环境学概论：第三章 水体环境

第一节水体环境概述一、水循环（一）地球上水资源的分布1.世界水资源总量2.我国水资源的特点

(1)水资源总量不少，但人均、亩均占有水平很低(2)水量在地区分布上不平衡(3)水量在时程分配上很不均匀(4)雨热同期是我国水资源的突出优点。表地球上水资源的分布

3.水资源的主要用途4.水资源开发利用中存在的主要问题(1)水体污染

(2)水源枯竭

(3)生态环境恶化

（二）水循环1.水的自然循环

2.水的社会循环二、天然水的水质天然水中的溶质成分概略性地分为5组：溶解性气体

主要离子

生源物质（营养物质）

微量元素

胶体

三、各种类型天然水的水质1.大气降水

2.河水3.湖泊4.地下水第二节水体的主要污染源和污染物一、水体概念及水体污染（一）水体的概念水体可划分为“类型”的概念和“区域”的概念1.按“类型”可划分为(1)海洋水体(2)陆地水体2．“区域”的概念水质主要指水相的质量

(二)水体污染二、主要的污染源（一）工业废水特点。(1)

排放量大，污染范围广，排放方式复杂(2)

污染物种类繁多，浓度波动幅度大

(3)

污染物质毒性强，危害大(4)

污染物排放后迁移变化规律差异大(5)

恢复比较困难工业废水主要有下列来源：1．采矿及选矿废水2．金属冶炼废水

3．炼焦煤气废水4．机械加工废水5．石油工业废水6．化工废水7．造纸废水8．纺织印染废水9．皮毛加工及制革废水10．食品工业废水（二）生活废水（1）

含氮、磷、硫高；（2）

含有纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质、尿素等在厌氧性细菌作用下易产生恶臭的物质；（3）含有多种微生物，如细菌、病原菌、病毒等，易使人传染上各种疾病；（4）由于洗涤剂的大量使用，使它在废水中含量增大，呈弱碱性，对人体有一定危害。（三）农业退水农业污染具有以下两个显著特点：（1）有机质、植物营养物质及病原微生物含量高。（2）含较高量的化肥、农药。

三、水体主要污染物1.固体污染物固体物质在水中有三种存在形态:

悬浮状态、胶体状态和溶解状态

;

水中固体污染物质主要是指固体悬浮物

.2.生物污染物指废水中的致病微生物及其它有害的生物体

;细菌总数和菌指数为病原微生物污染的间接指标

3.需氧有机污染物4.营养性污染物富营养化

5.感官污染物废水中能引起异色、浑浊、泡沫、恶臭等现象的物质

6.酸、碱、盐类污染物对渔业水体而言，pH值不得低于6或高于9.2;农业灌溉用水的pH值应为4.5～8.5。7.有毒污染物(1)无机毒物:包括金属和非金属两类。

(2)有机毒物(3)放射性物质8.油类污染物9.热污染四、主要污染物在水体中的迁移转化（一）耗氧有机物的降解1.有机物的生物化学分解机理及规律(1)降解机理有机物的降解通常有以下几种作用：

a.碳水化合物的降解

b.脂肪和油类的降解

c.蛋白质的降解

d.硝化作用和硫化作用

(2)基本反应细菌体外细胞内：化合物的碳链双键转化成单键(3)生化降解的步骤：①首先在细胞膜外发生水解反应②在细胞膜内继续水解和氧化③降解的后期产物

生成各种有机酸④有氧条件无氧条件2.碳水化合物的生化降解①单糖②二糖③多糖3.脂肪和油类(1)细胞外发生水解，生成其本身包含的两个分子，甘油和脂肪酸。(2)氧化(脱氢)甘油降解为丙酮酸C3H5(OH)3––

CH3COCOOH+4H(3)有氧条件下进入三羧酸循环、完全氧化、生成CO2和H2O2CH3COCOOH+4H+6O2––

6CO2+6H2O(2)基本反应细菌体外细胞内：化合物的碳链双键转化成单键(3)生化降解的步骤：①首先在细胞膜外发生水解反应②在细胞膜内继续水解和氧化③降解的后期产物

生成各种有机酸④有氧条件无氧条件2.碳水化合物的生化降解①单糖②二糖③多糖3.脂肪和油类(1)细胞外发生水解，生成其本身包含的两个分子，甘油和脂肪酸。(2)氧化(脱氢)甘油降解为丙酮酸C3H5(OH)3––

CH3COCOOH+4H(3)有氧条件下进入三羧酸循环、完全氧化、生成CO2和H2O2CH3COCOOH+4H+6O2––

6CO2+6H2O(2)基本反应细菌体外细胞内：化合物的碳链双键转化成单键(3)生化降解的步骤：①首先在细胞膜外发生水解反应②在细胞膜内继续水解和氧化③降解的后期产物

生成各种有机酸④有氧条件无氧条件2.碳水化合物的生化降解①单糖②二糖③多糖3.脂肪和油类(1)细胞外发生水解，生成其本身包含的两个分子，甘油和脂肪酸。(2)氧化(脱氢)甘油降解为丙酮酸C3H5(OH)3––

CH3COCOOH+4H(3)有氧条件下进入三羧酸循环、完全氧化、生成CO2和H2O2CH3COCOOH+4H+6O2––

6CO2+6H2O（三）重金属在水环境中的迁移转化

1.重金属的概念及特征重金属在环境中的行为和影响特征2.水体中重金属迁移的形态1）溶解态2）吸附态

3）金属胶膜态4）固体有机物态5）结晶矿物态

①溶解态

②悬浮态

第三节水质及水质标准

一、水质与水质指标（一）水质水中所含的杂质为三类：悬浮物质、溶解物质和胶体物质。

图6-2按颗粒大小分类的水中杂质

（二）水质指标分为三大类。第一类，物理性水质指标

(1)

感官物理性状指标如温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度等。(2)

其他物理性状指标1.温度2.嗅与味3.颜色和色度1）铂钴标准比色法：氯铂酸钾（K2PtCl6）和氯化钴（CoCl2·6H2O）2）稀释法4.浑浊度：1L蒸馏水中含1mg

SiO2所构成的光学阻碍现象为浑浊度1度。5.透明度6.电导率第二类，化学性水质指标(1)

一般的化学性水质指标.(2)

有毒的化学性水质指标.(3)有关氧平衡的水质指标.第三类，生物学水质指标。最常用的一些水质指标

1．pH值2．悬浮固体(简称SS－SuspendedSolids)水样的悬浮物浓度

水中悬浮物＝水中挥发性悬浮物＋水中固定性悬浮物悬浮物包括，粒径较大的颗粒物和粒径较小的颗粒物。3．有机污染物(1)

生化需氧量(BOD－BiochemicalOxygenDemand)BOD以单位体积污(废)水所消耗的氧量(mg／L)表示。注意：1.有机物污染的指标只需采用碳化需氧量就可反映出水体中有机物的多少（通常就称为生化需氧量BOD），而不包括硝化所需的氧量NOD。2.目前世界各国均以5天（20℃）作为测定BOD的标准时间，所测得的数值以BOD5表示。(2)

化学需氧量(COD-ChemicalOxygenDemand)化学氧化剂（K2Cr2O7或KMnO4）；CODCr＞BOD20＞BOD5＞CODMn

；（3）总需氧量(TOD－TotalOxygenDemand)TOD的值一般大子COD的值

（4）总有机碳(TOC－TotalOrganicCarbon)

4.溶解氧(DO-DissolvedOxygen)5.氮、磷等植物性营养物质6.有毒物质7.大肠菌群数用每升水中的大肠菌群数表示；通常用大肠菌群作为间接的检测指标；二、水质标准

1.用水水质标准（1）生活饮用水水质标准制定生活饮用水水质标准的主要原则:

表3世界卫生组织规定的饮用水水质标准（摘录）

表4我国的生活饮用水质标准(GB5749－85)

（2）工业用水水质标准2.水环境质量标准划分为五类：Ⅰ类：主要适用于源头水、国家自然保护区；Ⅱ类：主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场；Ⅲ类：主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区；Ⅳ类：主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；Ⅴ类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。

3.废水排放标准第一类污染物系指能在环境或动植物体内蓄积，对人体健康产生长远不良影响者。

第二类污染物的长远影响小于第一类，规定的采样点为排污单位排放口，其最高允许排放浓度执行表6-7的规定(1998年1月1日后建设的单位)。(1)特殊保护水域(2)重点保护水域(3)一般保护水域(4)第四节水体污染的危害及防治一、危害（一）对人体健康的危害日本的水俣病事件

----汞的废水;

氟含量过高，会引起牙齿珐斑及色素沉淀;

氟量过低时，会发生龋齿病

（二）对工业生产的影响（三）对农业、渔业生产的影响重金属污染：

1.汞污染及其危害无机汞

----甲基汞

2.铬及其化合物的危害

3.镉污染及危害

4.铅及其化合物的危害

5.砷及其化合物的危害二、水污染防治

（一）水污染防治的的目标（二）水污染防治的主要任务（三）水污染防治的原则（1）“防”

（2）“治”

工业废水----工厂内或车间内就地进行局部处;（3）“管”是指对污染源、水体及处理设施的管理（四）废水处理的方法和技术

（1）物理方法

(2)化学处理法

1.中