水體環(huán)境水環(huán)境概論水體與水體污染PPT課件

1、第一節(jié) 水環(huán)境概論一 水資源分布二 水循環(huán)三 我國水資源特征與利用的問題第1頁/共62頁第一節(jié) 水環(huán)境概論 全球總貯水量估計為13.9億立方千米 其中淡水總量僅為0.36億立方干米 除冰川和冰帽外，可利用的淡水總量不足世界總貯水量的1%海洋97.41%2.59%冰帽和冰河1.984%地下水0.592%生物體0.0001%冰流0.0001%大氣中的水蒸氣0.001%土壤含水0.005%一 水資源分布第2頁/共62頁二 水循環(huán)第3頁/共62頁第一節(jié) 水環(huán)境概論二 水循環(huán)地球表面的水在太陽輻射能和地心引力的相互作用下，水分通過蒸發(fā)、降水、滲透及徑流，水分不斷循環(huán)往復。作用： 熱量輸送、調節(jié)氣候第4頁

2、/共62頁第一節(jié) 水環(huán)境概論三 我國水資源特征與利用的問題1.水資源：廣義：地球上各種形態(tài)的水狹義：可供人們經(jīng)常取用的水量，在大陸上由大氣降水補給的各種地表水，淺層地下水的儲量和動態(tài)水量組成。第5頁/共62頁第一節(jié) 水環(huán)境概論三 我國水資源特征與利用的問題2.主要問題人均、畝均水量低于世界水平分布不均：地區(qū)、時間水量變化大、可利用水少水土流失嚴重，許多河流含沙量大水資源開發(fā)中存在問題：水利對水文的影響、用水浪費、水污染第6頁/共62頁第二節(jié) 水體與水體污染一 水體二 水質三 污染源第7頁/共62頁第二節(jié) 水體與水體污染一 水體：1. 兩種含義： 一是指以相對穩(wěn)定的陸地為邊界的天然水域，包括有一

3、定流速的溝渠、河流和相對靜止的塘堰、湖泊、沼澤、水庫、地下水、海洋 環(huán)境學領域中則把水體當作包括水中的懸浮物、溶解物質、底泥相、水生生物等完整單元的生態(tài)系統(tǒng)或完整的綜合自然體第8頁/共62頁第二節(jié) 水體與水體污染一 水體：2. 水體污染指水體因某種物質的介入，而導致其化學、物理、生物或者放射性等方面特性的改變，從而影響水的有效利用、危害人體健康、破壞生態(tài)環(huán)境，造成水質惡化的現(xiàn)象第9頁/共62頁第二節(jié) 水體與水體污染二 水質1. 天然水懸浮物質：細菌、藻類、原生動物、泥沙、粘土膠體物質：溶膠、高分子化合物、其他不溶性物質鹽類：Ca、Mg、Na、Fe、Mn氣體：O2、CO2、H2S、N2、其他第1

4、0頁/共62頁第二節(jié) 水體與水體污染二 水質2. 水質指標 物理指標：溫度、色度、臭味、渾濁度、透明度、總殘渣、過濾性殘渣、非過濾性殘渣、電導率等 化學指標：pH值、礦化度、總硬度、金屬離子、酸根離子 生物指標：細菌總數(shù)、大腸桿菌天然水第11頁/共62頁第二節(jié) 水體與水體污染二 水質2. 水質指標污染水體：還有BOD、DO、COD、TOD 、 TOC 第12頁/共62頁第二節(jié) 水體與水體污染三 污染源來 源工業(yè)廢水生活污水農(nóng)業(yè)退水形 狀點 源：面 源第13頁/共62頁三 污染源1. 工業(yè)廢水：各種企業(yè)在生產(chǎn)過程中排出的廢水，包括工藝過程用水、冷卻水、煙氣洗滌水、設備、場地清洗水以及生產(chǎn)廢液等特

5、點：成分復雜、含量變化大、毒性強、凈化處理困難第14頁/共62頁三 污染源2. 生活污水：日常生活中產(chǎn)生的各種污水混合液，包括廚房、洗滌室、浴室、集體單位公用事業(yè)排出的污水城市污水：指排出城市管網(wǎng)的各種污水的總和特點：含氮、磷、硫高，成分主要為纖維素、淀粉、糖、蛋白、脂肪、尿素第15頁/共62頁三 污染源3.農(nóng)業(yè)退水：農(nóng)作物栽培、牲畜飼養(yǎng)、食品加工過程中排出的污水和液態(tài)廢物特點：含氮、磷高，成分主要為微生物、化肥、農(nóng)藥、不溶解固體和鹽分第16頁/共62頁第三節(jié) 水體主要污染物及其危害一 物理污染二 化學污染三 生物污染第17頁/共62頁第三節(jié) 水體主要污染物及其危害一 物理污染 顏色：說明污染

6、物的含量 濁度：膠體或細小懸浮物 溫度：地表水一年0-35，地下水穩(wěn)定 懸浮物：影響水的透明度光合作用 放射性：蓄積在人體內造成長期危害第18頁/共62頁一 物理污染熱污染的危害：來源冷卻水 水中溶解性氣體發(fā)生顯著變化 水中化學生化反應速率上升 生物種群、群落變化：20硅藻；30綠藻；35藍藻第19頁/共62頁第三節(jié) 水體主要污染物及其危害二 化學污染 無機無毒 無機有毒 有機無毒 有機有毒第20頁/共62頁二 化學污染1. 無機無毒：酸、堿、無機鹽類。危害： 使淡水的礦化度增高，影響用水水質 富營養(yǎng)化第21頁/共62頁二 化學污染2. 無機有毒：1）重金屬：汞、鉻、鎘、鉛、砷 危害：富集、

7、致癌2）氰化物：含CN-的物質，急性中毒死亡3）氟化物：氟骨癥、損害腎臟第22頁/共62頁二 化學污染3. 有機無毒：主要是需氧有機物 耗氧有機物是水體中最普遍的一種污染物。生活污水和某些工業(yè)廢水中所含的碳水化合物、蛋白質、脂肪、木質素等有機物，可在微生物的作用下最終分解為簡單的無機化合物。這些化合物在分解過程中需要消耗大量的氧氣。第23頁/共62頁v 表示耗氧有機物指標 生物化學需氧量 化學需氧量 總有機碳 總需氧量 溶解氧第24頁/共62頁1）生物化學需氧量，簡稱生化需氧量（BOD）：Biochemical oxygen demand，表示在好氣條件下，水中的有機污染物經(jīng)微生物分解所需的氧

8、量(單位體積的污水所消耗的氧量毫克升） v 表示耗氧有機物指標第25頁/共62頁有機物的生物化學作用分為兩個階段完成：有機物轉化為無機物的二氧化碳、水和氨氨被轉化為亞硝酸鹽與硝酸鹽將所能分解的有機物全部分解往往需要20天以上，并與環(huán)境溫度有關。目前水質標準采用在20下分解5天(t5)所需耗用的氧量，以BOD5表示，它通常是BOD總的70%左右v 表示耗氧有機物指標第26頁/共62頁2. 化學需氧量（COD）：Chemical oxygen demand，在規(guī)定條件下，使水樣中能被氧化的物質氧化所需耗用化學氧化劑的量。目前常用的氧化劑主要是重鉻酸鉀或高錳酸鉀。以高錳酸鉀作氧化劑時，測得的值也稱耗

9、氧量。 與BOD5比較v 表示耗氧有機物指標第27頁/共62頁3. 總有機碳（TOC）：Total organic carbon，水中溶解性和懸浮性有機物中存在的全部碳量。4. 總需氧量（TOD）：Total oxygen demand，水中有機物除含有機碳外，尚含有氫、氮、硫等元素。當這些元素全部被氧化時所需的氧量。5. 溶解氧（DO）：水質重要參數(shù)之一v 表示耗氧有機物指標第28頁/共62頁二 化學污染4. 有機有毒：主要是需氧有機物 酚類化合物：煤氣、焦化、石油化工、制藥、油漆 有機農(nóng)藥：有機磷、有機氯 多環(huán)芳烴：由石油、煤、可燃氣等不完全燃燒或高溫處理條件下產(chǎn)生 多氯聯(lián)苯：電器絕緣和塑

10、料增塑劑 洗滌劑：泡沫、富含磷、表面活性劑第29頁/共62頁三 生物污染生物污染是指城市生活污水、醫(yī)院污水或污水處理廠排水排入地表后，引起病源微生物污染病原微生物：條件允許會大量增殖第30頁/共62頁四 富營養(yǎng)化 存在天然和人為兩種類型 共性：水體中N、P營養(yǎng)物質富集，引起藻類及其它浮游生物的迅速繁殖，水體溶解氧下降，使魚類或其他生物大量死亡、水質惡化的現(xiàn)象第31頁/共62頁 富營養(yǎng)化作用引起的湖泊生態(tài)系統(tǒng)的變化第32頁/共62頁水體富營養(yǎng)化第33頁/共62頁四 富營養(yǎng)化 危害 因優(yōu)勢浮游生物的顏色不同水面往往呈現(xiàn)蘭色、紅色、棕色、乳白色等，主要類型有水華、赤潮 限制因素：氮、磷 富營養(yǎng)化關鍵

11、：源源不斷流入水體中的營養(yǎng)物質N、P的負荷量 關鍵因素：溶解氧、溫度、水體的形態(tài)第34頁/共62頁第四節(jié) 水體污染與自凈廢水進入水體后，立即產(chǎn)生兩過程？水體污染過程水體自凈過程但在某一水域或一定時間內，總是存在相對主要過程決定了水體污染的總特征第35頁/共62頁第四節(jié) 水體污染與自凈一 水體污染 水體污染特征 水污染機制二 水體自凈 水體自凈過程 水體自凈機制第36頁/共62頁一 水體污染1. 水體污染特征 水體物理因素惡化 污染物富集或轉化為毒性更大的物質 群落結構脆弱，可能會出現(xiàn)單一生物區(qū)系第37頁/共62頁一 水體污染2. 水體污染機制 物理作用：改變物理性狀、空間位置 化學、物理化學作

12、用：成分間及發(fā)生化學性質、價態(tài)變化，但未參與生物作用 生物作用：生物的生理生化作用及及食物鏈的傳遞作用、轉化作用和富集作用第38頁/共62頁生物作用 生物富集作用：bioconcengtration,又稱生物濃縮，生物或處于同一營養(yǎng)級的生物種群，從周圍環(huán)境中蓄積某種元素或難分解化合物，使生物體內該物質的濃度超過環(huán)境中濃度的現(xiàn)象 生物積累：bioaccumulation，生物從周圍環(huán)境中蓄積某些元素或難分解的化合物，以致隨著生長發(fā)育，濃縮系數(shù)不斷增大的現(xiàn)象 生物放大：biomagnification，指生態(tài)系統(tǒng)中，某中元素或難分解化合物在生物機體中的濃度隨營養(yǎng)級的提高而逐步增大的現(xiàn)象第39頁/共

13、62頁第四節(jié) 水體污染與自凈二 水體自凈 受污染水體經(jīng)過水中物理、化學與生物作用，使污染物濃度降低，并逐步恢復到污染前的水平 什么時間開始？什么時間開始？廢水一旦進入就開始，由弱到強直至穩(wěn)定第40頁/共62頁二 水體自凈1.特征：污染物濃度逐漸下降污染物毒性降低重金屬：溶解態(tài)被吸附不溶性化合物底泥復雜有機物簡單有機物不穩(wěn)化合物穩(wěn)定化合物溶解氧經(jīng)急劇下降 最低點緩緩上升生物種群趨于正常分布第41頁/共62頁二 水體自凈2. 水體自凈機制：1) 稀釋擴散：河流：湖泊：2）耗氧與復氧作用3）重金屬的轉化流量與廢水量之比 水文條件水流方向、風向、風力、水溫第42頁/共62頁溶解氧（DO）：水質重要參數(shù)

14、之一影響因素： 再充氣過程 光合作用 呼吸 有機廢棄物的氧化作用2 2）耗氧與復氧作用）耗氧與復氧作用第43頁/共62頁耗耗 氧氧 與與 復復 氧氧 作作 用用第44頁/共62頁耗耗 氧氧 與與 復復 氧氧 作作 用用第45頁/共62頁氧垂曲線氧垂曲線第46頁/共62頁2）耗氧與復氧作用三階段：易氧化有機物被化學氧化分解生化氧化分解含氮有機物的硝化過程第47頁/共62頁2）耗氧與復氧作用關鍵需要找到什么？溶解氧濃度的最低點，即氧虧值最大點臨界點規(guī)定值？未超過河段的凈化能力第48頁/共62頁2. 水體自凈機制重金屬的轉化重金屬化合物的沉淀-溶解作用：與遷移能力有關重金屬的還原氧化作用重金屬的絡合

15、作用：羥基的絡合過程膠體化學吸附轉化：是將重金屬轉為固相的主要途徑第49頁/共62頁第五節(jié) 水環(huán)境污染控制及管理一 水環(huán)境污染防治對策二 廢水處理方法第50頁/共62頁一 水環(huán)境污染防治對策1. 控制污染物排放量及減少污染源排放工業(yè)廢水量1）控制水環(huán)境質量標準2）減少耗水量水質標準工業(yè)廢水排放標準第51頁/共62頁1）控制水環(huán)境質量標準水質標準：為了保障人體健康、維護生態(tài)平衡、保護水資源、控制水污染，在綜合水體自然環(huán)境特征、控制水環(huán)境污染的技術及經(jīng)濟條件的基礎上，所規(guī)定的水環(huán)境中污染物的允許含量、污染源排放污染物的數(shù)量和濃度的技術規(guī)范。工業(yè)廢水排放標準有兩類能在環(huán)境中或體內蓄積，對健康不良：不

16、分排放方式、不分收納水體，在車間排口采樣長遠影響小于以上，在排污單位口采樣第52頁/共62頁一 水環(huán)境污染防治對策1. 控制污染物排放量及減少污染源排放工業(yè)廢水量：技術改造，采取先進工藝；制定用水定額；提高水的重復利用率；水的綜合利用2. 建立城市污水處理系統(tǒng)：注意有毒有害廢水3. 調整工業(yè)布局：充分利用水體自凈作用4. 加強水資源規(guī)劃管理：查清水資源總量第53頁/共62頁二 廢水處理方法1. 目的2. 技術分類3. 城市污水處理4. 城市污水處理技術舉例第54頁/共62頁二 廢水處理方法1. 目的將污染物分離出來轉化為無害穩(wěn)定物質防止毒害與病菌的傳染第55頁/共62頁二 廢水處理方法2. 技術分類物理方法：沉淀法、浮選法、蒸發(fā)法化學方法：中和、萃取、氧化還原生物方法：利用自然界微生物將有機物分解和轉化第56頁/共62頁2. 技術分類處理方法的特點廢水水質、水量排放水質要求廢水回收價值調查研究科學實驗廢水排放指標地區(qū)情況技術可行性方法第57頁/共62頁二 廢水處理方法3. 城市污水處理一級處理：機械處理二級處理：主體工藝為生化處理三級處理：控制富營養(yǎng)化和重新回用第58頁/共62頁4