全球水资源利用和保护课件

水资源及其利用和保护第一节水资源极其开发利用第二节水体污染概述第三节水污染的影响与危害第四节污水处理技术概述第五节城市污水的处理与回用第六节水体污染控制与防治第一节水资源及其开发利用

全球水资源淡水资源可利用的淡水资源只有江河、淡水湖和地下水的一部分一、水圈与水资源按人均拥有水量计，我国仅有2200m3/人，约占世界平均水平的1/4。据上海2000年的统计，上海淡水资源：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593.5亿m3可利用118.8亿m3地下水2.1亿m3上海2000年需水量为158.5亿m32.水资源特性：资源的循环性储量的有限性时空分布的不均性利用的多样性3.天然水循环2我国水资源的特点1)水资源总量多，人均占有量少2)地区分配不均，水土资源不平衡3)年内季节分配不均，年际变化很大4)部分河流含沙量大二、水资源危机1.水资源紧缺状况（1）全球的水资源短缺据联合国最近几年的统计显示：全世界淡水消耗自20世纪初以来增加了6～7倍，比人口增长速度高2倍。目前世界上有80个国家约15亿人严重的淡水不足，其中26个国家3亿多人口完全生活在缺水状态之中，据专家们估计到2010年还将有8个国家加入缺水国行列。而到2025年，将会有大约50个国家的占全世界30%（即23亿人）的人口面临水危机。在淡水消费增长的同时，淡水资源污染也日益严重。二、水资源危机1.水资源紧缺状况及原因（2）中国的水资源短缺

根据世界水资源研究所提出的标准，中国人均水资源量处于缺水上下限（1000－5000m3/人）的中低值，总体缺水。而且中国的水资源分布也极不均匀。黄河、淮河、海河流域及内陆河流域共有11个省、市、区的人均水资源拥有量低于1750m3的缺水紧张线，联合国已将中国列为全球13个最缺水的国家之一。2.水危机产生的原原因1.自然条件影响2.城市与工业区集集中发展3.水体的污染4.用水浪费和盲目目开采三、我国水资源源的主要问题1.我国水资源人均均和亩均水量少少2.水资源在地区分分布上很不均匀匀3.水量年内及年际际变化大，水旱旱灾害频繁4.水土流失严重，，许多河流含沙沙量大5.我国水资源开发发利用各地很不不平衡四、水资源的利利用和保护1.提高水的利用效效率，开辟第二二水源降低工业用水量量，提高水的重重复利用率减少农业用水，，实行科学灌溉溉回收利用城市污污水，开辟第二二水源四、水资源的利利用和保护2.调节水源流量，，增加可靠供水水建造水库跨流域调水地下蓄水海水淡化拖移冰山恢复河、湖水质质合理利用地下水水四、水资源的利利用和保护3.加强水资源管理理4.增加下水道建设设，发展城市污污水处理厂第二节水体体污染概述一、天然水水质质1天然水的化学成成分(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)生物生成物：NH4+、HPO42-、H2PO4-(5)胶体(6)悬浮物质：硅、、铝酸盐颗粒、、砂粒、粘土。。主要阴离子：Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-主要阳离子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+二水体体污染（一）.水污染定义：1984年颁布的《中华人民共和国国水污染防治法法》中说明，水污染染即指“水体因某种物质质的介入而导致致其物理、化学学、生物或者放放射性等方面特特性的改变，从从而影响水的有有效利用，危害害人体健康或破破坏生态环境，，造成水质恶化化的现象。”（二））水体污污染源源向水体体排放放污染染物的的场所所、设设备、、装置置和途途径统统称水水体污污染源源。自然污污染源源人为污污染源源：按人类类活动动方式式：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、、农药药过量施施用农农药污污染水水体过量施施用化化肥污污染水水体生活污污水生活污污水是人们们日常常生活活中产产生的的各种种污水水的混混合液液，包包括厨厨房、、洗涤涤室、、浴室室、厕厕所排排放的的废水水。生活污污水不不同于于城市污污水。城市污污水指排入入城市市污水水管网网的各各种污污水的的总和和，有有生活活污水水、一一定量量的各各种工工业废废水、、地面面的降降雪、、融雪雪水及及垃圾圾、废废物、、污泥泥等。。生活污污水特点SS、需氧氧量低低于工工业废废水；；水质成成分有有日变变化规规律，，含N、P高；有机物物质主主要有有纤维维素、、淀粉粉、糖糖类、、脂肪肪、蛋蛋白质质、尿尿素等等；含多种种微生生物，，每毫毫升污污水中中可含含几百百万个个细菌菌，病病原菌菌也多多；产生恶恶质、、腐臭臭和阴阴沟臭臭；不能直直接农农灌。。过量使使用洗洗涤剂剂过量使使用洗洗衣粉粉把剩饭饭倒入入下水水道河边洗洗车生活垃垃圾堆堆于河河边（三））.水体污污染物物概念：：造成水水体质质量恶恶化或或引起起水体体污染染的各各种物物质和和能量量。物理方方面化学方方面生物方方面（三））水体体污染染物物理方方面颜色真色：：去除悬悬浮杂杂质，，由胶胶体溶溶解物物造成成的颜颜色表色：：包括悬悬浮杂杂质，，水体体显示示的颜颜色例：印印染废废水浊度水中悬悬浮物物和胶胶体物物质对对光线线透过过时的的阻碍碍程度度。（三））水体体污染染物物理方方面温度地表水水温度度随季季节发发生变变化河水月月平均均水温温＜月月平均均气温温；水水中各各部位位温差差不大大；湖泊夏夏季水水深越越深，，温度度越低低，冬冬季下下层温温度＞＞上层层水温温，春春秋两两季，，湖泊泊上下下层发发生循循环，，处于于同温温状态态。（三）水体污染物物物理方面悬浮固体主要来源于各种废废水中的胶体或细细小悬浮固体。影响水体的透明度度，降低藻类光合合作用，限制水生生生物正常运动。。放射性天然铀矿的开采和和选矿、精炼厂的的废水中含放射性性杂质铀。（三）水体污染物物物理方面溶解氧一般鱼类生活所需需的氧量视鱼种、、发育阶段、活动动强度和水温等因因素而定。如暖水水鱼群每天至少有有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，主主要受到各种因素素的影响，如光合合作用、呼吸、再再充气过程和有机机废物的氧化作用用。（三）水体污染物物化学方面无机无毒物质主要指排入水体中中的酸、碱及一般般无机盐类来源：酸性废水碱性废水无机盐类废水矿山排水：美国水水体中70%的酸来自于此冶金和金属加工酸酸洗废水：日本工工业每天用硫酸两两万吨，一半用于于酸洗碱法造纸、人造纤纤维、制碱、制革革业酸、碱废水中和酸碱废水与地表物物质反应（二）水体污染物物化学方面无机无毒物质主要指排入水体中中的酸、碱及一般般无机盐类来源：危害：破坏水体的自然缓缓冲作用；抑制或消灭细菌及及微生物的生长；；妨碍水体自净功能能；腐蚀管道和船舶。。（三）水体污染物物化学方面无机有毒物质主要指重金属、氰氰化物和氟化物重金属五毒：汞、镉、铅铅、铬、砷无机汞：易沉积于于底层沉积物中，，在微生物作用下下转为有机汞。有机汞：脂溶性强强，易进入生物组组织，并有很高的的蓄积作用。汞第一节水体环境境概述（二）水体污染物物重金属五毒：汞、镉、铅铅、铬、砷汞镉：蓄积性强，进进入动物体内不易易排出铅：影响智力发育育，有色素沉淀铬：+2、+3、+6价三致作用砷：砒霜As2O3致癌由表皮角化发展成成皮肤溃烂，最终终导致皮肤癌电镀照明灯，超标标一万倍第一节水体环境境概述（二）水体污染物物重金属污染特点在天然水体中只要要有微量浓度即可可产生毒性效应。。一般1－10mg/l，汞镉0.001－0.01mg/l重金属进入食物链链中，通过食物链链的生物放大作用用，在生物体体内内富集。富山事件件1931年-1972年，历时40多年，潜伏期长达达30年。可转化为毒性更强强的金属化合物：：无机汞→甲基汞第一节水体环境境概述（三）水体污染物物化学方面无机有毒物质氰化物来源：化学、电镀、煤气气、炼焦工业危害：毒性极强，人误服服0.2克左右的氰化钾或或氰化钠，立即死死亡；水中CN－含量0.3-0.5mg/l，鱼类死亡；0.3mg/l，微生物死亡；0.1mg/l，虫类死亡。水体对氰化物的自自净能力强，主要要靠挥发和氧化分分解两种途径完成成。挥发：氧化分解90%10%第一节水体环境境概述（三）水体污染物物化学方面无机有毒物质氟化物来源：电镀加工企业危害：F离子浓度＞1mg/l时，出现氟危害，，如牙齿出现氟斑斑、骨骼变形、肾肾脏损害。第一节水体环境境概述（三）水体污染物物化学方面有机无毒物质（有有机耗氧物质）进入水体后，通过过微生物作用分解解为CO2、H2O，分解过程中需消消耗DO，在缺氧条件下，，发生腐败分解、、恶化水质。常用指标有4种：COD、BOD、TOC和TOD。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无毒毒物质（（有机耗耗氧物质质）化学需氧氧量(COD,ChemicalOxygenDemand)定义：指用化学学氧化剂剂氧化水水中有机机污染物物时所需需的氧量量(mg/L)。CODCr（重铬酸酸钾）、、CODMn（高锰酸酸钾）生化需氧氧量(BOD,Bio-ChemicalOxygenDemand)定义：指在好气气条件下下，微生生物分解解水中有有机物质质的生物物化学过过程中所所需溶解解氧的量量，是反反映水体体中有机机污染程程度的综综合指标标之一。。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无毒毒物质（（有机耗耗氧物质质）生化需氧氧量(BOD,Bio-ChemicalOxygenDemand)BOD5，室温条条件下，，培养5天的生化化需氧量量，即五五日生化化需氧量量。COD＞BOD5，一方面面因为BOD5生物氧化化不彻底底，彻底底氧化需需20天，导致致BOD5＜实际量量；另一一方面COD氧化剂将将其它低低价无机机物氧化化，导致致COD＞实际量量。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无毒毒物质（（有机耗耗氧物质质）总有机碳碳量(TOC,TotalOxygenCarbon)定义：水中溶解解性和悬悬浮性有有机物中中存在的的全部碳碳量。总需氧量量(TOD,TotalOxygenDemand)定义：水中有机机物全部部被氧化化所需的的氧量。。TOD＞TOC：有机物物不但含含C，还有S、H、N等也可被被氧化。。河流污染染分布带带和沿途途溶解氧氧的变化化BOD生物化学学分解遵遵循一级级反应式式，即：：大气复氧氧与氧亏亏量成正正相关，，KaD；假设一维维稳态河河流中溶溶解氧的的变化是是由BOD的衰减和和溶解氧氧的复氧氧过程决决定，即即：河流水质质S-P模型氧垂曲线线oxygensagcurve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面有机有毒毒物质聚氯联苯苯来源：电器绝缘缘材料、、塑料增增塑剂危害：不易降解解、进入入生物体体内后相相当稳定定，不易易排泄，，易聚积积在脂肪肪组织、、肝、脑脑中，引引起皮肤肤和肝脏脏损害多环芳烃烃类来源：石油、煤煤、木材材、可燃燃气体的的不完全全燃烧危害：致癌、致致突变（三）水水体污染染物生物方面面来源：生活污水水、医院院污水、、屠宰加加工制革革工业废废水危害：传染疾病病反映水体体受生物物性污染染的过程程及饮用用水的卫卫生安全全程度的的指标包包括：细菌总数数：100个/ML(饮用水卫卫生标准准)大肠菌群群：3个/L(饮用水卫卫生标准准)2000个/L(地面水标标准中Ⅱ类水体标标准)三、水体体自净废水排入入水体会会造成严严重的危危害、但但从另一一方面看看。水体体也有一一定的自自身净化化废水中中污染物物质的能能力。水体受到到废水污污染后，，逐渐从从不洁变变清的过过程，称为水体体自净。。水体自净净主要包包括以下下过程：：稀释沉沉淀分分解解氧化病病源源体的死死亡第三节水水污污染的影影响与危危害一、水的的危机1、水资资源告急急我国可利利用的淡淡水资源源量年均均1.1万亿m3，但由于工工业废水水、生活活污水等等对水体体的污染染，至少少还要损损失3000亿亿m3，剩下的的淡水仅仅为人均均600m3。因此，许许多地方方出现了了用水告告急。城城市平均均日缺水水量达1600万m3。据统计，，1984年我我国缺水水约770亿m3，全国688个城城市就有有400个供水水紧张。。2、资源性缺缺水与水水质性缺缺水(1)资资源性缺缺水，来来源于人人口众多多、工农农业用水水量的增增加。导导致：河河流上下下游争水水、湖泊泊过渡围围垦。(2)水水质性缺缺水水环境日日趋恶化化也是缺缺水的主主要原因因之一。。缺水引起起的干旱旱缺水造成成城市的的衰落干旱使天天津海河河桥墩裸裸露二、对工业的影响水质量下下降，引引起工业业生产的的产品质量量下降。。缺水造成成工业的停停产。。破坏工业业设施，，影响生产产。三、对农业的影响全国农业用水水量4195亿m3，占全国用用水总量量的88%，而灌溉溉农用水水又占农农业用水水总量的的95%，对农业的的影响主主要是污污灌，污灌有利利也有弊弊，弊为为污水进进入农田田后，一一部分被被植物吸吸收，大大部分累累积于土土壤，当当有毒受受害物质质达到一一定浓度度时，农农作物出出现有害害症状。主要症状为：：粮食减产、出现“镉米”、“铅米””、“砷米”。四、对水产资源的影响鱼类大幅度减减产，捕捞量下降降。急性死鱼事件时有发生。鱼质量下降，畸形变异，，异味等，降降低食用价值值。五、对人体健康的危害以水为媒介的的疾病.传染病(伤寒、痢疾疾、阿米巴、、甲型和乙型型肝炎等).受化学污染引引起的病（克山病、大大骨节病、地地甲病等,此外还有一些些重金属，有有毒化学品污污染）.我国主要的水水媒疾病（肝吸虫病、、姜片虫病、、蚊媒传染的的疾病等）我国人口中约约有60%的人在饮用不不符合卫生标标准的水第四节污污水处理技术术概述污水处理方法法分类好氧生物处理理法——活性污泥法厌氧生物处理理法厌氧生物处理理法第五节城城市污水的处处理与回用一、城市污水水的特征与处处理工艺城市污水的特特征城市污水主要要包括生活污污水和工业污污水的混合物物，由城市排排水管网汇集集并输送到污污水处理厂进进行处理。主主要污染因子子为悬浮物、、有机物、氮氮、磷等，可可能含有致病病微生物。城市污水的处处理工艺二、城市污水水对水体造成成的污染与危危害1.水体富营养化化2.赤潮3.溢油4.海洋生物质量量1、水体富营养养化(1)定义由于氮、磷等等植物营养物物质含量过多多而引起的水水质污染现象象称为水体富富营养化，一般发生在在湖泊、江河河、海湾等缓缓流水体中。。(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)危害害①DO降低，使鱼类类难以生存。。②藻类种类减减少，危及鱼鱼类生存。因因有些藻类有有胶质膜，有有的甚至有毒毒，不能成为为良好的饵料料，。③危害水源，，硝酸盐、亚亚硝酸盐对人人、畜都有害害。④加快湖泊老老化的进程。。2.赤潮是水体中某些些微小的浮游游植物、原生生动物或细菌菌，在一定的的环境条件下下突发性地增增殖和聚集，，引起一定范范围内一段时时间中水体变变色现象。通通常水体颜色色因赤潮生物物的数量、种种类而呈红、、黄、绿和褐褐色等。赤潮虽然自古古就有，但随随着工农业生生产的迅速发发展，水体污污染日益加重重，赤潮也日日趋严重。我我国自1933年首次报道以以来，至1994年共有194次较大规模的的赤潮，其中60年代以前只有有4次，1990年后则有157起。赤潮的危害：：赤潮不仅给海海洋环境、海海洋渔业和海海水养殖业造造成严重危害害，而且对人人类健康甚至至生命都有影影响。主要包包括两个方面面：①引起海洋异异变，局部中中断海洋食物物链，使海域域一度成为死死海；②有些赤潮生生物分泌毒素素，这些毒素素被食物链中中的某些生物物摄入，如果果人类再食用用这些生物，，则会导致中中毒甚至死亡亡。3.溢油2002年我国无重大大海上溢油事事件发生。1976—1997年，我国海域域共发生2300起溢油事故；；溢溢油量超过25000吨；年年平均溢油油事故110起，年年重大溢油油事故5到7起；每每次重大事事故直接经济济损失：几百万至上千千万元石油污染是水水体污染的重重要类型之一一。特别对地地下水及在河河口，近海水水域更为突出出。来源：石油污染来源源主要是工业业排放、石油油运输船清洗洗船舱、机件件，意外事故故时油的溢出出，海上采油油、陆上采油油等造成的。。石油开采石油运输危害：(1)严重危害水生生物物，影响活力、、使鱼窒息、、体内积累产产生臭味，降降低食用价值值等。(2)组成成成分中有稠环环芳烃等，多多为致癌物质，如苯并比，，苯并恩芘等等。(3)油膜厚厚10-4cm就会阻碍水的蒸发发和氧进入，每毫升油可可复盖水面12m2。(4)引起海面火灾，危及船舶、、桥梁。(5)破坏优优美的海滨风风景，降低疗养、旅游地地功能。(6)破坏地下水资源，使地下水水水质恶化。石油污染使水