30化学性指标有机物化学需氧量（COD）常用的氧化剂主要是重铬酸钾K2Cr2O7（称CODCr)和高锰酸钾KMnO4(称CODMn或OC)。酸性条件下，硫酸银作为催化剂，氧化性最强。废水中无机的还原性物质同样被氧化。如果废水中有机物的组成相对稳定，则化学需氧量和生化需氧量之间应有一定的比例关系：生活污水通常在0.4~0.5。

COD:chemicaloxygendemand在酸性条件下，用强氧化剂将有机物氧化为CO2、H2O所消耗的氧量（O2）（mg/L）。化学性指标有化学需氧量（COD）常用的氧化剂31化学性指标有机物总有机碳（TOC）和总需氧量（TOD）TOC:totalorganismcarbon在950℃高温下，以铂作为催化剂，使水样气化燃烧，然后测定气体中的CO2含量，从而确定水样中碳元素总量。测定中应该去除无机碳的含量。各种水质之间TOC或TOD与BOD不存在固定的相关关系。在水质条件基本不变的条件下，BOD与TOC或TOD之间存在一定的相关关系。TOD:totaloxygendemand在900~950℃高温下，将污水中能被氧化的物质（主要是有机物，包括难分解的有机物及部分无机还原物质），燃烧氧化成稳定的氧化物后，测量载气中氧的减少量，称为总需氧量（TOD）。TOD测定方便而快速。ThOC化学性指标有总有机碳（TOC）和总需氧量（T32污水有机物指标之间的关系有机碳量需氧量TOCTODCODcrBODLBOD5CODMn污水有机物指标之间的关系有机碳量需氧量TOCTODCODcr33化学性指标有机物油类污染物石油类：来源于工业含油污水。动植物油脂：产生于人的生活过程和食品工业。油类污染物进入水体后影响水生生物的生长、降低水体的资源价值。油膜覆盖水面阻碍水的蒸发，影响大气和水体的热交换。油类污染物进入海洋，改变海水的反射率和减少进入海洋表层的日光辐射，对局部地区的水文气象条件可能产生一定影响。大面积油膜将阻碍大气中的氧进入水体，从而降低水体的自净能力。石油污染对幼鱼和鱼卵的危害很大，堵塞鱼的鳃部，能使鱼虾类产生石油臭味，降低水产品的食用价值。破坏风景区，危害鸟类生活。化学性指标有油类污染物石油类：来源于工业含油34化学性指标有机物酚类污染物酚污染来源：煤气、焦化、石油化工、木材加工、合成树脂等工业废水。原生质毒物，可使蛋白质凝固，引起神经系统中毒。酚浓度低时，能影响鱼类的洄游繁殖。酚浓度达0.1～0.2mg/L时，鱼肉有酚味。酚浓度高会引起鱼类大量死亡，甚至绝迹。酚的毒性可抑制水中微生物的自然生长速度，有时甚至使其停止生长。酚能与饮用水消毒氯产生氯酚，具有强烈异臭（0.001mg/L即有异味，排放标准0.5mg/L）。灌溉用水酚浓度超过5mg/L时,农作物减产甚至枯死。化学性指标有酚类污染物酚污染来源：煤气、焦化35化学性指标无机性指标植物营养元素过多的氮、磷进入天然水体，易导致富营养化，使水生植物尤其是藻类大量繁殖，造成水中溶解氧急剧变化，影响鱼类生存，并可能使某些湖泊由贫营养湖发展为沼泽和干地。pH和碱度重金属一般要求处理后污水的pH在6～9之间。当天然水体遭受酸碱污染时，pH发生变化，消灭或抑制水体中生物的生长，妨碍水体自净，还可腐蚀船舶。碱度指水中能与强酸定量作用的物质总量，按离子状态可分为三类：氢氧化物碱度；碳酸盐碱度；重碳酸盐碱度。作为微量金属元素。重金属的主要危害：生物毒性，抑制微生物生长，使蛋白质凝固;逐级富集至人体，影响人体健康。化学性指标无植物营过多的氮、磷进36含氮化合物氮是有机物中除碳以外的一种主要元素，也是微生物生长的重要元素。污水中的氮有四种，即有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。危害：消耗水体中溶解氧；促进藻类等浮游生物的繁殖，形成水华、赤潮；引起鱼类死亡，导致水质迅速恶化。关于氮的几个指标：有机氮：主要指蛋白质和尿素。TN：一切含氮化合物以N计量的总称。TKN：TN中的有机氮和氨氮，不包括亚硝酸盐氮、硝酸盐氮。氨氮：有机氮化合物的分解，或直接来自含氮工业废水。NOx-N：亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。含氮化合物氮是有机物中除碳以外的一种主要元素，也是微37含磷化合物磷也是有机物中的一种主要元素，是仅次于氮的微生物生长的重要元素。磷主要来自：人体排泄物以及合成洗涤剂、牲畜饲养场及含磷工业废水。危害：促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗氧和复氧平衡；使水质迅速恶化，危害水产资源。含磷化合物有机磷有机磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等无机磷磷酸盐:正磷酸盐(PO43-)、磷酸氢盐(HPO42-)、磷酸二氢盐（H2PO4-)

、偏磷酸盐(PO3-)聚合磷酸盐:焦磷酸盐(P2O74－)、三磷酸盐(P3O105-)、三磷酸氢盐(HP3O92-)含磷化合物磷也是有机物中的一种主要元素，是仅次于氮的38生物性指标生活污水：肠道传染病、肝炎病毒、SARS、寄生虫卵等制革屠宰等工业废水：炭疽杆菌、钩端螺旋体等医院污水：各种病原体危害：传播疾病，影响卫生，导致水体缺氧来源及危害水中细菌总数反映了水体有机污染程度和受细菌污染的程度。常以细菌个数/mL计。饮用水：<100个/mL医院排水：<500个/mL细菌总数大肠菌群的值可表明水样被粪便污染的程度，间接表明有肠道病菌存在的可能性。常以大肠菌群数/L计。饮用水：<3个/L城市排水：<10000个/L游泳池：<1000个/L大肠菌群生物性指标生活污水：肠道传染病、肝炎病毒、S39各水质指标间的关系各水质指标间的关系40污水的最终出路排放水体工农业利用地下水回灌水质标准污水的排放水体工农业利用地下水回灌水质标准41污水排放水体的限制污水综合排放标准GB8978—1996城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918—2002

海洋水质量标准GB3097地表水环境质量标准GB3838—2002污水排放水体的限制污水综合排放标准GB8978—1996城镇42对人体健康不应产生不良影响对环境质量和生态系统不应产生不良影响对产品质量不应产生不良影响应符合应用对象对水质的要求或标准应为使用者和公众所接受回用系统在技术上可行，操作简便价格应比自来水低廉应有安全使用的保障污水回用应满足的要求对人体健康不应产生不良影响污43城市污水回用的几个方面城市生活用水和市政用水农业、林业、渔业和畜牧业地下水回灌其他方面工业城市绿地灌溉供水市政与建筑用水城市景观工艺生产用水冷却用水锅炉补充水其他杂用水城城市生活用水农业、林业、地下水回灌其他方面工441.5水污染控制的基本原则和方法基本原则宏观性控制对策技术性控制对策管理性控制对策1.5水污染控制的基本原则和方法基本原则管理性控制对45污水处理方法的分类(一)按作用原理划分物理处理法：筛滤、沉淀、除油、气浮、离心分离、过滤.化学处理法：混凝、中和、氧化还原等。物理化学法：吸附法、离子交换法、膜分离法等。生物处理法：好氧生物处理法和厌氧生物处理法。（二）按处理程度划分一级处理：一般达不到排放标准。二级处理：生物化学处理作为污水二级处理的主体工艺。三级处理：又称污水深度处理或高级处理。污水处理方法的分类(一)按作用原理划分46城市污水处理一级处理只去除漂浮物和易沉物，使城市污水排入水体时不致立即出现不洁现象。二级处理去除漂浮物和易沉物外，进而稳定污水中的有机物，基本上消除污水的耗氧性能。使水体接纳污水后不至于出现严重缺氧情况，水体生态系统将基本上维持原有的平衡状态。深度处理降低出水中的氮、磷化合物浓度。城市污水处理一级处理只去除漂浮物和易沉物，使城47水污染控制的基本原则和方法课件48城市污水处理厂城市污水处理厂49城市污水处理厂城市污水处理厂50水污染控制工程主讲教师：王茹环境工程教研室乌海职业技术学院化学工程系水污染控制工程乌海职业技术学院化学工程系511.绪论1.1水循环及水资源1.2水体污染与自净1.3水体污染源与污染物1.4水污染指标与水质指标1.5水污染控制的基本原则和方法1.绪论1.1水循环及水资源1.2水体污染与52教学要求掌握水体污染、水体的自净作用掌握水体污染物、水污染指标的涵义、表示方法及意义、水污染控制的基本原则；熟悉水质指标的类型、水污染控制的基本方法了解水循环及水资源、水质标准教学要求53水的自然循环1.1水循环及水资源水的自然循环1.1水循环及水资源54水的社会循环人类为了满足生活和生产的需求，不断取用天然水体中的水，经过使用，一部分天然水被消耗，但绝大部分却变成生活污水和生产废水排放，重新进入天然水体。在水的社会循环中，水的性质在不断地发生变化。另外生活污水和生产废水是形成水污染的主要根源，也是防治水污染的主要对象。水的社会循环人类为了满足生活和生产的需求，不断取用天55全球水分布：

总量约：

1.38X109km3世界河流平均年径流量：468000亿m3,亚洲最大占31％我国水资源特点：

总量多，人均占有量少

地区分布不均匀

季节分布不均匀

水土资源组合不相适应

水污染日益严重

地下水开采过量我国水资源总量：

27000亿m3排世界第六，但人均仅2500m3（世界平均10240m3）。全球水分布：

总量约：

1.38X109km3世界河流平均年561.2水体污染与自净天然水中的杂质天然水中所含各种物质按溶质粒径的大小分为三类：悬浮物、胶体、溶解物天然水是化学上的纯水？1.2水体污染与自净天然水中的杂质天然水中所含各种物质57水体污染的概念

指排入水体的污染物在数量上超过该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量，从而导致水体的物理、化学、微生物特性发生变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用。

一般情况，影响水体生态平衡的关键是水中的DO。水体污染水体污染的概念指排入水体的污染物在数量上超过该物58水体污染的危害1.粪便污水的污染2.城市污水的污染由于造成水体缺氧的污染物是有机体的排泄物和机体残余，故这类污染称有机物污染，简称有机污染。水污染的发生取决于污染物、污染源及承受水体。可分为自然污染和人为污染。水体污染的危害1.粪便污水的污染2.城市污水的污染593.工业废水的污染危害危害人体健康破坏水体生态平衡4.水污染危害的严重性对地面水体的任何污染都会造成严重的后果。3.工业废水的污染危害危害人体健康破坏水体生态平衡4.水60水体的自净作用水体的自净作用是指污染物随污水排入水体后，经物理、化学和生物等方面的作用，使污染物的浓度或总量减少，经过一段时间后，受污染的水体将恢复到受污染前的状态的现象。根据净化机制分为三类物理净化：稀释、扩散、沉淀化学及物理化学净化：氧化、还原、分解生物净化：水中微生物对有机物的氧化分解作用水体的自净作用水体的自净作用是指污染物随污水排入水体后，经物61污水排入河流的混合过程竖向混合阶段：污染物排入河流后因分子扩散、湍流扩散、弥散作用逐步向河水中分散，由于一般河流的深度与宽度相比较小，所以首先在深度方向上达到浓度分布均匀，从排放口到深度上达到浓度分布均匀的阶段称为竖向混合阶段，同时也存在横向混合作用。

横向混合阶段：当深度上达到浓度分布均匀后，在横向上还存在混合过程。经过一定距离后污染物在整个横断面上达到浓度分布均匀，这一过程称为横向混合阶段。断面充分混合后阶段：在横向混合阶段后，污染物浓度在横断面上处处相等。河水向下游流动的过程中，持久性污染物的浓度将不再变化，非持久性污染物浓度将不断减少。污水排入河流的混合过程竖向混合阶段：污染物排入河62氧垂曲线：水体受到污染后，水体中溶解氧逐渐被消耗，到临界点后又逐步回升的变化过程，这条曲线称氧垂曲线。氧垂曲线：水体受到污染后，水体中溶解氧逐渐被消631.3水体污染源与污染物

根据人类活动的不同形式，将水体污染分成几种类型。

(1)工业污染源

各种工业生产中所产生的废水排入水体就造成了工业污染源。不同的工业所产生的工业废水中所含污染物的充分有很大差异，这是由于各种工业加工的原料不同、工艺过程不同造成的。特点：具有量大、面广、充分复杂的，是重点解决的污染源。

污染源凡能排放污染物的来源和场所.水体污染源凡排出或释放的污染物能引起水污染的污染源.1.3水体污染源与污染物

根据人类活动的不同形式，将水64(2)生活污染源

城市居民聚集地区所产生的生活污水，多为洗涤水和冲刷器物所产生的污水，因此，主要由一些无毒有机物，如糖类、淀粉、纤维素、油脂、蛋白质、尿素等组成。其中含氮、磷、硫较高。此外，还伴有各种洗涤剂，这是另一类污染源，它们对人体有一定危害。在生活污水中还含有相当数量的微生物，其中一些病源体，如病菌、病毒、寄生虫等，都对人的健康有较大危害。

(3)其他污染源农村污水和灌溉水是水体污染的主要来源。由于农田施用化学农药和化肥，灌溉后或经雨水将农药和化肥带入水体造成农药污染或富营养化。特点：面广、分散、难于收集和难于治理(2)生活污染源城市居民聚集地区所产生的生活污水，65病原体污染生活污水、畜禽饲养场污水以及制革、洗毛、屠宰业和医院等排出的废水，常含有各种病原体，传播疾病。耗氧物质污染

在生活污水、食品加工和造纸等工业废水中，含有碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素等有机物质。植物营养物质污染

植物营养物主要指氮、磷等能刺激藻类及水草生长、干扰水质净化，使BOD5升高的物质。污染类型病原体污染生活污水、畜禽饲养场污水以及制革、洗毛、屠66石油污染包括矿物油和动植物油。它们均难溶于水，在水中常以粗分散的可浮油和细分散的乳化油等形式存在。主要是工业排放、海上采油、石油运输船只的清洗船舱及油船意外事故的流出等造成的。热污染

废水温度过高而引起的危害。放射性污染

放射性是指原子核衰变而释放射线的物质属性，废水中的放射性物质主要来自铀、镭等放射性金属的生产和使用过程，如核试验、核燃料再处理、原料冶炼厂等。有毒化学物质污染废水中能对生物引起毒性反应的物质。主要为重金属及人工合成有机物。酸、碱、盐类污染物主要由工业废水排放的酸碱以及酸雨带来。石油污染包括矿物油和动植物油。它们均难溶于水，在水中67污染物的性质与形态1、按化学性质分类无机性污染物质有机性污染物质2、按物理形态分类悬浮固体（SS，SuspendedSolids）胶体物质（ColloidalSuspensions）溶解物（DS，DissolvedSolids）污染物的性质与形态1、按化学性质分类681、固体物质在水质分析中，常用一定孔径的滤膜过滤的方法将固体微粒分为两部分:被滤膜截留的悬浮固体(SS－SuspendedSolids)和透过滤膜的溶解性固体(DS-DissolvedSolids)，二者合称总固体(TS-TotalSolids)。

危害：淤塞河道、窒息水底栖生物、降低水质、消耗水中的溶解氧水体中主要污染物的性质及危害1、固体物质水体中主要污染物的性质及危害692、耗氧污染物概念：耗氧有机物：指生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质和脂肪等。有毒有机污染物：有机农药、多氯联苯、酚类等，难以被生化降解，毒性很大的人工合成有机物。危害：消耗水中的溶解氧，使水中缺氧，并产生硫化氢、氨等气体，使水质恶化。大量有毒物质排入水体，不仅危及鱼类等水生生物的生存，而且许多有毒物质能在食物链中逐级转移、浓缩，最后进人人体，危害人的健康。

2、耗氧污染物703、植物营养物质

主要指氮、磷等能刺激藻类及水草生长、干扰水质净化，使BOD5升高的物质。

含氮化合物在水体中的转化——氨化、硝化含磷化合物在水体中的转化——难溶性沉淀物富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。一般来说，水中氮和磷的浓度分别超过0.3mg/L和0.02mg/L，会促使藻类等绿色植物大量繁殖，在流动缓慢的水域聚集而形成大片的水华(在湖泊、水库)或赤潮(在海洋)；而藻类的死亡和腐化又会引起水中溶解氧的大量减少，使水质恶化，鱼类等水生生物死亡；严重时，由于某些植物及其残骸的淤塞，会导致湖泊逐渐消亡。3、植物营养物质富营养化(eutrophication)714、重金属离子概念：相对密度大于5或4的金属。重金属污染物：汞、镉、铅、铬、铜、锌等。①形态多：重金属属于过渡元素，它们有多种化合价，有较强的化学活性。化学反应随条件不同常产生不同形态的化合物。不同形态化合物其毒性是不相同的。如铝离子能穿过血脑屏障进入人脑，引起痴呆症，而铝的其它形态则没有这种毒性。因此评价重金属对环境的危害，不了解它们的形态会得出错误的结论。②易形成金属有机化合物：重金属形成金属有机化合物后毒性比金属无机化合物毒性大，如甲基氯化汞的毒性大于氯化汞；四乙基铅、四乙基锡的毒性分别大于二氧化铅、二氧化锡。③不同价态毒性不同；如6价铬毒性大于3价铬；2价汞大于1价汞；亚砷酸盐的毒性是砷酸盐的60倍。此外，重金属的价态相同，若化合物不同其毒性也不相同，氧化铅的毒性大于碳酸铅。4、重金属离子72④可发生多种化学过程；重金属在环境中迁移，转化形式多变，几乎包括水体中全部的物理、化学过程。化学反应有水合、水解、中和、沉淀、络合、氧化还原、有机化等；胶体化学过程有离子交换、表面络合、吸附、解吸、吸收、聚合等；生化过程有生物摄取、富集、生物甲基化等。在水体中重金属迁移的主要载体以悬浮物，沉淀物为主。⑤产生毒性效应的浓度范围较低：一般仅1～10mg·L-1，毒性较强的重金属有汞、镉等浓度范围仅0.001～0.01mg·L-1（汞、镉、铅、铬、砷俗称重金属五毒）。对水生生物而言，不同生物对金属耐毒能力是不一样的，金属毒性顺序是Hg＞Ag＞Cu＞Cd＞Zn＞Pb＞Ni＞Co。⑥对人体、生物的毒害具有积累性。有人推算，重金属对人体的毒性往往经过几年或几十年时间的长期潜伏。

④可发生多种化学过程；重金属在环境中迁移，转化形式多变，几735、氰化物主要来自各种氰化物的工业废水，如电镀废水、煤气废水、炼焦炼油废水、有色金属冶炼厂废水等。氰化物在水体中可与二氧化碳发生反应，生成HCN：CN-+CO2+H2OHCN+HCO3-氰化物还能被溶解氧所氧化：2CN-+O22CNO-此外，氰化物还会发生生化氧化。一般说，微生物分解氧化速度较慢，只有在光照、较高水温及较快水流时，分解速度才加快。5、氰化物746、有机氯化合物多氯联苯（PCB）和有机氯农药。7、病原微生物污染及危害病原菌、寄生虫卵和病毒等。6、有机氯化合物75

国际通用三大类指标：物理性指标化学性指标生物性指标1.4

水污染指标与水质标准我拿什么来表达你？—污水国际通用三大类指标：1.4水污染指标与水质标准我拿什76水质指标物理性指标感官性指标，水的色度来源于金属化合物或有机化合物感官性指标，水的异臭来源于还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质挥发性物质溶解物质固定性物质悬浮固体物质加速耗氧反应，最终导致水体缺氧或水质恶化造成水中溶解氧减少工业废水常引起水体热污染色度固体物质嗅和味温度水质指标物感官性指标，水的色度来源感官性指标，水的异臭来源于77化学性指标有机物生化需氧量（BOD）反映了在有氧的条件下，水中可生物降解的有机物的量主要污染特性（以mg/L为单位）。有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程，一般可分为两个阶段：第一个阶段主要是有机物被转化成二氧化碳、水和氨；第二阶段主要是氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。污水的生化需氧量通常只指第一阶段有机物生物氧化所需的氧量，全部生物氧化需要20~100d完成。实际中，常以5d作为测定生化需氧量的标准时间，称5日生化需氧量（BOD5）；通常以20℃为测定的标准温度。BOD:biologicaloxygendemand在有氧条件下微生物氧化分解污水或受污染的天然水样中有机物所需要的氧量（20℃，5d）。ThOD化学性指标有生化需氧量（BOD）反映了在有氧的条件下78

有机物（可生物降解）异氧菌

呼吸（氧化）合成CO2，H2O能，NH3新细胞残存物质H2O,能NO2-自养菌能，NO3-合成新细胞CO2，H2O能，NH3自养菌合成新细胞OaObOcOd有机物氧化过程需氧关系有机物异氧菌呼吸合成CO2，H2O新细79BOD与CBOD、NBOD时间/d需氧量/（mg·L-1）BODL与BOD5时间/dBOD与CBOD、NBOD时间/d需氧量/（mg·L-1）B80化学性指标有机物化学需氧量（COD）常用的氧化剂主要是重铬酸钾K2Cr2O7（称CODCr)和高锰酸钾KMnO4(称CODMn或OC)。酸性条件下，硫酸银作为催化剂，氧化性最强。废水中无机的还原性物质同样被氧化。如果废水中有机物的组成相对稳定，则化学需氧量和生化需氧量之间应有一定的比例关系：生活污水通常在0.4~0.5。

COD:chemicaloxygendemand在酸性条件下，用强氧化剂将有机物氧化为CO2、H2O所消耗的氧量（O2）（mg/L）。化学性指标有化学需氧量（COD）常用的氧化剂81化学性指标有机物总有机碳（TOC）和总需氧量（TOD）TOC:totalorganismcarbon在950℃高温下，以铂作为催化剂，使水样气化燃烧，然后测定气体中的CO2含量，从而确定水样中碳元素总量。测定中应该去除无机碳的含量。各种水质之间TOC或TOD与BOD不存在固定的相关关系。在水质条件基本不变的条件下，BOD与TOC或TOD之间存在一定的相关关系。TOD:totaloxygendemand在900~950℃高温下，将污水中能被氧化的物质（主要是有机物，包括难分解的有机物及部分无机还原物质），燃烧氧化成稳定的氧化物后，测量载气中氧的减少量，称为总需氧量（TOD）。TOD测定方便而快速。ThOC化学性指标有总有机碳（TOC）和总需氧量（T82污水有机物指标之间的关系有机碳量需氧量TOCTODCODcrBODLBOD5CODMn污水有机物指标之间的关系有机碳量需氧量TOCTODCODcr83化学性指标有机物油类污染物石油类：来源于工业含油污水。动植物油脂：产生于人的生活过程和食品工业。油类污染物进入水体后影响水生生物的生长、降低水体的资源价值。油膜覆盖水面阻碍水的蒸发，影响大气和水体的热交换。油类污染物进入海洋，改变海水的反射率和减少进入海洋表层的日光辐射，对局部地区的水文气象条件可能产生一定影响。大面积油膜将阻碍大气中的氧进入水体，从而降低水体的自净能力。石油污染对幼鱼和鱼卵的危害很大，堵塞鱼的鳃部，能使鱼虾类产生石油臭味，降低水产品的食用价值。破坏风景区，危害鸟类生活。化学性指标有油类污染物石油类：来源于工业含油84化学性指标有机物酚类污染物酚污染来源：煤气、焦化、石油化工、木材加工、合成树脂等工业废水。原生质毒物，可使蛋白质凝固，引起神经系统中毒。酚浓度低时，能影响鱼类的洄游繁殖。酚浓度达0.1～0.2mg/L时，鱼肉有酚味。酚浓度高会引起鱼类大量死亡，甚至绝迹。酚的毒性可抑制水中微生物的自然生长速度，有时甚至使其停止生长。酚能与饮用水消毒氯产生氯酚，具有强烈异臭（0.001mg/L即有异味，排放标准0.5mg/L）。灌溉用水酚浓度超过5mg/L时,农作物减产甚至枯死。化学性指标有酚类污染物酚污染来源：煤气、焦化85化学性指标无机性指标植物营养元素过多的氮、磷进入天然水体，易导致富营养化，使水生植物尤其是藻类大量繁殖，造成水中溶解氧急剧变化，影响鱼类生存，并可能使某些湖泊由贫营养湖发展为沼泽和干地。pH和碱度重金属一般要求处理后污水的pH在6～9之间。当天然水体遭受酸碱污染时，pH发生变化，消灭或抑制水体中生物的生长，妨碍水体自净，还可腐蚀船舶。碱度指水中能与强酸定量作用的物质总量，按离子状态可分为三类：氢氧化物碱度；碳酸盐碱度；重碳酸盐碱度。作为微量金属元素。重金属的主要危害：生物毒性，抑制微生物生长，使蛋白质凝固;逐级富集至人体，影响人体健康。化学性指标无植物营过多的氮、磷进86含氮化合物氮是有机物中除碳以外的一种主要元素，也是微生物生长的重要元素。污水中的氮有四种，即有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。危害：消耗水体中溶解氧；促进藻类等浮游生物的繁殖，形成水华、赤潮；引起鱼类死亡，导致水质迅速恶化。关于氮的几个指标：有机氮：主要指蛋白质和尿素。TN：一切含氮化合物以N