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1、第六章第六章 水体污染水体污染第一节第一节 概述概述一、水循环一、水循环 1.水的自然循环 2.水的社会循环二、水资源二、水资源 1.世界水资源总量 2.我国水资源的特点 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三、水生生态系统三、水生生态系统第二节第二节 水体的主要污染源水体的主要污染源一、生活废水一、生活废水二、工业废水二、工业废水三、农业生产废水三、农业生产废水第三节第三节 水体主要污染物水体主要污染物1.固体污染物2.生物污染物3.需氧有机污染物4.富营性污染物5.感官污染物6.酸、碱、盐类污染物7.有毒污染物8.油类污染物9.热污染第四节第四节 水体污染的危害水体污染
2、的危害一、对人体健康的危害一、对人体健康的危害二、对工业生产的影响二、对工业生产的影响三、对农业、渔业生产的影响三、对农业、渔业生产的影响第五节第五节 水污染防治的目标任务与原则水污染防治的目标任务与原则1.水污染防治的主要目标2.水污染防治的主要任务3.水污染防治的原则第六节第六节 水质与水质标准水质与水质标准一、水质与水质指标一、水质与水质指标（一）水质（二）水质指标二、水质标准二、水质标准 1.用水水质标准 2.水环境质量标准 3.废水排放标准第一节第一节 概概 述述 一、水循环一、水循环海洋、湖泊、河流、冰川；大气水、地下水、土壤水；生物水形成了不连续的水圈水圈。水的自然循环水的自然循
3、环：水由液气液态（固）的变化，在海洋、大气和陆地之间循环。水的社会循环水的社会循环：人类社会需求形成的局部循环体系（取用天然水体废水排入水体）。表现人类与自然的矛盾：废水中有害物质污染天然水体，又影响人类用水。对水污染进行控制。二、水资源丰富二、水资源丰富世界水资源：世界水资源：海水：97.2，覆盖地球表面70.8，不宜被人类直接使用。淡水：人类活动必需，有限，占总水量2.53%，其中34冰川。易开发 利用0.3。世界陆地可更新水资源量占全球总水量0.34。2000年人均占有0.73万m3。利用水量1/5，美国利用率17.6，中国17.8。表表6-1 地球上水资源的分布地球上水资源的分布我国水
4、资源我国水资源：总量：28124.4亿m3。降水量60000亿m3，占全球陆地总降水量的5，世界第三位。地表径流27115亿m3，世界第六位。人均年径流量，2400m3/年，世界人均的1/4，第88位，相当贫乏。特点特点：(1)地区分布不平衡：东南多、西北少。国土面积53东南沿海，占全国水资源93，西北7。(2)时程分配不均匀：降水集中69月份，占年总降水70。(3)水土资源组合不相适应：东、西北，黄淮流域的水资源占全国的17%，但土地占65%；长江以南的水资源占全国的83%，土地占35%。水资源开发利用中存在的主要问题水资源开发利用中存在的主要问题水体污染：废水排放大，80以上未经处理。20
5、01年，80河段为劣类，仅能灌溉；东海发生28次红潮。水源枯竭：城市地下水位下降，水源严重不足。生态环境恶化：人类超强度开发水文系统，江河断流、水质污染、水土流失、湖泊萎缩、水质咸化、土地退化、沙漠化、地面沉陷、陆地水生生态环境破坏。三、水生生态系统组成三、水生生态系统组成 组成组成：H2O；水生生物；水生生物；底质；底质；杂质杂质 生命物质生命物质（生产者、消费者、分解者）（生产者、消费者、分解者）非生命物质非生命物质（阳光、空气、水、物质）（阳光、空气、水、物质）悬浮物悬浮物细菌、藻类、泥砂、不溶物质。细菌、藻类、泥砂、不溶物质。胶体胶体溶胶（硅酸胶体）；高分子化合物（腐殖质胶体）。溶胶（
6、硅酸胶体）；高分子化合物（腐殖质胶体）。溶解物质溶解物质盐类（盐类（Ca、Mg、Na、Al、Fe盐，酸根组成，离子存在）；盐，酸根组成，离子存在）；气体气体 O2、CO2、N2、H2S。第二第二节节 水体的主要水体的主要污污染源染源 水体污染水体污染：排入水体的废物水生生态系统自净容量：排入水体的废物水生生态系统自净容量 水体水体的的五五级污级污染程度染程度：一级：水质良好，符合饮用水、渔业用水水质标准。一级：水质良好，符合饮用水、渔业用水水质标准。二级：轻度污染，符合地面水水质卫生标准，渔业用水，处理后二级：轻度污染，符合地面水水质卫生标准，渔业用水，处理后可为饮用水。可为饮用水。三级：污染
7、较严重，但可以作为农业灌溉用水。三级：污染较严重，但可以作为农业灌溉用水。四级：水质受到严重污染，水体中的水几乎无使用价值。四级：水质受到严重污染，水体中的水几乎无使用价值。五五级级：水：水质质受到受到严严重重污污染，水染，水质质已超已超过过工工业废业废水最高允水最高允许许排放排放浓浓度度标标准。准。水体水体污污染源染源：向水体：向水体释释放放污污染物的来源或染物的来源或场场所。所。1.生活生活废废水水：粪粪便水、洗浴水、洗便水、洗浴水、洗涤涤水、冲洗水等。多含有机物，易生水、冲洗水等。多含有机物，易生化降解。化降解。特点：特点：N、P、S高；高；纤维纤维素、淀粉、糖素、淀粉、糖类类、脂肪、蛋
8、白、脂肪、蛋白质质、尿素，易、尿素，易产产生生恶恶臭的物臭的物质质；细细菌、病原菌、病毒，易使人菌、病原菌、病毒，易使人传传染上各种疾病；染上各种疾病；洗洗涤剂涤剂，废废水呈弱碱性，水呈弱碱性，对对人体有一定危害。人体有一定危害。2.工工业废业废水水特点：特点：排放量大，污染范围广，排放方式复杂。污染物种类繁多，浓度波动大。污染物质毒性强，危害大。刺激性、腐蚀性；耗氧有机物多；N、P、K等造成水体富营养化；悬浮物含量很高，为生活废水的10倍。污染物排放后迁移规律差异大。污染物性质差别大，迁移变化规律不相同。恢复比较困难。水体一旦受污染，恢复到原来状态需要相当长的时间。工业废水主要有下列来源：工
9、业废水主要有下列来源：1采矿及选矿废水采矿及选矿废水各种金属矿、非金属矿、煤矿开采过程中产生的矿坑废水，主要含有各种矿物质悬浮物和有关金属溶解离子。2金属冶炼废水金属冶炼废水炼铁、炼钢、轧钢等过程的冷却水及冲浇铸件、轧件的水污染性不大；洗涤水是污染物质最多的废水，如除尘、净化烟气的废水常含大量的悬浮物，需经沉淀后方可循环利用，但酸性废水及含重金属离子的水有污染。3炼焦煤气废水炼焦煤气废水焦化厂、城市煤气厂等在炼焦与煤气发生过程中产生严重污染的废水，含有大量酚、氨、硫化物、氰化物、焦油等杂质，可产生多方面的污染效应。4机械加工废水机械加工废水主要含有润滑油、树脂等杂质，还含有各种金属离子如铬、锌
10、以及氰化物等，他们都是剧毒性的。电镀废水的涉及面很广，且污染性大，是重点控制的工业废水之一。5石油工业废水石油工业废水主要包括石油开采废水、炼油废水和石油化工废水三个方面。油田开采出的原油在脱水处理过程中排出含油废水，这种废水中还含有大量溶解盐类，其具体成分与含油地层地质条件有关。炼油厂排出的废水主要是含油废水、含硫废水和含碱废水。含油废水是炼油厂最大量的一种废水，主要含石油，并含有一定量的酚、丙酮、芳烃等；含硫废水具有强烈的恶臭，对设备具有腐蚀性；含碱废水主要含氢氧化钠，并常夹带大量油和相当量的酚和硫，pH可达1114。石油化工废水成分复杂。裂解过程的废水基本上与炼油废水相同，除含油外还可能
11、有某些中间产物混入，有时还含有氰化物。由于产品种类多且工艺过程各不相同，废水成分极为复杂。总的特点是悬浮物少，溶解性或乳浊性有机物多，常含有油分和有毒物质，有时还含有硫化物和酚等杂质。6化工废水化工废水化学工业包括有机化工和无机化工两大类，化工产品多种多样，成分复杂，排出的废水也多种多样。多数有剧毒，不易净化，在生物体内有一定的积累作用，在水体中具有明显的耗氧性质，易使水质恶化。无机化工废水包括从无机矿物制取酸、碱、盐类基本化工原料的工业，这类生产中主要是冷却用水，排出的废水中含酸、碱、大量的盐类和悬浮物，有时还含硫化物和有毒物质。有机化工废水则成分多样，包括合成橡胶、合成塑料、人造纤维、合成
12、染料、油漆涂料、制药等过程中排放的废水，具有强烈耗氧的性质，毒性较强，且由于多数是人工会成的有机化合物，因此污染性很强，不易分解。7造纸废水造纸废水造纸工业使用木材、稻草、芦苇、破布等为原料，经高温高压蒸煮而分离出纤维素，制成纸浆。在生产过程中，最后排出原料中的非纤维素部分成为造纸黑液。黑液中含有木质素、纤维素、挥发性有机酸等，有臭味，污染性很强。8纺织印染废水纺织印染废水纺织废水主要是原料蒸煮、漂洗、漂白、上浆等过程中产生的含天然杂质、脂肪以及淀粉等有机物的废水。印染废水是洗染、印花、上浆等多道工序中产生的，含有大量染料、淀粉、纤维素、木质素、洗涤剂等有机物，以及碱、硫化物、各类盐类等无机物
13、，污染性很强。9皮毛加工及制革废水皮毛加工及制革废水主要包括皮毛和皮革的清整等加工过程，经浸泡、脱毛、清理等预备工序排出的废水，富含丹宁酸和铬盐，有很高的耗氧性，是污染性很强的工业废水之一。10食品工业废水食品工业废水食品工业的内容极其复杂，包括制糖、酿造、肉类、乳品加工等生产过程，所排出的废水都含有机物，具有强的耗氧性，且有大量悬浮物随废水排出。动物性食品加工排出的废水中还含有动物排泄物、血液、皮毛、油脂等，并可能含有病菌，因此耗氧量很高，比植物性食品加工排放的废水的污染性高得多。一些工业废水中所含的主要污染物如表6-2 所示。表表6-2 一些工业废水中的主要污染物一些工业废水中的主要污染物
14、工工业业部部门门废废水中主要水中主要污污染物染物化学工业各种盐类、Hg、As、Cd、氰化物、苯类、酚类、醛类、醇类、油类、多环芳香烃化合物等石油化学工业油类、有机物、硫化物有色金属冶炼酸、重金属Cu、Pb、Zn、Hg、Cd、As等钢铁工业酚、氰化物、多环芳香烃化合物、油、酸纺织印染工业染料、酸、碱、硫化物、各种纤维素悬浮物制革工业铬、硫化物、盐、硫酸、有机物造纸工业碱、木质素、酸、悬浮物等采矿工业重金属、酸、悬浮物等火力发电冷却水的热污染、悬浮物核电站放射性物质、热污染建材工业悬浮物食品加工工业有机物、细菌、病毒机械制造工业酸、重金属Cr、Cd、Ni、Cu、Zn等,油类电子及仪器仪表工业酸、重
15、金属3.农业农业生生产废产废水水 牲畜牲畜饲饲养、食品加工、含养、食品加工、含农药农药、化肥的、化肥的废废水。水。特点特点：生化需氧量高：有机质、植物营养物质、病原微生物含量高。化肥、农药含量高：85均可进入水体，有机氯农药半衰期为15年。第三第三节节 水体主要水体主要污污染物染物 1.固体污染物。溶解态、胶体态、悬浮态。2.生物污染物。病毒、病菌、寄生虫卵、藻类。3.需氧有机污染物。4.富营性污染物。N、P、K、S等。富营养化。5.感官污染物。浑浊、泡沫、恶臭。6.酸、碱、盐类污染物。工业废水、酸雨。7.有毒污染物。12000种,无机毒物、有机毒物、放射性物质。8.油类污染物。矿物油、动植物
16、油。9.热污染。废水温度过高。第四第四节节 水水质质与水与水质标质标准准 水水质质指指标标衡量水质的好坏。第一第一类类，物理性，物理性：感官。温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度。其他。总固体、悬浮固体、溶解固体、可沉固体、电导率、电阻率。第二第二类类，化学性，化学性：一般指标：pH值、硬度、各种阴、阳离子、总含盐量、有机物。有毒。重金属、氰化物、多环芳烃、各种农药。氧平衡。溶解氧(DO)，化学(COD)、生化(BOD)、总需氧量(TOC)。第三第三类类，生物性，生物性：细菌总数、总大肠菌群数、各种病原细菌、病毒。常用水常用水质质指指标标（1）pH值值。污污水酸碱性大小。水酸碱性大小。天天然然水
17、水pH69。生生活活污污水水一一般般呈呈弱弱碱碱性性，某某些些工工业业废废水水pH值值偏偏离中性很离中性很远远。（2）悬悬浮浮固固体体(简简称称SSSuspended Solids)。水水中中呈呈悬悬浮浮状状态态固固体体物物质质，mgL。挥挥发发性性悬悬浮浮物物高高温温下下(600)，悬悬浮浮物物灼灼烧烧失失去去的的重重量量。表表示示有有机物机物含量。含量。固固定定性性悬悬浮浮物物灼灼烧烧后后残残留留的的悬悬浮浮物物的的重重量量。代代表表悬悬浮浮物物中中无无机机物物的含量。的含量。（3）有有机机污污染染物物。C、H、O、N、S组组成成。在在水水中中不不稳稳定定，微微生生物物分分解解无机物。无机
18、物。需氧有机物需氧有机物通通过过生化生化过过程或化学作用消耗水中溶解氧的物程或化学作用消耗水中溶解氧的物质质。微微生生物物分分解解有有机机物物，氧氧化化反反应应，消消耗耗水水中中O2。当当消消耗耗大大气气补补充充，水水质质恶恶化化。当当溶溶解解氧氧很很少少时时，有有机机物物进进行行厌厌氧氧分分解解，产产生生H2S、CH4、NH3，臭气、水臭气、水变变黑。黑。生化需氧量生化需氧量BOD（Biochemical Oxygen Demanded）有氧条件下，有氧条件下，20时时，微生物分解可降解有机物所需溶解氧量，微生物分解可降解有机物所需溶解氧量(mg/L)。BOD需氧有机物需氧有机物。综合水质指
19、标综合水质指标：用水中溶解氧的减少量，间接表示有机物浓度用水中溶解氧的减少量，间接表示有机物浓度。有机物分解过程有机物分解过程：BOD BODu+NODu第一阶段第一阶段(碳化阶段碳化阶段BODu)：有机物：有机物无机的无机的CO2、H2O和和NH3。第二阶段第二阶段(硝化阶段硝化阶段NODu)：NH3（硝化菌作用）硝化菌作用）亚硝酸根、硝酸根亚硝酸根、硝酸根 (在第一阶段有机物已基本无机化了，作为衡量有机物多少的指标，只需采用碳化需氧量BODu即可。BODBODu)测定测定BODu需需20天（天（BOD20），），太长。太长。BOD520，5天所需天所需BOD。BOD5BODuBOD。生活用
20、水：生活用水：BOD5/BOD2070。从从BOD5可推得可推得BOD20。缺点缺点：a)含难生物降解物质时，含难生物降解物质时，BOD5测定误差较大；测定误差较大；b)测定需测定需5天，仍慢；天，仍慢；c)含抑制微生物繁殖物质，或不含微生物生长所需营养时，含抑制微生物繁殖物质，或不含微生物生长所需营养时，影响测定结果。影响测定结果。化学需氧量化学需氧量COD（Chemical Oxygen Demanded）用氧化剂氧化分解有机物时，与消耗的氧化剂当量相等的氧量用氧化剂氧化分解有机物时，与消耗的氧化剂当量相等的氧量。CODCr（COD）氧化剂氧化剂 K2Cr2O7(重铬酸钾指数重铬酸钾指数)
21、。CODMn氧化剂氧化剂KMnO4（高锰酸钾指数）。（高锰酸钾指数）。优优点点：CODCr在在较较短短时时间间内内(规规定定2小小时时)测测出出耗耗氧氧物物质质含含量量，不不受受水水质限制。质限制。缺点缺点：不能完全表示可被微生物氧化的有机物量，：不能完全表示可被微生物氧化的有机物量，还原性无机物也消耗还原性无机物也消耗O2。对特定水质：对特定水质：CODCr（COD）BODu（BOD）BOD5CODMn。BOD5CODCr0.3，宜采用生化宜采用生化处处理理。总总需氧量需氧量TOD（Total Oxygen Demanded）900时，有机物催化燃烧成时，有机物催化燃烧成CO2、H2O、NO
22、2、SO2所消耗的氧量所消耗的氧量。可在几分钟内完成，可在几分钟内完成，TODCOD。总总有机碳有机碳TOC（Total Organic Carbon）900时催化燃烧，测定产生的时催化燃烧，测定产生的CO2量，折算出其中的含碳量。也量，折算出其中的含碳量。也仅需几分钟仅需几分钟。（4）溶解氧）溶解氧DO（Dissolved Oxygen）。）。水中溶解的分子氧的含量水中溶解的分子氧的含量，mg/L。无污染水，溶解氧处于饱和。无污染水，溶解氧处于饱和。常压，常压，0时淡水溶解氧时淡水溶解氧10 mg/L，海水为淡，海水为淡水的水的80%。溶解氧溶解氧4.0 mg/L，水生生物就难以生存。，水生
23、生物就难以生存。DO，水体污染程度，水体污染程度。（5 5）N N、P P等植物性营养物质等植物性营养物质。城市污水处理厂城市污水处理厂P P的排放量的排放量1.0 mg/L1.0 mg/L。（6 6）有毒物质有毒物质。对主要毒物规定浓度限值。对主要毒物规定浓度限值。（7 7）大肠菌群数）大肠菌群数。每升水中的大肠菌群数。每升水中的大肠菌群数。一般，大肠菌为非致病菌。一般，大肠菌为非致病菌。水致传染病菌、病毒生长环境与大肠菌基本相同，检测困难，水致传染病菌、病毒生长环境与大肠菌基本相同，检测困难，用大肠菌群作为用大肠菌群作为间接检测指标间接检测指标。水质标准水质标准 1.用水水质标准用水水质标
24、准（1）生活饮用水水质标准）生活饮用水水质标准 生活饮用水卫生标准生活饮用水卫生标准(GB574985)。原原 则则：卫生上安全可靠，不应含有各种病源微生物和寄生虫卵；卫生上安全可靠，不应含有各种病源微生物和寄生虫卵；化学成分应对人体无害；化学成分应对人体无害；使用时不致造成其他不良影响。使用时不致造成其他不良影响。（2）工业用水水质标准）工业用水水质标准 各行业都相继制定了工业用水标准。各行业都相继制定了工业用水标准。表表6-3 世界卫生组织规定的饮用水水质标准（摘录）世界卫生组织规定的饮用水水质标准（摘录）表表6-4 我国的生活饮用水质标准我国的生活饮用水质标准(GB574985)2.水环
25、境质量标准水环境质量标准 地地面面水水环环境境质质量量标标准准(GB3838GB383888)88)，依依据据使使用用目目的的和和保保护护目目标标划分为五类。划分为五类。类：主要适用于类：主要适用于源头水源头水、国家自然保护区；、国家自然保护区；类类：主主要要适适用用于于集集中中式式生生活活饮饮用用水水水水源源地地一一级级保保护护区区、珍珍贵贵鱼鱼类类 保护区、鱼虾产卵场；保护区、鱼虾产卵场；类类：主主要要适适用用于于集集中中式式生生活活饮饮用用水水水水源源地地二二级级保保护护区区、一一般般鱼鱼类类保护区及游泳区；保护区及游泳区；类：主要适用于一般类：主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的
26、工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；娱乐用水区；类：主要适用于类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域农业用水区及一般景观要求水域。海水水质标准海水水质标准(GB309782)。3.废水排放标准废水排放标准 分分综综合合排排放放标标准准、行行业业部部门门标标准准两两种种，不不交交叉叉执执行行，有有的的地地区还制定了严于国家排放标准的地方标准。区还制定了严于国家排放标准的地方标准。我我国国污污水水综综合合排排放放标标准准（GB8978GB897819961996）限限制制允允许许排排放放浓度浓度。污水综合排放标准污水综合排放标准中的污染物分类：中的污染物分类：根据污染物的毒性及其对人体、动
27、植物和水环境的影响分为两大类：第一类污染物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生长远不良影响者。对此类污染物，不分其排放的方式和方向，也不分受纳水体的功能级别，一律执行严格的标准值，并规定含此类污染物的废水一律在车间或车间处理设施的排放口取样检测，其最高允许排放浓度必须符合表6-6的规定。第第二二类类污污染染物物长长远远影影响响小小于于第第一一类类，规规定定的的采采样样点点为为排排污污单单位位排排放放口口，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)。标标准准分分级级是是按按受受纳纳水水体体的的使使用用功功能能要要求求、废废水水排排放放去去向向划划分：分：特殊保护水域；特殊保护水域；重点保护水域；重点保护水域；一般保护水域；一般保护水域；排入城镇下水道，并进入二级污水处理厂的废水。排入城镇下水道，并进入二级污水处理厂的废水。表表6-6 第一类污染物最高允许排放浓度第一类污染物最高允许排放浓度