第三章土木工程与水环境

第三章土木工程与水资源和水环境第一节水资源与水资源短缺一、水资源的概念水是自然资源的重要组成部分，是人类维系生命的基本物质，是工农业生产和城市发展不可缺少的重要资源，也是生物赖以生存的环境资源，是人类生产生活及生命生存不可替代的自然资源和环境资源。地球上的水资源，从广义上说是指水圈内水量的总体。其中海水占总量的97.3%，海水含盐量高，呈苦咸味，难以被人类利用。人们通常说的水资源主要指陆地上的淡水资源，如河流水、淡水湖泊水、地下水和冰川等。陆地上的淡水资源只占地球上水体总量3%不到，而其中约70%是固体冰川，分布在南北两极地区和中低纬度地区的高山地区，同样很难加以利用。目前比较容易利用的淡水资源主要是河流水、淡水湖泊水及浅层地下水，这些储量约占全球总水量的0.3%。二、水资源的重要性水资源的重要性主要反映在水的用途方面，按水的用途划分，用水需求可以分为生活、农业、工业和生态环境用水。1、生活用水水是构成人体的基本成分，人体所含水量平均为人体重量的60%。为了维持生命活动，每人每天至少需要2～2.5L水。考虑到卫生方面的需求，一般每人每天的清洁用水低于50L时，就可能发生与水有关的疾病。生活用水分为城镇生活用水和农村生活用水两类。1）城镇生活用水城镇生活用水主要是家庭用水（饮用、卫生），还包括各种公共建筑用水、消防用水及浇洒道路绿地等市政用水。发达地区高于欠发达地区，丰水地区高于缺水地区。世界淡水消耗中生活用水占10%。美国人均家庭用水约每天400升。2）农村生活用水农村人均日生活用水量一般远小于城镇生活用水量，而且水质差别很大。2009年，我国城镇人均用水量为212Ｌ/ｄ，而同期农村居民人均用水量仅为73Ｌ/ｄ，差额高达139Ｌ/ｄ。城镇化的加速推进将带来总用水量的大幅提高，2020年城市化率达到60%，2030年达到65%，城市人口超过10亿人。2、生产用水1）农业用水主要包括农业灌溉用水和林业、牧业灌溉用水及渔业用水。从世界范围看农业是最大的用水大户，农业用水占世界淡水消耗总量的65%—70%。2005～2009年５年间，我国平均单位粮食耗水量为0.72m3／kg。2）工业用水水在工业中的用途包括：原料、冷却、洗涤、传送、调温、调湿等。工业用水占全球用水量的22%。我国工业用水占用水总量的24.1%。主要集中在造纸及纸制品业、纺织服装和鞋帽制造业、化学原料及化学制品制造业、电力热力生产和供应业、黑色金属冶炼及压延加工业、农副产品加工业等六个行业。3）生态用水生态系统自身的维持与发展也需要消耗一定的水量生态用水在水资源丰富的湿润地区并不构成问题，但在水资源紧缺的干旱、半干旱地区及季节性干旱的半湿润地区，由于人类活动范围和规模的加大，往往存在生活用水、生产用水严重挤占生态用水的情况，导致生态环境的恶化。如河流断流、地下水位下降、植被枯萎等现象。一是城镇绿化、美化等所需用水，占生态与环境用水的60％～70％；二是向河湖、湿地的生态补水。2003年生态环境用水单独统计以来，生态环境用水占总用水量的比重一直稳定在1.5％～2％之间。城区景观带和绿化带建设目前被很多中小城市作为未来的一项重要工作，这必将带来城镇环境用水需求的大幅增加。向河湖、湿地的补水则与降水和水资源总量变化情况直接相关，近年来，由于干旱天气频繁出现，该部分用水不断增加。2011年，经济社会年度用水量为6213.2亿立方米，其中，居民生活用水473.6亿立方米，农业用水4168.2亿立方米，工业用水1203亿立方米，建筑业用水19.9亿立方米，第三产业用水242.1亿立方米，生态环境用水106.4亿立方米。三、水资源的短缺1、全球水资源短缺2009年3月12日，联合国教科文组织公布了第三版《世界水资源开发报告》，指出：全球用水量在20世纪增加了6倍，增长速度是人口增速的两倍，中国、印度、美国等10国为最大用水国。全球仍有11亿人缺水，26亿人无法保证用水卫生，其中一半以上集中在落后国家。水在粮食生产中必不可少，农业用水量居各种用水量之首，由于人们日常饮食中肉类和奶制品的比例增加，生物燃料的产量增加，造成水资源消耗量大，农业用水供需矛盾紧张。到2030年，全球粮食需求量将提高55%，用水量也将大幅攀升。由于城市人口的增加和城市的发展，城市用水紧张，预计2030年，城市人口比例将增加2/3，这将造成城市用水量的进一步紧张。水资源浪费严重，如管道、沟渠泄露等也导致水资源的短缺。大部分地区的水质在下降，水质差导致生活贫困和卫生环境差，每年约160万人死于不卫生水的使用，如疟疾、腹泻等。水质差导致可用水资源量的减少。水的地理分布与地球上人口的分布并不匹配，亚洲占世界人口的60%，只有全球径流量的36%，南美洲只有世界人口的5%，却有25%的径流量。北非的人均可用水量少于非洲平均水平的7%。1993年1月18日，第47届联合国大会根据联合国环境与发展大会制定的《21世纪行动议程》中提出的建议，通过了第193号决议，并确定自1993年起，将每年的3月22日定为世界水日。2、中国水资源特点和水资源短缺1）水资源的总量多，人均和单位耕地占有水量不多水资源总量2.8万亿立方米，次于巴西、俄罗斯、加拿大、美国和印度尼西亚。按照人口计算，我国人均水资源占有量为世界平均水平的30%。在世界上名列121位，是全球人均水资源最贫乏的国家。耕地亩均水资源占有量1770m3，约为世界平均水平的2/3。我国有14个省、自治区、直辖市的人均水资源拥有量低于国际公认的1700m3用水紧张线。2）水资源的空间分布不均匀、水土资源组合不平衡

全国年降水量的分布由东南的超过3000毫米向西北递减至少于50毫米。水资源主要集中于南方，长江以南地区水资源约占全国总数的81%，耕地面积仅占全国的36%，人均水资源占有量约为全国平均水平的1.6倍，单位耕地占有的水资源量为全国平均水平的2.2倍。淮河及其以北地区，耕地面积占全国的64%，而水资源占有量仅占全国的19%，人均占有水资源量约为全国平均水平的19%，单位耕地占有的水资源量为全国平均水平的15%。其中黄河、淮河、海河三大流域，土地面积占全国的13.4%，耕地面积占全国的39%，而水资源量仅占7.7%。水资源最短缺的是华北地区。3）水资源的时间分布不均衡夏季，高温潮湿多雨，气候具有海洋性。冬季受来自大陆的干冷气流的影响，气候寒冷，干燥少雨。我国大部分地区年内连续4个月降水量占全年水量的60％～80％。受季风的影响，我国降水年内年际变化大。水资源的时间分布极不均衡，基本上是夏秋多、冬春少。由于降水过于集中，容易形成旱涝，而且水资源中有2/3是洪水的径流量。4）水污染根据《2010年中国环境状况公告》全国地表水污染依然较重。长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河七大水系，204条河流409个地表水国控监测断面中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为59.9%、23.7%和16.4%。湖泊（水库）富营养化问题突出。26个国控重点湖泊（水库）中，满足Ⅱ类水质的1个，占3.8%5）工农业用水和生活用水激增，水资源短缺

①粮食增产要求有充足的水资源保障，2003年以来，我国农业用水的绝对量表现出上升势头，如果农业节水技术没有根本改变，按照静态计算，到2020年，增加500亿公斤粮食，农业用水量将要增加300亿立方米。②中国刚刚进入工业化中期的后半阶段，根据发达国家和新型工业化国家的经验，人均GDP达到1000美元以后，用水量快速增长。我国人均GDP已经达到4000美元。工业用水量在未来10年～20年依然会维持在高位运行，难有下降。③我国已经确定，到2020年城市化率达到60%，城镇化的加速推进也将带来总用水量的大幅提高。水资源短缺已经影响我国的可持续发展。我国目前年需水量约为6180亿m3，而可供水量仅5830m3，缺水达350亿m3。北方资源性缺水（北方大部分地区存在资源性缺水问题，如海河流域的人均水资源量仅相当于全国平均水平的1/7，即使南水北调工程建成后，人均水资源量也不到全国平均水平的1/5。）、南方水质性缺水、中西部工程性缺水已成为事实。近20a来，中国北方地区水资源明显减少。其中，海河流域年径流减少了41%，黄河、淮河、辽河流域年径流分别减少了15%，15%和9%。在部分流域和地区，水污染已呈现出从支流向干流延伸、从城市向农村蔓延、从地表向地下渗透、从陆域向海域发展的趋势。第二节水资源开发利用与水资源节约一、水资源的循环水资源的循环是地球上各种形态的水在太阳辐射和重力作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗、径流等环节，不断发生相态转换的周而复始的运动过程。靠着以太阳能为动力的水循环，每年的蒸发作用把50万km3的水提升到大气中，其中86%来源于海洋、14%来源于陆地，同样数量的水又以雨、雪的形式落回地球，但它的分布比例是不同的：陆地因蒸发失去7万km3水，靠降水又能得到11万km3水，每年大约有4万km3水从海洋转移到陆地，这些水构成世界上可更新淡水供应的基础。降落到陆地上60%的降水量最终以蒸散作用返回到大气，其余40%的降水量没有蒸发，大部分从陆地表面流入河流和小溪，最终注入海洋，而另一些渗入土壤，成为地下水慢慢流向海洋。海洋上的蒸发量超过降水量，陆地上的降水量要多于蒸散量。陆地上的降水量与蒸散量之间的差额就是通过河流和地下水流返回海洋的那部分水量。地下水和地表水径流量的总和达到47000km3/年，是一种可再生的淡水供应。尽管水资源是一种可更新资源，但同时又是一种有限的资源。在一个特定的地区，每年通过水循环提供的水资源总量大体是一个定值。二、水资源开发利用主要通过建设蓄水、引水和提水工程，控制和调节水资源的时空分布，将富水时期或丰水地区的水资源调配到缺水时期或缺水地区，以补丰补缺，协调天然来水与人类生产、生活与生态用水间的供需关系。1、水库《第一次全国水利普查》：全国共有水库98002座，总库容9323.12亿立方米。2、空间上调节一般指跨流域的引水，将丰水流域的水调至缺水地区。我国的南水北调工程：目前分别在长江下游、中游、上游，规划了三个调水区：东线：扬州附近的长江北岸、利用京杭运河及与其平行的部分河道送水到天津，另建分干线到胶东半岛，全长1156公里。中线：长江支流汉江上游的丹江口水库，建设专用输水渠道，沿京广铁路西侧送水到北京。全长1267公里。西线：从长江上游天河及支流雅砻江、大渡河调水到黄河上游。东线、中线和西线三项工程的年调水总规模，相当于在黄淮海平原和西北地区增加一条黄河的水量。三、水资源的节约2010年，《全国水资源综合规划》：1）严格用水总量控制，设立用水总量红线到2015年，全国用水总量控制在6200亿m3以内，到2020年全国年用水总量力争控制在6700亿立方米以内，2030年全国用水总量力争控制在7000亿m3以内。2）严格用水效率控制我国万元GDP用水量约为世界平均水平的3倍，为欧美等发达国家的5倍。根据《全国水资源综合规划》确定的目标，到2020年，全国万元GDP用水量要降低到120立方米，比2009年下降33%左右。3）严格水功能区纳污控制我国水资源污染严重，进一步加剧了水资源短缺，需要从严核定水域纳污容量，严格控制河湖排污总量，加强水资源保护。4）制定用水定额：一套宏观总量指标体系，明确各地区、各行业乃至各单位、各企业、各灌区的水资源使用权指标，一套水资源的微观定额指标体系，用来规定单位产品或服务的用水量指标。5）制定用水权交易市场规则，建立用水权交易市场，实行用水权有偿转让，实现水资源的高效配置。6）在缺水地区不能建设高耗水的项目如：造纸、印染、石油化工、钢铁、纺织等高用水行业。新、扩、改建项目应当制定节水措施方案，节水设施应与主体工程同时设计、同时施工、同时投产(即“三同时”制度)；7）工农业节水我国工业水重复利用和再生利用程度较低，用水工艺比较落后，用水效率较低。应推广节水新技术、新工艺、新设备、降低用水量、提高水的重复利用率。2015年，万元工业增加值用水量比现状下降30%以上。2020年我国万元工业增加值用水量降低到65立方米，比2008年降低50%左右。到2015年，农业灌溉水有效利用系数提高到0.52以上，2020年，农田灌溉水有效利用系数提高到0.55的目标。目前我国大部分地区仍然采取传统的大水漫灌方式，农业节水灌溉面积占有效灌溉面积的35%，灌溉水有效利用系数仅为0.45左右。发达国家，节水灌溉面积比例都达到了80%以上，以色列的灌溉面积全部采用微灌和喷灌，灌溉水有效利用系数在0.7—0.8。8）生活用水方面我国城市管网漏损率均高于10%，不少建筑采用低劣管材、阀门，加上安装质量差，其漏损量亦很可观。用水终端未采用节水器具、节水水嘴；计量仪表安装到位。9）污水处理增加污水处理设施，解决水质性缺水。《全国水资源综合规划》：到2015年，主要江河湖泊水功能区达标率提高到60%以上。到2020年，城市供水水源地水质基本达标，主要江河湖库水功能区水质达标率提高到80%。到2030年，江河湖库水功能区水质基本达标的控制目标。第三节土木工程与水资源节约一、建筑工程节水

1、建筑施工中的节水《绿色施工导则》提出绿色施工的总体框架由施工管理、环境保护、节材与材料资源利用、节水与水资源利用、节能与能源利用、节地与施工用地保护六个方面组成。建筑施工用水主要包括：混凝土搅拌用水、混凝土养护用水、砌体浸湿用水、砂浆搅拌用水、进出施工现场车辆清洗用水。1）采用中水、雨水进行混凝土搅拌和养护中水主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用水。因其水质介于清洁水(上水)与排入管道内污水(下水)之间，故名为“中水”建筑施工用水量大，尤其是混凝土用水占施工用水的绝大部分，每m3混凝土搅拌用水量以185kg计。混凝土养护用水视地区及季节而定，测算为搅拌用水的2~5倍。《绿色施工导则》要求：混凝土要优先采用中水搅拌、中水养护，有条件的地区和工程应收集雨水养护。大体积混凝土，现场浇筑，采用循环水。2）砌体浸润用水的节约城市污水经过处理后得到再生水，其理化指标和卫生学指标限值必须符合《城市污水再生利用城市杂用水水质GB/T18920-2002》）的规定。进行砌体施工和外墙贴砖时，需先对砌体材料和墙砖进行发水、浸湿处理。应优先采用雨水、施工降水、再生水。水管的末端装上阀门和喷头，用喷淋代替大水漫浇（通常的做法是将打开阀门的水管直接放在砖垛上。）3）工程降水和雨水的利用雨水利用：大型的工程项目可以在上部施工适当部位增设集水井或利用消防水池等坑池收集雨水，用于混凝土浇筑前模板冲洗和混凝土养护、现场浇灌及喷洒路面，以减少扬尘。工程降水：地下水可用于混凝土养护、砂浆搅拌砌块和墙体湿润、绿化、冲洗车辆，因此工程降水通过多级泵提升后直接经管道排入蓄水池内贮存利用。在工程降水前，在施工现场先挖几个水池，根据工程规模的大小来确定水池的数量，但至少有两个水池（一个为蓄水池，另一个为沉淀池）。在工程降水的过程中，先将水抽入沉淀池，然后经简单沉淀后再放入蓄水池，蓄水池中的水供工程过程中使用。4）砂浆搅拌改砂浆分散搅拌为集中搅拌。为了避免分散搅拌砂浆所造成的不必要浪费，可以将各班组的分散搅拌改为集中统一搅拌。5）充分利用施工废水建筑施工中应改善传统水源结构，降低市政自来水的比例，努力开发非传统水源。例如：经沉淀的现场施工污水（如搅拌站污水，水磨石污水）和经隔油处理后的食堂污水可用于降尘、车辆冲洗。6）施工车辆进出场清洗用水可采用高压水设备进行冲洗，其冲洗用水均应采用施工循环废水。冲洗废水经沉淀可用于洒水降尘。在运输车辆清洗处设置沉沙池，冲洗后的水经沉淀后进行二次回收利用，可用于洒水降尘。7）混凝土养护节水采用喷淋的方式，或用湿麻袋或者湿草垫对需要养护的混凝土表面进行覆盖，减少大水漫浇。立面结构拆模后涂刷养护液，替代用水养护；平面结构采用洒水覆塑料薄膜养护，减少养护用水量。8）生活用水控制洗漱池安装延时自闭节水龙头；配置洗衣房，为员工免费洗衣。在生产、生活区每个用水点安装一只水表。定期检验整修施工现场的输水管线，保证其状态良好。2、建筑物节水1）建筑物中水与雨水的利用《建筑中水设计规范》（GB50336-2002）中规定在缺水城市和缺水地区，适合建设中水设施的工程项目，应按照当地有关规定配套建设中水设施。中水设施必须与主体工程同时设计，同时施工，同时使用。

《建筑与小区雨水利用工程技术规范》：（GB5044-2007）中规定：设置雨水利用系统的建筑物和小区，其规划和设计阶段应包括雨水利用的内容。雨水利用设施应与项目主体工程同时设计，同时施工，同时使用。《深圳市建设项目用水节水管理办法》（2008年）规定，凡新建、扩建、改建的设计用水量较大的项目，必须配套建设相应规模的中水利用设施。洗车场则应当建设循环用水设施。年设计用水量在3万立方米以上（含3万立方米），建筑面积超过两万平方米的旅馆、饭店和高层住宅，建筑面积超过4万平方米的其他建筑物和建筑群，均需要配套建设中水利用设施。2）超压出流给水配件在单位时间内的出水量超过额定流量的现象，称超压出流现象，该流量与额定流量的差值，为超压出流量。由于城市给水管网范围的扩大，为了使得最不利的供水点能够得到充足的给水，通常都会提高给水始端压力。若不采取减压节流措施，卫生器具的实际出水流量将会是额定流量的４—5倍。国外一些国家均采用在给水支管上安装孔板、压力调节阀或减压阀等手段来避免部分供水点超压。3）消防用水的利用由于消防贮水要求满足在火灾延续时段内消防的用水总量，因此会贮存大量的水最好使消防贮水池与游泳池、水景、小区绿化等合用，做到一水多用、重复利用及循环使用。4）管道及阀门泄漏滴漏的水龙头每天就可耗水约70升。5）采用节水节能型卫生器具和设备据报道：采用两档冲洗阀，普通住宅可节水12%，宾馆、饭店可节水4%，办公楼可节水27%。采用脚踏开关淋浴器、节水延时自闭冲洗阀等，在水压相同的条件下，节水龙头比普通水龙头有着更好的节水效果。节水量为3%～50%，大部分在20%～30%之间。采用延时自闭式水龙头。二、交通土建工程节水1、施工用水的节约1）砂石料冲洗废水，经沉淀后可用于洒水降尘；2）施工机械和车辆清洗水经沉淀后也可用于洒水降尘；3）施工用水可利用就近的河道取水或利用雨水；4）混凝土养生用水养生条件包括温度、湿度都是影响混凝土强度的重要因素，当它们在水泥水化过程中应起的作用受到限制时，将产生不利影响。湿度对水泥的水化作用有显著影响。混凝土养生需较大的用水量，可采用节水保湿养护剂均匀地喷涂于混凝土的表面，形成薄膜，防止混凝土表面的水分过快地挥发。混凝土拆模后，采用养护膜进行养护，只需在铺贴时浇水一次，不需要再浇水，一般保湿期在14天左右。节水保湿养护膜的用水量是麻袋的100分之1，是农膜的5分之1。5）水泥稳定碎石生产搅拌区应设置多级沉淀池场，地四周应设置排水沟，排水沟与沉淀池连接。生产搅拌区应设置废水再利用设施，对经过沉淀的废水进行合理利用。2、公路服务区的节水服务区用水包括管理人员生活用水；餐饮用水；公共厕所用水；宾馆客房用水；洗车用水；消防和绿化用水；未预见水量（包括室内卫生器具和管网泄露）。服务区用水应尽量采用水循环利用，如中水回用。中水回用就是将服务区产生的生活生产污水进行处理，达到杂用水标准后重新使用，污水产生量就是中水的最大可能产生量，回用于冲厕、绿化、洗车等用途。中水水质应达到《生活杂用水水质标准》。对污水也可以采用三级处理工艺，即在二级处理后再进行过滤、消毒等单元处理，然后用于回用。3、道路绿地绿化节水道路绿地的灌溉用水量较大，道路绿地的灌溉方式要大力采取节水型灌溉措施，如喷灌和滴灌。采用低压管道灌溉。充分利用非常规水，使用再生水作为城市绿地的稳定水源，以城市雨水蓄集作为城市绿地的补充水源。以色列，其城市绿地80％以上是用生活污水和工业废水经过简单处理后，结合现代灌溉技术进行灌溉。第三节水质指标与水质标准

一、天然水的本底成分天然水是由溶解性物质和非溶解性物质组成的化学成分复杂的溶液综合体。不同水体在不同环境条件下所形成的天然水化学成分和含量差别很大。1、溶解性气体N2、O2、CO2、及CH4、H2、H2S等微量气体。O2、CO2的意义最大，O2是水生动植物呼吸必需的成分。CO2是水生植物光合作用的原料。一般天然水中O2含量的变动范围是：0～14mg/L。2、离子主要离子：K+、Na+、Ca+、Mg2+、Fe3+、Cl-、SO42-、HCO3–（碳酸氢根）、CO32-带电的微粒9种离子占天然水中离子总量的95—99%。3、营养元素：含氮和磷的各种化合物。4、微量元素含量低于0.01%的阴离子I-、Br-、F-，微量金属离子（铜、锰、锌），放射性元素。5、有机物质：有机物成分复杂，种类繁多，如糖类、脂肪、蛋白质及难降解有机物。动植物残骸，土壤中的物质。

6、悬浮物质：沙粒、黏土、浮游动植物、各种细菌。二、水质指标水质是指水表现出来的物理学、化学和生物学的综合特性。常用水质指标来衡量水质的好坏，表示水体受到的污染程度，并可用于评价污水处理方法的优劣。1、物理性指标温度、色度、嗅和味、固体物质、混浊度与透明度。1）温度温度对水生生物有重要影响。温度过高，水体受到热污染，使水中的溶解氧减少。影响水生生物的生存。2）色度感官性指标，纯净天然水为无色透明。将有色废水用蒸馏水稀释，并与参照水样对比，一直稀释到色差一样。此时的稀释倍数即为色度。色度影响食品、造纸、纺织、饮料工业等产品质量降低，此外，影响景观用水。3）嗅和味感官性指标。洁净的水是无嗅、无味的，污染的水才会产生嗅和味（硫化氢、氨）。溶解于水中的化合物，一般到一定的浓度能引起味觉。含氯化物带苦咸，含铁带涩味；溶解氧较多，味略甜。4）固体物质包括溶解性固体和悬浮固体。悬浮固体：水样经过滤后（滤网孔径：0.45微米）留在过滤器上的固体物质，于103～105℃，烘干至恒重得到的物质量。悬浮固体对水的物理性质有影响，导致水混浊。溶解性固体：过滤后的水样蒸发。5）混浊度与透明度表示光线透过水层时受到阻碍的程度。浑浊度是由于水中含有泥沙、粘土、有机物、浮游生物和微生物等悬浮物质所造成的。2、化学性指标1）无机物指标（1）PH值：反映水的酸碱性，天然水的pH值一般在6.5～8.5之间。超过这个数值就是酸碱污染。（2）溶解氧（DO）

溶解氧是指溶解于水中的氧。以每升水所含氧的毫克数表示。适量的氧是鱼类和好氧菌生存和繁殖的基本条件。在一个大气压、温度为0度的淡水中，溶解氧呈饱和状态时的含量为10mg/L。在溶解氧低于4mg/L时，鱼类就难以生存。溶解氧间接反映了水体受有机物污染的程度。（3）植物营养元素氮、磷的含量。氮：环境水体中氮的含量，一般采用：氨氮：非离子氨NH3、离子氨NH4+；鱼类对水中氨氮较为敏感，氨氮含量高会导致鱼类死亡。无机氮：亚硝酸盐氮、硝酸盐氮。有机氮：蛋白质、氨基酸、核酸、尿素等。总氮：无机氮和有机氮总称；凯氏氮：有机氮与氨氮之和称凯氏氮。磷：包括有机磷、无机磷，称为总磷。（4）无机盐主要包括硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐。包含钙、镁、钾、钠等带正电的阳离子，与带负电阴离子，如氯、硫酸根、碳酸根。（5）重金属重金属比重大于4.5，如：锌、铜、钴、镍、锡、铅、镉、铬。这些金属在水中常以离子的形态或各种化合物的形态存在，重金属具有累积效应。

2）有机物指标所有的有机物都可以被氧化成二氧化碳、水和简单无机物。生化需氧量、化学需氧量、总需氧量。①生化需氧量主要表示微生物可降解的有机物的含量。通常采用在水温20度的条件下，经过5天后微生物氧化有机物所消耗的氧量称为5日生化需氧量。BOD5表示。如：碳水化合物、脂肪、蛋白质、核酸、醇、醛、酯等。（2）化学需氧量指用强氧化剂（一般用重铬酸钾或高锰酸钾），将水中有机物氧化为水、二氧化碳、无机物，所需的氧量。CODcr、CODMn

CODMn

常用于微污染水或饮用水。（3）总需氧量TOD在COD的测定条件下，水中的一些有机物仍不能被氧化。如：含苯、氨、硫等物质。可以采用在高温下燃烧化合物所耗去的氧量—总需氧量表示有机物的多少。将一定量水样注入装有铂催化剂的石英燃烧管，高温下燃烧，全部有机物质经燃烧后，含C、H、O、N、P、S的有机物变成CO2、H2O、NO2、SO2消耗的氧量。TOD﹥CODcr﹥BOD5

﹥CODMn3）生物指标（1）大肠菌群数水是传播肠道疾病的重要媒介。大肠菌群指的是具有某些特性的一组与粪便污染有关的细菌。大肠菌群的值表示水体被粪便污染的程度，间接表明有肠道病菌（伤寒、痢疾、霍乱等）存在的可能性。每升样水中含有的大肠菌群的数目。（2）病毒病毒是比细菌还小、没有细胞结构、只能在活细胞中增殖的微生物。能引起人和动植物的病害。（3）细菌总数用细菌总数表示微生物指标，是大肠菌群、病原菌、病毒及其他细菌数的总和。一般认为，每毫升水中的细菌数不超过100个的水已基本良好。

4）放射性指标放射性污染是放射性物质进入水体后造成的。放射性污染物可以附着在生物体表面，也可以进入生物体内蓄积起来，通过食物链进入人体产生内照射。此外，水质指标还包括氟化物、氰化物、硒（指甲变厚，偏瘫、毛发）、挥发酚（长期头疼贫血，造纸华工）、石油类（多环芳烃）、硫化物、阴离子表面活性剂（洗涤、发泡剂）。第四节水体主要污染物及来源污染水体的物质种类繁多，按其性质主要分为三类：物理性污染物、化学性污染物、生物类污染物。一、水污染物的主要来源1、点源污染：点源污染的排污形式为集中在一点或一个可当作一点的小范围内，多有管道收集后进行集中排放。或通过沟渠排入水体。最主要的点源污染为工业废水和生活污水。点源具有明确的相对固定的物质来源，“末端处理技术”、排放标准。1）工业废水（1）排放量大、污染范围广；（2）污染物种类繁多；（3）污染物质有毒性、刺激性、腐蚀性、悬浮物多、富营养物多；（4）恢复比较困难。可分为工艺废水、洗涤废水、场地冲洗水、设备冷却水等。2）生活污水仅次于工业废水的第二大水体污染源，以有机污染为主，特点是：（1）含氮、磷高，容易引起水体的富营养化；（2）含淀粉、糖类、脂肪、蛋白质、尿素等，在厌氧细菌作用下易产生恶臭；（3）含有多种微生物，如细菌、病原菌，易使人传染各种各样的疾病；（4）合成洗涤剂含量高时，对人体有一定的危害。2、面源污染面源污染又称非点源污染，地表径流汇集起来通过沟渠排入水体。包括：城镇地表径流（轮胎磨损物，建筑材料的腐蚀物、路面的沙砾、动植物的有机废弃物）、农村地表径流（化肥、农药）、大气沉降、湖区养殖、水上娱乐等。对面源污染的控制，要比对点源污染难。二、主要水体污染物1、固体物质悬浮固体、胶体、溶解性固体常用一定孔径的滤膜过滤的方法将固体颗粒物分为两部分，被滤膜截留的为悬浮物（SS）；透过滤膜的为溶解性固体（DS)。两者合称总固体（TS）。悬浮物体作为载体，吸附其他污染物使污染随水流迁移；悬浮固体堵塞鱼鳃致其死亡；透光度减弱，影响水生生物的光合作用，抑制其生长。悬浮物在水中沉积后淤塞河道。沉入河底的污染物会造成潜在的污染。灌溉时，悬浮固体堵塞土壤空隙。胶体是造成水体浑浊、色度的主要原因。水中溶解性固体主要为盐类，含盐量高的废水对农业和渔业、人的健康均有不利影响。阳离子：钠、钾、钙、镁、阴离子：氯、硫酸根、碳酸根、硝酸根。2、耗氧有机物污染耗氧有机物指动植物残体、生活废水及某些工业废水中所含的糖类、蛋白质、脂肪、木质素等有机化合物，它们在好氧菌的作用下可以分解为简单的无机化合物、二氧化碳和水，在分解过程中消耗水中的溶解氧。如这类有机物太多，氧化反应进行太快，水体又不能及时从大气中吸收充足的氧补充时，水中的溶解氧降为零，水中缺氧导致厌气性分解，产生二氧化碳、水、甲烷、硫化氢、氨等，产生恶臭。3、有毒污染物《中华人民共和国水污染防治法》对有毒污染物的说明为：有毒污染物指那些直接或间接为生物体摄入体内后，导致该生物体或者其后代发病、遗传变异、行为反常、生理机能失常、机体变形或死亡的污染物，这类污染物有明显的累积性，可使污染影响持久和扩大。

可分为无机毒物、有机毒物和放射性毒物。1）无机毒物包括金属、非金属两类。金属毒物主要为重金属，汞、铬、镉、镍、锌、铜、锰、钛、钒等，及轻金属铍，重金属不能被生物所降解，其毒性以离子态时最为严重，故常称为重金属离子毒物。能被生物体富集于体内，沿食物链上传，是危害特别大的一类污染物。如汞可在淡水鱼内富集超过环境的1000倍，铬可以富集4000倍。汞：可在体内积蓄。在肝、肾、脑组织中积累，侵入中枢神经。镉：在肾、骨胳中富集，使肾功能失调。骨胳中的钙被镉取代而疏松，造成自然骨折。锌：过量的锌可对胃肠道产生强烈刺激。吸收后主要贮留在肝和胰。铅：铅是可在人体和动植物组织中蓄积的有毒金属，其主要毒性是导致贫血和肾损伤。铜：铜是人体中需要的主要微量元素之一，缺铜会发生贫血、腹泻等病症。口服1000毫克/日，则可引起恶心、腹痛，长期摄入引起肝硬化。铬：有强氧化性，对皮肤、黏膜有强烈腐蚀性，慢性影响时，有致畸、致突变及致癌等作用。通常认为六价铬的毒性比三价铬大100倍。其他重金属离子：钴、镍、锡等，对人体也有一定的毒害作用。非金属毒物：砷：砷的化合物均有剧毒。砷化物容易在人体内积累，造成急、慢性中毒。长期饮用被砷污染的水，可导致皮肤发黑，手掌、足底皮肤角化，皮肤癌、肝癌。氰化物：剧毒物质，能与血液中细胞色素氧化酶结合，破坏血液功能，导致组织缺氧而窒息死亡。2）有机毒物有机毒物品种繁多，典型的有机毒物有有机农药（有机氯、有机汞、有机磷）、多氯联苯、酚类、多环芳烃等。许多有机毒物具有三致效应（致畸、致突变、致癌）。有机氯农药通过食物链进入人体，可蓄积在脂肪内，损害神经系统和肝、肾，并有致癌、致突变的作用。多氯联苯：蓄积于脂肪，导致神经、肝脏损害。酚：低浓度影响鱼类繁殖，人体经常摄入会导致呕吐、腹泻、头痛、精神不安。多环芳烃3）放射性物质分天然放射性物质和人工放射性物质。α、β、γ射线会杀伤组织细胞，导致贫血、白血球增生，造成遗传变异和癌症。放射性物质产生于核工业、核电站、核事故等。某些放射性物质可被生物富集。4、营养性污染物指可以引起水体富营养化的物质，主要是氮和磷。它们进入水体在造成污染的同时引发富营养化。一般认为：氮超过0.2mg/L，磷超过0.01mg/L，即可发生富营养化。适量的氮、磷为植物生长所必需，但过多的营养物排入水体，则可能刺激水中浮游生物特别是藻类大量繁殖。称为“水华”，“赤潮”。水体与大气交换受阻，生物呼吸、死亡藻类分解消耗大量溶解氧，鱼、贝类窒息死亡。有些藻类带有毒性，影响水质；影响农业灌溉；工业取水；景观用水；堵塞鱼腮。死亡的藻类和其它生物残体在腐烂中又会将氮、磷等营养物质释放到水体，使富营养化加剧，使水体演变为沼泽和旱地。适宜的温度、缓慢的水流形态、充足的氮、磷。5、生物污染物指废水