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1、会计学1水环境卫生水环境卫生第一页，共45页。一、水体一、水体(shu t)的污染、自净和污染物的转归的污染、自净和污染物的转归n n各种水体(shu t)的污染特点水体(shut)是不是仅仅指水?u水体水（包括其中的溶解物质、悬浮物质等）水生生物底质（底泥）这三者之间紧密联系并相互作用，共同影响着物质在水中迁移和转化，所以，应当把它们当作完整的生态系统来看待，统称为水体。第2页/共45页第二页，共45页。在水污染的研究中区分“水”和“水体”的概念是很重要的，比如，重金属污染物从水中沉淀下来转移到底泥中，水中重金属的含量会降低，如果仅仅着眼于水，似乎没有受到污染；但是从水体的角度来看，底泥中重
2、金属的含量比较(bjio)高，说明该水体受到了较严重的污染，而且在某些情况下，比如暴风雨后，底泥中的重金属又可能重新回到水中，成为二次污染。所以，我们在研究水体污染，尤其是污染的防治时，既要研究水污染，同时也要研究底泥和水生生物体的污染，才能全面了解水环境的现状和变化发展趋势。由于水在河流、湖泊、水库、海洋和地层中的运动方式不同，环境条件也有差异，所以形成了各种水体(shut)的不同污染、自净特点，了解这些特点对评价和研究水污染是很重要的。第3页/共45页第三页，共45页。n n河流(hli)污染的特点u河流的污染(wrn)程度取决于河流的径污比径污比径流量和排入河流(hli)中的污水量的比值
3、河流的径污比大，稀释能力强，河流受污染的可能性和污染程度较小。污染物进入河流后，河水的混合能力很强，再加上受水流的推力，沿水流方向运动，所以如果上游遭受污染，下游很快就会受到影响。水体中的污染物往往是从高浓度向低浓度扩散的第4页/共45页第四页，共45页。中小河流(hli)污染物可沿着(ynzhe)纵向、横向、垂直方向扩散污染不仅发生在排污口，甚至(shnzh)可影响下游几公里至几十公里垂直方向的混合大都在排污口下几百m内完成在排污口下游1-3km内横向也可充分混合使污染物在整个断面呈较均匀的分布大的江河流量大，污水不易在全断面混合，只在岸边形成浓度较高的污染带，对下游地区造成局部的污染因为河
4、流一般水流较快、流量大，所以它的自净作用比湖泊、水库强第5页/共45页第五页，共45页。v湖泊、水库(shuk)污染的特点u水面宽阔，流速缓慢，沉淀作用(zuyng)强，稀释混合能力较差，水交换缓慢污染物进入湖泊、水库后，容易被稀释混合而向下游(xiyu)输送呢，还是容易沉积入湖底呢？湖泊的相对封闭性使污染物容易沉积而长期停留在湖中，发生量和质的变化湖泊的缓流水面使水的复氧作用降低，从而使湖水对有机物质的自净能力减弱。湖泊常接纳各种工业废水和生活污水。湖泊、水库污染的主要现象是水体富营养化第6页/共45页第六页，共45页。v水体(shut)富营养化eutrophication当湖泊、水库水接纳
5、过多含磷、氮的污水时，可使藻类等浮游生物大量繁殖形成水体富营养化。由于(yuy)占优势的浮游生物的颜色不同，水面往往呈现红色、绿色和蓝色等，这种情况出现在淡水中时称为水华（waterbloom），发生在海湾时称为赤潮（redtide）。水华赤潮第7页/共45页第七页，共45页。N、P排入水体 藻类繁殖（algale bloom/red tide)需氧分解(fnji)死亡 消耗DO 鱼类及水生生物死亡 厌氧分解(fnji)产生H2S 释放N、P藻类死亡残体沉入水底，代代沉积，湖泊逐渐变浅，直至成为沼泽v水体(shut)富营养化eutrophication水体一旦出现富营养化的现象，即使切断(qi
6、dun)了外界营养物质的来源，水体也难于自净和恢复到正常状态。所以，防止封闭型湖泊的水污染是控制富营养化形成的根本措施。第8页/共45页第八页，共45页。第9页/共45页第九页，共45页。对我国67个主要湖泊水质和富营养化现状的调查和评价结果得出(dch)：属类水质的湖泊为5个，占调查湖泊数量的7.5%，面积为1135.2km2，占调查湖泊总面积的6.1%；属类水质的湖泊有16个，占调查湖泊数量的23.9%，面积为2154.5km2，占调查湖泊总面积的11.8%；属类水质的湖泊有18个，占调查湖泊数量的26.9%，面积为10393.7km2，占调查湖泊总面积的55.6%；属类水质的11个，占调
7、查湖泊数量的14.6%，面积为4768.1km2，占调查湖泊总面积的25.6%；属劣类水质的湖泊有17个，占调查湖泊数量的25.3%，面积为154.15km2，占调查湖泊总面积的0.9%。大约有近20%的湖泊水质较好(类)，有80%以上的湖泊受到污染(劣类)，表明当前我国湖泊水质污染的问题十分严峻。第10页/共45页第十页，共45页。对67个主要湖泊富营养化评价结果看出，属贫营养湖泊数量为零，属中营养的湖泊为18个，占调查湖泊总数的26.9%，面积为701311km2，占调查湖泊总面积的37.6%。属富营养型的湖泊为49个，占调查湖泊数量的73.1%，面积为11632.55km2，占调查湖泊总
8、面积的62.4%。也就是说，从湖泊数量上来看，有近3/4的湖泊已达富营养程度，所占的面积也接近总面积的2/3，表明当前我国湖泊富营养化问题十分突出，湖泊富营养化导致湖泊水体透明度降低，水生态系统发生退化(tuhu)，沉水植物消失，而代之以浮游植物蓝藻大肆繁殖使水质恶化。第11页/共45页第十一页，共45页。2009年，全海域共发现赤潮68次，累计面积约14100平方千米。与08年赤潮发现次数相同，赤潮累计面积基本持平。其中，500平方千米以上的大面积和较大面积赤潮6次，分别发生在渤海湾、长江口外浙江舟山北部、浙江中部渔山列岛与台州列岛海域和黄海的山东日照(rzho)与海阳及乳山附近海域，累计面
9、积9120平方千米。第12页/共45页第十二页，共45页。v水体富营养化(fynynhu)eutrophication的危害在富营养化水体中藻类大量繁殖(fnzh)聚集在一起，浮在水面上可影响水体的感官性状，使水质出现异臭异味藻类产生的黏液可附于水生动物的鳃上，影响其呼吸，导致水生动物窒息死亡(swng)。比如夜光藻对养殖鱼类的危害就很大。有的赤潮菌大量繁殖时分泌的有害物质比如硫化氢、氨等可破坏水体的生态环境，并可使其它水生生物中毒和生物群落的组成发生异常。第13页/共45页第十三页，共45页。v水体富营养化(fynynhu)eutrophication的危害藻类大量繁殖死亡后，在细菌(xjn
10、)分解过程中不断消耗水中的溶解氧，使水中含氧量急剧下降，引起鱼虾贝类等水生动物因缺氧而死亡。如果使用富营养化的水体(shut)作为自来水水源的话，大量繁殖的藻类常常堵塞水厂的滤池有些藻类能产生毒素，引起中毒甚至死亡第14页/共45页第十四页，共45页。v水体富营养化(fynynhu)eutrophication的治理治理治理(zhl)过程存在过程存在一些误区一些误区 在认识上对湖泊(hp)富营养化治理的复杂性和长期性缺乏足够的认识，在行动上表现为急功近利、头疼治头脚疼医脚的倾向，总想在短期内就能使湖泊(hp)变清。我国湖泊富营养化的过程是伴随着经济快速发展、污染不断积累的过程而加剧的。对富营养
11、化湖泊的治理也经历了十多年的探索，目前看来，过去对富营养化湖泊的治理过程存在一些误区 具体表现为仅考虑湖泊局部环境的治理而忽视流域整体的污水治理，或者仅强调湖泊外源排放而忽视对湖泊内源循环的研究，或者仅抓了对点源污染的治理而忽视了面源污染的作用其结果是投入了大量人力、物力和财力对湖泊富营养化进行治理，到头来湖泊富营养化反而越来越严重。第15页/共45页第十五页，共45页。富营养化富营养化(f yn yn hu)湖泊的治理和湖泊生态系统湖泊的治理和湖泊生态系统修复的国际经验修复的国际经验主要特征是首先对受污染的湖泊进行高强度的治污，投入大量的物力(wl)、财力、人力对湖泊流域的污水进行截流并统一
12、进行处理，达标后排放入湖。湖泊的生态系统修复主要靠湖泊的自我调节机制自然修复。以欧洲的湖泊治理过程为代表，在20世纪70年代之前，欧洲的大多数湖泊富营养化也非常严重，从70年代开始，对富营养化湖泊及其流域进行截断污染源，污水管道化进行污水处理后再排入湖泊。经过2030年的高强度治污，目前绝大多数湖泊从富营养化状态又恢复到贫营养状态。在此过程中积累了大量详尽的湖泊及其生态系统演变的监测资料。事实表明，生态系统的自然(zrn)修复是恢复不到原点的。第16页/共45页第十六页，共45页。北美和日本湖泊富营养化治理和湖泊生态系统修复(xif)也同样是先从流域治污开始的，而人类对湖泊生态系统修复(xif
13、)的目的是经过人工干预使湖泊尽快建立起适合湖泊水体状况的健康生态系统，而进一步促进湖泊环境的不断改善。我们必须对湖泊富营养化和治理过程有一个(y)清醒的认识，借鉴国际先进经验，系统、全面考虑和规划湖泊富营养化的治理过程，在流域全面截污、高强度治污的基础上，对湖泊生态系统的修复进行人工干预，因势利导，科学地进行健康湖泊生态系统的修复。第17页/共45页第十七页，共45页。v地下水污染(wrn)的特点由于上面覆盖着土壤和不透水层，所以(suy)能减少地下水被污染的机会，而且污染的进程也比较缓慢因为地表以下地层复杂(fz)、地下水流动极其缓慢、溶解氧含量低、含微生物亦较少等原因，所以地下水一旦被污染
14、后不容易查清污染来源和途径，水体自净作用较差，污染难以治理。所以，地下水污染治理一般需要十几年，甚至几十年的时间才能见效受工业废水、生活污水污染的地下水，一般表现为钙盐、镁盐、氯化物、硝酸盐显著增加，其有毒污染物主要是苯酚、氰、汞、铬、砷、石油及其有机化合物第18页/共45页第十八页，共45页。地下水中污染物的含量(hnling)是不是一定低于地表水？一般(ybn)情况是这样的，因为污染物在下渗的过程中不断被阻挡、截留、吸附、分解。但地下水中污染物的含量反映的是地表水前期的污染状况，如果地表水由于(yuy)治理等措施使污染物含量减少时，有可能出现地下水中污染物含量高于地表水的情况有机氯农药在很
15、多地区就出现过地下水高于地表水的情况。第19页/共45页第十九页，共45页。v海洋污染(hiynwrn)的特点海洋(hiyng)的污染源多而复杂。各种各样的工业废水和生活污水(wshu)通过江河水注入海洋，目前受污染最严重的是靠近工业发达地区的海域。海上航行的船只和大型油轮发生漏油事故，以及海上石油开采作业等均使海洋发生石油污染。大气污染物也可通过气流运行到海洋上空随雨水降入海洋。去年7月大连新港附近中石油一条输油管道起火爆炸。事故使大连附近海域至少50平方公里的海面被原油污染4月20日，英国石油公司在墨西哥湾租用的一个钻井平台，瞬间发生爆炸，大量原油顷刻间侵入了墨西哥湾，造成非常严重的污染。
16、第20页/共45页第二十页，共45页。海洋污染(hiynwrn)的持续性长，危害性也较大污染物进入海洋(hiyng)后，很难再转移出去，不溶解和不易分解的污染物便在海洋(hiyng)中积累起来，或者被海洋(hiyng)生物所富集海洋污染(hiynwrn)的污染范围大世界各个海洋是互相沟通的，污染物在海洋中通过海水的流动，可以扩散到任何角落第21页/共45页第二十一页，共45页。v水体(shut)污染的自净及其机制v水体(shut)污染的自净作用self-purification定义(dngy)水体受污染后，污染物在水体的物理、化学、生物学的作用下，使污染成分不断稀释、扩散、分解破坏或沉入水底，
17、水中污染物的浓度逐渐降低，水质最终恢复到污染前的状况。影响因素受纳水体的地形和水文条件水中微生物的种类和数量水温和复氧状况（风力、风向、水体紊流状况等）污染物的性质和浓度第22页/共45页第二十二页，共45页。废水进入水体后，污染和自净过程几乎(jh)同时开始距排污口近的水域以污染(wrn)过程为主，表现为水质恶化，形成严重污染(wrn)区在相邻的下游水域，自净过程有所加强，污染强度逐渐减弱，水质(shuzh)渐见好转，形成中度至轻度污染区域在轻度污染水域下游，则以自净过程为主第23页/共45页第二十三页，共45页。有机物的自净过程(guchng)易被氧化的有机物进行的化学氧化分解，本阶段(j
18、idun)在污染物进入水体后数小时即完成。有机物在水中微生物作用下的生物化学氧化分解，本阶段(jidun)持续时间的长短与水温、有机物浓度、微生物种类和数量等有关，一般要延续数日。含氮有机物的硝化过程，这个阶段最慢，一般要延续1个月左右第一阶段第二阶段哪个指标能表示被生物化学氧化的有机物的量？BOD5第三阶段第24页/共45页第二十四页，共45页。v水体自净过程(guchng)的特征1、进入水体的污染物在自净过程中，总的趋势是浓度(nngd)逐渐降低2、大多数有毒污染物在物理、化学和生物学作用下转变为低毒或无毒的化学物，比如2,4-二恶英可在微生物的作用下，经过复杂的分解过程，最终形成(xng
19、chng)无毒的二氧化碳、水和氯根3、重金属污染物在溶解状态时可被吸附或转变成不溶性化合物沉淀至底泥或进入食物链中，可造成二次污染或对人体健康产生危害4、复杂的有机物如碳水化合物、脂肪、蛋白质等，不论在水中溶解氧含量如何，都能被微生物利用和分解，先降解为较简单的有机物，再进一步分解为二氧化碳和水第25页/共45页第二十五页，共45页。水体自净的机制主要是一系列的物理、化学和生物学作用。各种(zhn)作用可相互影响，同时发生并交互进行6、在自净过程初期，水中溶解氧含量急剧降低(jingd)，到达最低点后又缓慢上升，并逐渐恢复至正常水平7、进入水体的大量污染物，如有毒性，则影响生物栖息(qx)，如
20、生物不逃避就会中毒死亡，使水生生物物种和数量大为减少，随着自净过程的进行，污染物浓度降低，生物种群和数量逐渐回升，最后使生物分布趋于正常。v水体自净的机制5、不稳定的污染物在自净过程中转变成稳定的化合物，比如，氨转变为亚硝酸盐，后者再氧化成硝酸盐一般情况下，自净的初始阶段是以物理和化学作用为主，后期主要是生物学作用为主。第26页/共45页第二十六页，共45页。物理(wl)净化作用主要(zhyo)是通过稀释、混合、吸附、沉淀等作用进行的物理净化过程虽然只是改变了污染物的浓度分布(fnb)，并不减少污染物的绝对量，但在很大程度上有助于后续的化学和生物学过程的进行。二次污染污染物在重力的作用下沉降，
21、逐渐沉积到水底，参与底泥的组成。水中污染物的浓度下降，但是底泥中污染物的浓度比较高。在某些情况下，比如当降雨时流量增大或其它原因搅动河底污泥，已经沉淀的污染物又可进入水层，造成水的二次污染。第27页/共45页第二十七页，共45页。化学(huxu)净化由于进入水体的污染物与水中成分发生化学反应，致使污染物浓度(nngd)降低或毒性消失的现象包括污染物的分解和化合(huh)、氧化和还原、酸碱中和等作用水体中酸性废水与碱性废水的相互中和纯化学反应在微生物的参与下完成的水体中含氮有机物的硝化过程光化学作用，发生光解反应和光氧化反应氨基甲酸酯在天然水中通过氧化剂(如自由基)作用而形成光氧化产物第28页/
22、共45页第二十八页，共45页。污染水体的氧化还原反应受水中溶解氧含量(hnling)的影响。当水中溶解氧含量高时，氧化能力强，可使二价铁、锰分别氧化成三价铁或四价锰成为难溶性化合物而沉淀。当水中溶解氧浓度较低或缺氧(quyn)时，氧化能力弱，此时铁、锰被还原为易于迁移的形态。在厌氧条件下汞的甲基化反应受阻，难以形成甲基汞。通过化学净化过程，污染物在水中的含量发生了改变，但要注意的是污染物在水中发生化学反应并不总是减毒，有时(yush)可能反而会使毒性增加无机汞通过甲基化反应生成甲基汞第29页/共45页第二十九页，共45页。生物(shngw)净化在河流、湖泊、水库等水体中生存的细菌(xjn)、真
23、菌、藻类、水草、原生动物、贝类、昆虫幼虫、鱼类等生物，通过它们的代谢作用分解水中污染物，使其数量减少，直至消失生物净化过程(guchng)是地面水自净作用中最重要和最活跃的过程(guchng)，是目前污水处理的重要技术手段。生物性降解水中有机污染物在微生物作用下分解成无机物的过程厌氧状态当水中溶解氧浓度过低时，水体中有机物发生厌氧分解，产生硫化氢、甲烷等，水质变坏，呈黑色，并散发出臭气第30页/共45页第三十页，共45页。含有硫、磷、氮、碳等有机(yuj)污染物在溶解氧的参与下经需氧微生物氧化分解成简单、稳定的无机物，如二氧化碳、水、硫酸盐、硝酸盐和磷酸盐等，使水得以自净。有氧状态(zhung
24、ti)微生物在分解有机物、消耗水中溶解氧的同时，空气中的氧可通过水面不断溶解、补充到水中，水生植物光合作用(gungh-zuyng)排出的氧也可补充水中的氧水体的复氧过程在有机物分解过程中，复氧和耗氧是同时进行的，水体中溶解氧的含量是耗氧与复氧两个过程共同作用的结果。溶解氧的动态变化反映了水体中有机物净化的程度，所以可以把溶解氧作为水体自净的标志。溶解氧的变化过程可以用氧垂曲线来表示。第31页/共45页第三十一页，共45页。Cp是水中溶解氧的最低点。在此点之前(zhqin)，耗氧作用大于复氧作用，水中溶解氧浓度逐渐降低，水质逐渐恶化。此点之后复氧作用大于耗氧作用，溶解氧逐渐恢复，水质逐渐好转。
25、第32页/共45页第三十二页，共45页。水中一些特殊的微生物种群和高级水生植物(如浮萍、芦苇(lwi)、凤眼莲等)、鱼贝类等生物还能吸收并浓缩水中汞、镉、锌等重金属或生物难降解的人工合成有机物，使水逐步得到净化。比如芦苇(lwi)能分解苯酚类，浮萍对镉具有很强的富集能力。其他的生物(shngw)净化过程第33页/共45页第三十三页，共45页。随着污水进入水体的微生物，由于阳光紫外线照射、生物间的拮抗作用、以及不适宜的环境条件等的作用而逐渐(zhjin)死亡，致病微生物死亡更快。寄生虫卵进入水体(shut)后，除血吸虫卵、肺吸虫卵、姜片虫卵等能在水中孵化外，其它虫卵则沉入水底，逐渐死亡。第34页
26、/共45页第三十四页，共45页。v水体(shut)污染物的转归污染物在水体(shut)中的转归是指污染物在水环境中空间位置的移动（量）和存在形态的变化（质）。此两种变化常常是互相联系的。污染物在水体(shut)中的转归主要有迁移和转化两种。迁移(qiny)污染物从某一地点转移到另一地点、从一种介质转移到另一介质的过程。污染物随水流向下游迁移的过程在重力作用下的沉降过程固体颗粒物和胶体物的吸附和凝聚过程水生生物的吸收、代谢以及食物链的传递过程第35页/共45页第三十五页，共45页。污染物在水中的迁移过程中，有三种介质(jizh)是很重要的：水、沉积物(颗粒物）和生物体。水通常是基本(jbn)介质
27、重金属和很多有机化合物常与悬浮颗粒和水底沉积物紧密结合，因而颗粒物常常是重金属和有机污染物的主要迁移介质。所以，这些物质(wzh)在颗粒物和沉积物中的浓度常常比在水相中高得多。水环境中的生物体往往通过生物富集和生物放大作用而使某种元素或难分解化合物的含量大大高于水相中的浓度。第36页/共45页第三十六页，共45页。某些生物不断从环境中摄取浓度极低的污染物，在体内逐渐聚集，使该物质(wzh)在生物体内达到相当高、甚至引起其他生物（或人）中毒的浓度生物放大(fngd)作用biomagnification由于各级生物个体的生物富集作用(zuyng)，使高位营业级生物体内污染物浓度大大高于低位营业级生
28、物的现象。生物放大作用(zuyng)的最终结果是使高位营养级生物体内倒到很高浓度，可对最高位的人类健康构成极大危害。生物富集作用bioenrichment第37页/共45页第三十七页，共45页。转化(zhunhu)污染物在水体中所发生的物理、化学(huxu)、光化学(huxu)和生物学作用。通过这些作用，使其形态或者分子结构发生变化，以致改变了污染物原有的化学(huxu)性质、毒性及生物学效应。一般情况(qngkung)下，污染物经过转化可使其毒性降低但是有些污染物通过转化毒性反而增高在氧化条件下三价铬转变为六价铬在还原条件下五价砷转化成三价砷无机汞通过甲基化作用转化成甲基汞第38页/共45页
29、第三十八页，共45页。DDT在水生食物链中的迁移在水生食物链中的迁移(qiny)和转归和转归它的化学性质(huxuxngzh)非常稳定，在自然环境中的半衰期长达25年。DDT是一种有机氯农药(nngyo)，也是持久性有机污染物的代表。如果动物低剂量长期摄取DDT，就会在脂类丰富的组织和脏器中累积，发生富集现象。DDT一旦被动物机体吸收，其代谢、分解和排出过程都非常缓慢。自然界中各种不同生物以食物摄取和被摄取关系链接起来的传递和循环链食物链第39页/共45页第三十九页，共45页。以水生生物为主体的食物链，可简单划分为：水-浮游生物(fyu-shngw)-小鱼-大鱼-水鸟。水生食物链污染物进入水体
30、后，通过(tnggu)食物链上的生物逐级传递由于DDT具有生物(shngw)富集作用，因此，DDT在水生食物链上会出现这样的浓度变化第40页/共45页第四十页，共45页。由于水生食物链和陆生食物链等其他食物链互相交融，水生食物链中的生物(shngw)既能摄取陆生食物链上的生物(shngw)，同时它本身又可能作为其他食物链上生物(shngw)的食物。DDT对水环境的污染，通过众多食物链的传递，可以造成(zochn)全球环境污染。从地球(dqi)的南北极冰川到珠穆朗玛峰上的积雪都含有DDT。第41页/共45页第四十一页，共45页。全世界的人体内都含有(hnyu)数毫克DDT流行病学调查资料也显示(xinsh)，有机氯农药的污染是造成肿瘤发生率增高的原因之一一种环境(hunjng)介质的污染，有时哪怕是轻微污染，通过污染物的种种形式的迁移和转归都可能引发灾难性的连锁危害。经验教训1、水环境的轻微污染都可能引发危害更大的环境灾难；2、长残留期的脂溶性化学物质具有极大的生物放大作用；3、位于食物链最高位的人类将成为环境污染的最大受害者第42页/共45页第四十二页，共45页。水体污染对我们人类的健康有什么(shn me)危害呢？第43页/共45页第四十三页，共45页。第44页/共45页第四十四页，共45页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第45页/共45页第四十五页，共45页。