環(huán)境工程學(xué)(緒論)1

1、 水是自然界廣泛存在自然資源。水對于人類的生存水是自然界廣泛存在自然資源。水對于人類的生存和發(fā)展來說是一種不可缺少的重要物質(zhì)，和發(fā)展來說是一種不可缺少的重要物質(zhì)，沒有水就沒有沒有水就沒有生命生命，是人類環(huán)境的重要組成部分。，是人類環(huán)境的重要組成部分。 海洋面積約占地球總表面積的海洋面積約占地球總表面積的7070以上。它的平均以上。它的平均深度大約為深度大約為3800m3800m。地球上的水約有。地球上的水約有9797儲(chǔ)存海洋，其儲(chǔ)存海洋，其余余3 3左右的水則分別存在于大氣、地球表面和地表以左右的水則分別存在于大氣、地球表面和地表以下的地殼中，總水量約有下的地殼中，總水量約有14X1014X1

2、08 8kmkm3 3，淡水不到，淡水不到3 3，可，可供人們使用的淡水僅占總水量供人們使用的淡水僅占總水量0.30.3，分布很不均勻分布很不均勻。 我國年降雨量我國年降雨量61900X1061900X108 8m m3 3，居于世界的六位，但人，居于世界的六位，但人均僅有世界平均的均僅有世界平均的1/41/4，我國也屬于貧水國家。，我國也屬于貧水國家。二、水循環(huán)二、水循環(huán) 水循環(huán)分為水循環(huán)分為自然循環(huán)和社會(huì)循環(huán)自然循環(huán)和社會(huì)循環(huán)兩種。兩種。( (一一) )自然循環(huán)：見圖自然循環(huán)：見圖1-11-1 每年的自然循環(huán)水量僅約占地球上總水量每年的自然循環(huán)水量僅約占地球上總水量(14 (14 X10X

3、108 8kmkm3 3) )的的0.040.04。這些循環(huán)水量中只有。這些循環(huán)水量中只有2121降落于陸降落于陸地地( (每年約每年約12X1012X104 4kmkm3 3) )。降水到達(dá)地面后，約有。降水到達(dá)地面后，約有5656的的水量為植物蒸騰、土壤和地面水體蒸發(fā)所消耗，水量為植物蒸騰、土壤和地面水體蒸發(fā)所消耗，3434形形成地表徑流，成地表徑流，1010通過下滲補(bǔ)給地下水，形成地下滲流。通過下滲補(bǔ)給地下水，形成地下滲流。( (二二) )社會(huì)循環(huán)社會(huì)循環(huán) 水的社會(huì)循環(huán)水的社會(huì)循環(huán): :指的是人類社會(huì)為了滿足生活和生指的是人類社會(huì)為了滿足生活和生產(chǎn)的需求，要從各種天然水體中取用大量的水，

4、而經(jīng)過產(chǎn)的需求，要從各種天然水體中取用大量的水，而經(jīng)過使用以后的水被排放出來，最終又流人天然水體。使用以后的水被排放出來，最終又流人天然水體。這樣，這樣，水在人類社會(huì)中也構(gòu)成了一個(gè)水在人類社會(huì)中也構(gòu)成了一個(gè)局部的循環(huán)體系局部的循環(huán)體系，稱為水，稱為水的社會(huì)循環(huán)。的社會(huì)循環(huán)。 整個(gè)水循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)該整個(gè)水循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)該包括水的自然循環(huán)和社會(huì)循環(huán)包括水的自然循環(huán)和社會(huì)循環(huán)( (見圖見圖1-2)1-2)。1.1.生活用水：生活用水：人體中的水約占體重的人體中的水約占體重的2 23 3。水是傳輸營。水是傳輸營養(yǎng)和新陳代謝過程的一種介質(zhì)。水還起著放散熱量、調(diào)養(yǎng)和新陳代謝過程的一種介質(zhì)。水還起著放散熱量、調(diào)節(jié)體

5、溫的作用。從醫(yī)學(xué)衛(wèi)生的觀點(diǎn)看，人類為維持正常節(jié)體溫的作用。從醫(yī)學(xué)衛(wèi)生的觀點(diǎn)看，人類為維持正常生命，每人每天至少需要生命，每人每天至少需要5L5L水，如果加上衛(wèi)生方面的需水，如果加上衛(wèi)生方面的需要，全部生活用水量每人每天約需要，全部生活用水量每人每天約需40-50L40-50L以上。發(fā)展中以上。發(fā)展中國家平均每人每日用水量為國家平均每人每日用水量為40-60L40-60L，而發(fā)達(dá)國家每人每，而發(fā)達(dá)國家每人每天用水量達(dá)天用水量達(dá)200-300L200-300L用水量多少也與不同地區(qū)的氣候用水量多少也與不同地區(qū)的氣候條件和人們的生活習(xí)慣有關(guān)。條件和人們的生活習(xí)慣有關(guān)。2.2.工業(yè)用水：工業(yè)用水： 工

6、業(yè)用水一般占城市用水量的工業(yè)用水一般占城市用水量的7070-80-80。見表。見表1-21-23.3.農(nóng)、林、牧用水：農(nóng)、林、牧用水： 農(nóng)業(yè)用水遠(yuǎn)遠(yuǎn)超于工業(yè)用水（水稻等）。農(nóng)業(yè)用水遠(yuǎn)遠(yuǎn)超于工業(yè)用水（水稻等）。4.4.控制污水：控制污水： 向自然借好水，還好水，使水良性循環(huán)，持續(xù)發(fā)向自然借好水，還好水，使水良性循環(huán)，持續(xù)發(fā)展。展。三、自然污染和人為污染三、自然污染和人為污染1.1.水的組成：水的組成： 水是由氫和氧兩種元素化合而成的?；瘜W(xué)式是水是由氫和氧兩種元素化合而成的?；瘜W(xué)式是H H2 2O O。自然。自然界幾乎沒有純凈水，都含有雜質(zhì)。界幾乎沒有純凈水，都含有雜質(zhì)。2.2.用途：用途： 水用

7、途很廣，主要有：水用途很廣，主要有：生活和飲用水；生活和飲用水；工業(yè)用工業(yè)用水水( (包括冷卻用水、鍋爐用水、生產(chǎn)工藝用水等包括冷卻用水、鍋爐用水、生產(chǎn)工藝用水等) )；農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)用水用水( (包括灌溉用水等包括灌溉用水等) )；漁業(yè)用水；漁業(yè)用水；娛樂旅游和水上娛樂旅游和水上運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)；水能利用；水能利用；航運(yùn)；航運(yùn)；景觀；景觀；水生生物和海生水生生物和海生生物的生存、繁殖及生態(tài)用水等。生物的生存、繁殖及生態(tài)用水等。各種不同的用途對水量各種不同的用途對水量和水質(zhì)都有一定的要求。和水質(zhì)都有一定的要求。3.3.自凈能力：自凈能力：自然環(huán)境是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡體系。它對其中各自然環(huán)境是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡體系。它

8、對其中各種物質(zhì)的變化具有一定的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力，經(jīng)過體系內(nèi)部一種物質(zhì)的變化具有一定的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力，經(jīng)過體系內(nèi)部一系列的物理的、化學(xué)的和生物學(xué)的連鎖反應(yīng)和相互作用，系列的物理的、化學(xué)的和生物學(xué)的連鎖反應(yīng)和相互作用，又會(huì)建立起新的平衡。水體也有這種在一定程度下能自身又會(huì)建立起新的平衡。水體也有這種在一定程度下能自身調(diào)節(jié)和降低污染的能力，通常稱之為水的自凈能力。調(diào)節(jié)和降低污染的能力，通常稱之為水的自凈能力。3.3.水污染：水污染： 不同用途的水在社會(huì)循環(huán)中，會(huì)因人類的活動(dòng)使大不同用途的水在社會(huì)循環(huán)中，會(huì)因人類的活動(dòng)使大量的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通和生活廢棄物排入水中，使水受量的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通和生活廢棄物排入水

9、中，使水受到污染。到污染。 中華人民共和國水污染防治法中華人民共和國水污染防治法中為中為“水污染水污染”下了明確的定義，即水體因某種物質(zhì)的介入，而導(dǎo)致其下了明確的定義，即水體因某種物質(zhì)的介入，而導(dǎo)致其化學(xué)、物理、生物或者放射性等方面特性的改變，從而化學(xué)、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，危害人群健康或者破壞生態(tài)環(huán)境，影響水的有效利用，危害人群健康或者破壞生態(tài)環(huán)境，造成水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。造成水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。 水的污染有兩類：一類是水的污染有兩類：一類是自然污染自然污染；另一類是；另一類是人為人為污染污染。 自然污染自然污染主要是主要是自然原因造成的自然原因造成的。例如，特

10、殊的。例如，特殊的地質(zhì)條件使某些地區(qū)有某種化學(xué)元素的大量富集，天然地質(zhì)條件使某些地區(qū)有某種化學(xué)元素的大量富集，天然植物的腐爛過程中產(chǎn)生某種有害物質(zhì)，以及降雨淋洗大植物的腐爛過程中產(chǎn)生某種有害物質(zhì)，以及降雨淋洗大氣和地面后挾帶各種物質(zhì)流入水體等，都會(huì)影響當(dāng)?shù)厮畾夂偷孛婧髵稁Ц鞣N物質(zhì)流入水體等，都會(huì)影響當(dāng)?shù)厮|(zhì)。質(zhì)。人為污染人為污染是是人類生活和生產(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生的廢物對水的人類生活和生產(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生的廢物對水的污染污染。它們包括。它們包括生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)田排水和礦山生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)田排水和礦山排水等排水等。此外，廢渣和垃圾堆積在土地上或傾倒在水中、。此外，廢渣和垃圾堆積在土地上或傾倒在水中

11、、岸邊，廢氣排放到大氣中，經(jīng)降雨淋洗和地面徑流后各岸邊，廢氣排放到大氣中，經(jīng)降雨淋洗和地面徑流后各種雜質(zhì)又流入水體，這些都會(huì)造成水的污染。對水體造種雜質(zhì)又流入水體，這些都會(huì)造成水的污染。對水體造成較大危害。成較大危害。四、水污染的分類和影響四、水污染的分類和影響 水污染分為：水污染分為：化學(xué)性污染、物理性污染和生物性污化學(xué)性污染、物理性污染和生物性污染染三大類。三大類。( (一一) )化學(xué)性污染化學(xué)性污染1. 1. 無機(jī)污染物質(zhì)無機(jī)污染物質(zhì) ：污染水體的無機(jī)污染物質(zhì)有酸、堿污染水體的無機(jī)污染物質(zhì)有酸、堿和一些無機(jī)鹽類。和一些無機(jī)鹽類。酸污染主要來自礦山排水和工業(yè)廢水。酸污染主要來自礦山排水和工

12、業(yè)廢水。含酸多的工業(yè)廢水有酸洗、粘膠纖維、染料廢水等。雨含酸多的工業(yè)廢水有酸洗、粘膠纖維、染料廢水等。雨水淋洗含二氧化硫較多的空氣后，流入水體也能引起酸水淋洗含二氧化硫較多的空氣后，流入水體也能引起酸的污染。堿污染主要來自堿法造紙、煉油、制革的污染。堿污染主要來自堿法造紙、煉油、制革制堿等工業(yè)廢水。制堿等工業(yè)廢水。酸堿污染使水體的酸堿污染使水體的pHpH發(fā)生變化，抑制發(fā)生變化，抑制或殺滅細(xì)菌和其他微生物的生長，妨礙水體自凈作用，或殺滅細(xì)菌和其他微生物的生長，妨礙水體自凈作用，還會(huì)腐蝕船舶和水下建筑物，影響漁業(yè)，破壞生態(tài)平衡。還會(huì)腐蝕船舶和水下建筑物，影響漁業(yè)，破壞生態(tài)平衡。一些工業(yè)廢水中還常含

13、有不少無機(jī)鹽類，它們排入水體一些工業(yè)廢水中還常含有不少無機(jī)鹽類，它們排入水體后將后將提高水的硬度和增加水的滲透壓，降低水中的溶解提高水的硬度和增加水的滲透壓，降低水中的溶解氧，對淡水生物產(chǎn)生不良影響。氧，對淡水生物產(chǎn)生不良影響。2 2無機(jī)有毒物質(zhì)無機(jī)有毒物質(zhì) 污染水體的無機(jī)有毒物質(zhì)主要是重金屬等有潛在污染水體的無機(jī)有毒物質(zhì)主要是重金屬等有潛在長期影響的物質(zhì)，其中汞、鎘、鉛等危害較大，其他還長期影響的物質(zhì)，其中汞、鎘、鉛等危害較大，其他還有砷有砷( (特別是三價(jià)特別是三價(jià)) )、鉻、鉻( (六價(jià)六價(jià)) )、硒、硒( (四價(jià)、六價(jià)四價(jià)、六價(jià)) )、鋇、鋇、釩、氰化物、氟化物等。有毒重金屬在自然界中

14、一般不釩、氰化物、氟化物等。有毒重金屬在自然界中一般不會(huì)自行消失，卻可能通過食物鏈而積累、富集，以致會(huì)會(huì)自行消失，卻可能通過食物鏈而積累、富集，以致會(huì)直接作用于人體而引起嚴(yán)重的疾病或促使慢性病的發(fā)生。直接作用于人體而引起嚴(yán)重的疾病或促使慢性病的發(fā)生。3.3.有機(jī)有毒物質(zhì)有機(jī)有毒物質(zhì) 污染水體的有機(jī)有毒物質(zhì)種類很多，主要是各種有機(jī)污染水體的有機(jī)有毒物質(zhì)種類很多，主要是各種有機(jī)農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、芳香胺等。這些物質(zhì)來自農(nóng)田排水或某農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、芳香胺等。這些物質(zhì)來自農(nóng)田排水或某些工業(yè)廢水，如焦化、染料、農(nóng)藥、塑料等。它些工業(yè)廢水，如焦化、染料、農(nóng)藥、塑料等。它們之中很多是自然畀中本來役有而經(jīng)人工合成

15、的物質(zhì)化學(xué)們之中很多是自然畀中本來役有而經(jīng)人工合成的物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，很難被生物所分解，其中有的稱為持久性有機(jī)性質(zhì)穩(wěn)定，很難被生物所分解，其中有的稱為持久性有機(jī)污染物污染物(POPs(POPs) )，如，如DDTDDT、六氯苯、多氯聯(lián)苯等。有些有機(jī)物、六氯苯、多氯聯(lián)苯等。有些有機(jī)物質(zhì)還被認(rèn)為是致痛的。質(zhì)還被認(rèn)為是致痛的。4 4需氧污染物質(zhì)需氧污染物質(zhì) 生恬污水、牲畜污水和某些工業(yè)廢水中所含的碳水化合生恬污水、牲畜污水和某些工業(yè)廢水中所含的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪和酚、醇等有機(jī)物質(zhì)可在微生物的作用物、蛋白質(zhì)、脂肪和酚、醇等有機(jī)物質(zhì)可在微生物的作用下進(jìn)行分解。下進(jìn)行分解。在分解過程中需要消耗氧氣，

16、故稱之為需氧在分解過程中需要消耗氧氣，故稱之為需氧污染物質(zhì)。如果這類物質(zhì)排入水體過多，將會(huì)大量消耗水污染物質(zhì)。如果這類物質(zhì)排入水體過多，將會(huì)大量消耗水中的溶解氧，造成溶解氧缺乏，從而影響水中魚類和其他中的溶解氧，造成溶解氧缺乏，從而影響水中魚類和其他水生生物的生長。水生生物的生長。水中的溶解氧耗盡后，有機(jī)物質(zhì)將進(jìn)行厭氧分解而產(chǎn)生水中的溶解氧耗盡后，有機(jī)物質(zhì)將進(jìn)行厭氧分解而產(chǎn)生出大量硫化氫、氨、疏醇等物質(zhì)，使水質(zhì)變黑發(fā)臭，造出大量硫化氫、氨、疏醇等物質(zhì)，使水質(zhì)變黑發(fā)臭，造成環(huán)境質(zhì)量進(jìn)一步惡化。成環(huán)境質(zhì)量進(jìn)一步惡化。5 5植物營養(yǎng)物質(zhì)植物營養(yǎng)物質(zhì) 生活污水和某些工業(yè)廢水中經(jīng)常含有一定數(shù)量的氨、生活

17、污水和某些工業(yè)廢水中經(jīng)常含有一定數(shù)量的氨、磷等植物營養(yǎng)物質(zhì)。施用氮肥和磷肥的農(nóng)田排水中也會(huì)磷等植物營養(yǎng)物質(zhì)。施用氮肥和磷肥的農(nóng)田排水中也會(huì)有殘余的氮和磷。水體中氮、磷的含量較高時(shí)特別是有殘余的氮和磷。水體中氮、磷的含量較高時(shí)特別是湖泊、水庫、港灣、內(nèi)誨等水流緩慢的水域就會(huì)因此而湖泊、水庫、港灣、內(nèi)誨等水流緩慢的水域就會(huì)因此而使藻類等浮游生物及水草大量繁殖。這種現(xiàn)象稱為水體使藻類等浮游生物及水草大量繁殖。這種現(xiàn)象稱為水體的的“富營養(yǎng)化富營養(yǎng)化”。有些藻類還含有毒性。藻類死亡腐敗。有些藻類還含有毒性。藻類死亡腐敗后又分解出大量營養(yǎng)物質(zhì)，促使藻類進(jìn)一步發(fā)展。如此后又分解出大量營養(yǎng)物質(zhì)，促使藻類進(jìn)一步

18、發(fā)展。如此惡性循環(huán)的結(jié)果，使水體外觀呈紅色或其他色澤，井因惡性循環(huán)的結(jié)果，使水體外觀呈紅色或其他色澤，井因通氣不良，造成溶解氧含量下降，水質(zhì)惡化，魚類死亡，通氣不良，造成溶解氧含量下降，水質(zhì)惡化，魚類死亡，嚴(yán)重的還可能導(dǎo)致水草叢生，湖泊退化。嚴(yán)重的還可能導(dǎo)致水草叢生，湖泊退化。6 6油類污染物質(zhì)油類污染物質(zhì) 隨著石油事業(yè)的發(fā)展，油類物質(zhì)對水體的污染已日隨著石油事業(yè)的發(fā)展，油類物質(zhì)對水體的污染已日益增多。煉抽和石油化工工業(yè)、海底石油開采、油輪壓益增多。煉抽和石油化工工業(yè)、海底石油開采、油輪壓艙以及大氣中污染碳?xì)浠衔锏某两档榷伎墒顾w遭到艙以及大氣中污染碳?xì)浠衔锏某两档榷伎墒顾w遭到嚴(yán)重的油類

19、污染，尤其海洋采油和油乾事故污染最嚴(yán)重的油類污染，尤其海洋采油和油乾事故污染最甚影響水質(zhì)、破壞海灘、危害水生生物。甚影響水質(zhì)、破壞海灘、危害水生生物。 ( (二二) )物理性污染物理性污染 1 1懸浮物質(zhì)污染懸浮物質(zhì)污染 懸浮物質(zhì)是指水中含有的不溶性物質(zhì)，包括固體物懸浮物質(zhì)是指水中含有的不溶性物質(zhì)，包括固體物質(zhì)和泡抹等質(zhì)和泡抹等。它們是由生活污水、垃圾和采礦、建筑、。它們是由生活污水、垃圾和采礦、建筑、食品、造紙等產(chǎn)生的廢物泄入水中或農(nóng)田的水上流失所食品、造紙等產(chǎn)生的廢物泄入水中或農(nóng)田的水上流失所引起的。懸浮物質(zhì)影響水體外觀妨礙水中植物的光合引起的。懸浮物質(zhì)影響水體外觀妨礙水中植物的光合作用減

20、少氧氣的溶入，對水生生物不利。如果在懸浮作用減少氧氣的溶入，對水生生物不利。如果在懸浮顆粒上吸附一些有毒有害的物質(zhì)和病菌等，則更是有害。顆粒上吸附一些有毒有害的物質(zhì)和病菌等，則更是有害。2 2熱污染熱污染 來自熱電廠、核電站及各種工業(yè)過程中的冷卻水，來自熱電廠、核電站及各種工業(yè)過程中的冷卻水，若不采取措施，直接排人若不采取措施，直接排人水體，可能引起水體，可能引起水溫升高、溶水溫升高、溶解氧含量降低、水中存在的某些有毒物質(zhì)的毒性增加解氧含量降低、水中存在的某些有毒物質(zhì)的毒性增加等等現(xiàn)象，從而危及魚類和水生生物的生長?，F(xiàn)象，從而危及魚類和水生生物的生長。3 3放射性污染放射性污染 由于原于能工業(yè)

21、的發(fā)展，放射性礦藏的開采，核試驗(yàn)由于原于能工業(yè)的發(fā)展，放射性礦藏的開采，核試驗(yàn)和核電站的建立以及同位察在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、研究等領(lǐng)域和核電站的建立以及同位察在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、研究等領(lǐng)域中的應(yīng)用，使放射性廢水、廢物顯著增加，造成一定的中的應(yīng)用，使放射性廢水、廢物顯著增加，造成一定的放射性污染，其中對人體健康有重要影響的放射性物質(zhì)放射性污染，其中對人體健康有重要影響的放射性物質(zhì)有有9090SrSr、137137SeSe、131131I I等。等。( (三三) )生物性污染生物性污染 生活污水，特別是醫(yī)院污術(shù)和某些工業(yè)廢水污染水生活污水，特別是醫(yī)院污術(shù)和某些工業(yè)廢水污染水體后，往往可帶入一些病原微生物，例如某

22、些原來存在體后，往往可帶入一些病原微生物，例如某些原來存在于人畜腸道中的病原細(xì)菌，如傷寒、霍亂、細(xì)菌性痢于人畜腸道中的病原細(xì)菌，如傷寒、霍亂、細(xì)菌性痢疾等都可以通過人畜糞便的污染而進(jìn)入水體，隨水流動(dòng)疾等都可以通過人畜糞便的污染而進(jìn)入水體，隨水流動(dòng)而傳播。而傳播。第二節(jié)第二節(jié) 水質(zhì)指標(biāo)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)指標(biāo)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)一、水質(zhì)指標(biāo)一、水質(zhì)指標(biāo) 各種雜質(zhì)按它們在水中的存在狀態(tài)可分為三類：各種雜質(zhì)按它們在水中的存在狀態(tài)可分為三類：懸懸浮物質(zhì)、溶解物質(zhì)和膠體物質(zhì)。浮物質(zhì)、溶解物質(zhì)和膠體物質(zhì)。見圖見圖1-3水質(zhì)水質(zhì)是指水和其中所含的雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來的物理學(xué)、是指水和其中所含的雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來的物理學(xué)、化學(xué)和生

23、物學(xué)的綜合性質(zhì)。化學(xué)和生物學(xué)的綜合性質(zhì)。水質(zhì)指標(biāo)：物理化學(xué)和生物指標(biāo)。水質(zhì)指標(biāo)：物理化學(xué)和生物指標(biāo)。( (一一) )物理性水質(zhì)指標(biāo)物理性水質(zhì)指標(biāo)感官指標(biāo)感官指標(biāo)：如溫度、色度、嗅和味、渾濁度、透明度等。：如溫度、色度、嗅和味、渾濁度、透明度等。其他物理性水質(zhì)指標(biāo)其他物理性水質(zhì)指標(biāo)：如總固體、懸浮固體、溶解固體、：如總固體、懸浮固體、溶解固體、可沉固體、電導(dǎo)率可沉固體、電導(dǎo)率( (電阻率電阻率) )等。等。( (二二) )化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo) 一般化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)一般化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)：如：如pHpH、堿度、硬度、總含鹽、堿度、硬度、總含鹽量、一般有機(jī)物質(zhì)等。量、一般有機(jī)物質(zhì)等。 有毒化學(xué)性水

24、質(zhì)指標(biāo)有毒化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)：如各種重金屬、氰化物、多：如各種重金屬、氰化物、多環(huán)芳烴、各種農(nóng)藥等。環(huán)芳烴、各種農(nóng)藥等。 氧平衡指標(biāo)氧平衡指標(biāo)：如溶解氧：如溶解氧(DO)(DO)、化學(xué)需氧量、化學(xué)需氧量(COD)(COD)、生化需氧量生化需氧量(BOD(BOD）、總氧量）、總氧量(TOD)(TOD)等。等。( (三三) )生物學(xué)水質(zhì)指標(biāo)生物學(xué)水質(zhì)指標(biāo) 一般包括細(xì)菌總數(shù)、總大腸苗群數(shù)、各種病原細(xì)菌、一般包括細(xì)菌總數(shù)、總大腸苗群數(shù)、各種病原細(xì)菌、病毒等。病毒等。1 1渾濁度渾濁度(turbidity)(turbidity) 渾濁度是指水中的不溶解物質(zhì)對光線透過時(shí)所產(chǎn)生渾濁度是指水中的不溶解物質(zhì)對光線透

25、過時(shí)所產(chǎn)生的阻礙程度。的阻礙程度。也就是說由于水中有不溶解質(zhì)的存在，使也就是說由于水中有不溶解質(zhì)的存在，使通過水樣的一部分光線被吸收或被散射了，而不是全部呈通過水樣的一部分光線被吸收或被散射了，而不是全部呈直線穿透。直線穿透。 水中的不溶解物質(zhì)越多，渾濁度也越高，但兩者之水中的不溶解物質(zhì)越多，渾濁度也越高，但兩者之間并沒有固定的定量關(guān)系。間并沒有固定的定量關(guān)系。2.2.顏色（顏色（coiourcoiour) ) 純水無色，但由于雜質(zhì)往往帶有一定色彩。水的顏色有純水無色，但由于雜質(zhì)往往帶有一定色彩。水的顏色有真色和表色真色和表色之分。之分。真色真色是由于水中所含溶解物質(zhì)成膠體物是由于水中所含溶解

26、物質(zhì)成膠體物質(zhì)所致，即除去水中懸浮物質(zhì)后所呈現(xiàn)的顏色。質(zhì)所致，即除去水中懸浮物質(zhì)后所呈現(xiàn)的顏色。表色表色則包則包括由溶解物質(zhì)、膠體物質(zhì)和懸浮物質(zhì)共同引起的顏色。括由溶解物質(zhì)、膠體物質(zhì)和懸浮物質(zhì)共同引起的顏色。通常只對通常只對天然水和用水作真色的測定天然水和用水作真色的測定。1 L1 L水中含有相水中含有相當(dāng)于當(dāng)于1 mg1 mg鉑時(shí)所產(chǎn)生的顏色規(guī)定為鉑時(shí)所產(chǎn)生的顏色規(guī)定為1 1度，亦稱度，亦稱1 1個(gè)真色單個(gè)真色單位位(TCU(TCU，true color unit)true color unit)。也有用分光光度法進(jìn)行顏。也有用分光光度法進(jìn)行顏色測定的。色測定的。 3 3固體固體(solid

27、s)(solids)嚴(yán)格地說，嚴(yán)格地說，水中除溶解的氣體外，其他一切雜質(zhì)，包括水中除溶解的氣體外，其他一切雜質(zhì)，包括有機(jī)性化合物、無機(jī)性化合物和各種生物體，都劃入水有機(jī)性化合物、無機(jī)性化合物和各種生物體，都劃入水中固體物質(zhì)之列。中固體物質(zhì)之列。但但在環(huán)境工程中，水中固體的定義是：在環(huán)境工程中，水中固體的定義是：在一定的溫度下將一定體積的水樣蒸發(fā)至干時(shí)所殘余的在一定的溫度下將一定體積的水樣蒸發(fā)至干時(shí)所殘余的固體物質(zhì)總量，因此有時(shí)也稱作固體物質(zhì)總量，因此有時(shí)也稱作“蒸發(fā)殘?jiān)舭l(fā)殘?jiān)?。常用的常用的蒸發(fā)烘干溫度為蒸發(fā)烘干溫度為103-105103-105。在此溫度下烘干的殘?jiān)?。在此溫度下烘干的殘?jiān)?/p>

28、保留結(jié)晶水和部分吸著水，重碳酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓猁}，而有留結(jié)晶水和部分吸著水，重碳酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓猁}，而有機(jī)物揮發(fā)逸失甚少。這樣所得的殘?jiān)偭糠Q為機(jī)物揮發(fā)逸失甚少。這樣所得的殘?jiān)偭糠Q為總固體總固體(totalsolids(totalsolids) ) ，結(jié)果以結(jié)果以mgmgL L計(jì)。計(jì)。溶解固體溶解固體(dissolved solids)(dissolved solids)懸浮固體懸浮固體(suspended solids)(suspended solids)揮發(fā)性固體揮發(fā)性固體(volatile solids) (volatile solids) 固定性固體固定性固體(fixed solids)(

29、fixed solids)揮發(fā)性固體揮發(fā)性固體是指在一定的溫度下是指在一定的溫度下( (通常用通常用600)600)，將水，將水樣中經(jīng)蒸發(fā)干燥后的固體灼燒而失去的質(zhì)量，故亦稱樣中經(jīng)蒸發(fā)干燥后的固體灼燒而失去的質(zhì)量，故亦稱“灼燒減重灼燒減重”。“可沉固體可沉固體(settleable(settleable solids)” solids)”的指標(biāo)。所謂可沉的指標(biāo)。所謂可沉固體，是指將固體，是指將1 L1 L水樣在一錐形玻璃筒內(nèi)靜置水樣在一錐形玻璃筒內(nèi)靜置1 h1 h后所沉后所沉下的懸浮物質(zhì)數(shù)量下的懸浮物質(zhì)數(shù)量( (圖圖1-4)1-4)，其結(jié)果用，其結(jié)果用mLmLL L來表示。來表示。4 4比電導(dǎo)

30、比電導(dǎo)(specific conductance)(specific conductance) 水中溶解的鹽類都是以離子狀態(tài)存在的，它們都具有一定水中溶解的鹽類都是以離子狀態(tài)存在的，它們都具有一定的導(dǎo)電能力。水的導(dǎo)電能力大小可用比電導(dǎo)來量度。水中所含溶的導(dǎo)電能力。水的導(dǎo)電能力大小可用比電導(dǎo)來量度。水中所含溶解鹽類越多，水中的離子數(shù)目也越多，水的比電導(dǎo)就越高。解鹽類越多，水中的離子數(shù)目也越多，水的比電導(dǎo)就越高。8 8化學(xué)需氧量和耗氧量化學(xué)需氧量和耗氧量 化學(xué)需氧量和耗氧量的定義是：化學(xué)需氧量和耗氧量的定義是：在一定嚴(yán)格的條件在一定嚴(yán)格的條件下，水中各種有機(jī)物質(zhì)與外加的強(qiáng)氧化劑下，水中各種有機(jī)物質(zhì)

31、與外加的強(qiáng)氧化劑( (如如K K2 2CrCr2 20 07 7、KMn0KMn04 4) )作用時(shí)所消耗的氧化劑量，結(jié)果用氧的作用時(shí)所消耗的氧化劑量，結(jié)果用氧的mgmgL L數(shù)數(shù)來表示。來表示。根據(jù)所加強(qiáng)氧化劑的不同，它們分別稱為重鉻根據(jù)所加強(qiáng)氧化劑的不同，它們分別稱為重鉻酸鉀耗氧量酸鉀耗氧量( (習(xí)慣上稱為化學(xué)需氧量，習(xí)慣上稱為化學(xué)需氧量，chemical oxygen chemical oxygen demanddemand，簡寫為，簡寫為COD)COD)和高錳酸鉀耗氧量和高錳酸鉀耗氧量( (習(xí)慣上稱為耗習(xí)慣上稱為耗氧量氧量Oxygen consumedOxygen consumed，簡

32、寫為，簡寫為OCOC，也稱為高錳酸鹽，也稱為高錳酸鹽指數(shù)指數(shù)) )。 重鉻酸鉀法測定強(qiáng)酸條件下，絕大多數(shù)有機(jī)物被氧重鉻酸鉀法測定強(qiáng)酸條件下，絕大多數(shù)有機(jī)物被氧化?；?。 高錳酸鉀法測定比較快速，但不能代表水中有機(jī)物高錳酸鉀法測定比較快速，但不能代表水中有機(jī)物質(zhì)的全部含量。質(zhì)的全部含量。9 9生物化學(xué)需氧量生物化學(xué)需氧量 在有氧的條件下，水中可分解的有機(jī)物由于好氧微生在有氧的條件下，水中可分解的有機(jī)物由于好氧微生物物( (主要是好氧細(xì)菌主要是好氧細(xì)菌) )的作用被氧化分解而無機(jī)化，這個(gè)的作用被氧化分解而無機(jī)化，這個(gè)過程所需要的氧量叫做生物化學(xué)儒氧量過程所需要的氧量叫做生物化學(xué)儒氧量(bio-che

33、mical (bio-chemical oxygen demand)oxygen demand)，簡稱生化儒氧量，簡稱生化儒氧量(BOD)(BOD)，結(jié)果以氧的，結(jié)果以氧的mgmgL L表示。表示。 可分解的有機(jī)物系指可以作為微生物食料的有機(jī)物?？煞纸獾挠袡C(jī)物系指可以作為微生物食料的有機(jī)物。這些有機(jī)物被微生物氧化分解的過程可用圖這些有機(jī)物被微生物氧化分解的過程可用圖1-51-5表示。表示。由圖可知，微生物通過自身的生命活動(dòng)由圖可知，微生物通過自身的生命活動(dòng)( (呼吸、合成等呼吸、合成等) )過程，把一部分被吸收的有機(jī)物氧化成簡單的無機(jī)物過程，把一部分被吸收的有機(jī)物氧化成簡單的無機(jī)物( (如如C

34、0C02 2、H H2 20 0等等) )，并釋放出其生長、活動(dòng)所需要的能量，并釋放出其生長、活動(dòng)所需要的能量，而把另一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為生物體所需的營養(yǎng)物，組成而把另一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為生物體所需的營養(yǎng)物，組成新的細(xì)胞物質(zhì)。同時(shí)放出能量。這種細(xì)胞物質(zhì)的氧化稱新的細(xì)胞物質(zhì)。同時(shí)放出能量。這種細(xì)胞物質(zhì)的氧化稱為內(nèi)源呼吸。為內(nèi)源呼吸。生化需氧量測定是一種生物化學(xué)的測定方法，能盡可能生化需氧量測定是一種生物化學(xué)的測定方法，能盡可能地在和天然條件相似的情況下確定微生物利用廢水中的地在和天然條件相似的情況下確定微生物利用廢水中的有機(jī)物時(shí)所消耗的氧量，從而有機(jī)物時(shí)所消耗的氧量，從而間接表示出有機(jī)物的含量。間接

35、表示出有機(jī)物的含量。 有機(jī)物質(zhì)生物氧化過程的速率與溫度密切相關(guān)。有機(jī)物質(zhì)生物氧化過程的速率與溫度密切相關(guān)。氧氧化是一個(gè)緩慢的過程，需要很長時(shí)間才能終結(jié)。化是一個(gè)緩慢的過程，需要很長時(shí)間才能終結(jié)。需要需要100d100d左右才能基本完成。對于多數(shù)有機(jī)物質(zhì)來說，左右才能基本完成。對于多數(shù)有機(jī)物質(zhì)來說，經(jīng)過經(jīng)過10d10d大約能完成大約能完成9595-99-99，以后的反應(yīng)進(jìn)行得非常，以后的反應(yīng)進(jìn)行得非常緩慢。緩慢。5d5d的生物氧化約只完成的生物氧化約只完成7070左右。左右。1010總有機(jī)碳總有機(jī)碳(TOC)(TOC)和總需氧量和總需氧量(TOD)(TOD) 總有機(jī)碳總有機(jī)碳(total org

36、ailic(total orgailic carbon) carbon)和總需氧量和總需氧量(total oxygen demand)(total oxygen demand)都是近年來發(fā)展起來的用以間都是近年來發(fā)展起來的用以間接表示水中有機(jī)物質(zhì)含量的綜合性指標(biāo)。它們都需要在接表示水中有機(jī)物質(zhì)含量的綜合性指標(biāo)。它們都需要在專門的儀器中進(jìn)行。這種儀器分別稱為總有機(jī)碳測定儀專門的儀器中進(jìn)行。這種儀器分別稱為總有機(jī)碳測定儀或總需氧量測定儀。或總需氧量測定儀。 將水樣在將水樣在900-950900-950高溫下燃燒，有機(jī)碳即氧化成高溫下燃燒，有機(jī)碳即氧化成COCO2 2，量測所產(chǎn)生的，量測所產(chǎn)生的CO

37、CO2 2量，即可求出水樣的總有機(jī)碳值，量，即可求出水樣的總有機(jī)碳值，單位常以碳單位常以碳(C)(C)的的mgmgL L計(jì)。計(jì)。 總需氧量是指水樣中的有機(jī)物在總需氧量是指水樣中的有機(jī)物在900 900 高溫下燃燒高溫下燃燒變成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所需的氧量，結(jié)果以氧變成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所需的氧量，結(jié)果以氧(O)(O)的的mgmgL L表示。表示。 TOCTOC和和TODTOD都幾乎可以反映水中有機(jī)物質(zhì)的總量。都幾乎可以反映水中有機(jī)物質(zhì)的總量。二、水質(zhì)指標(biāo)二、水質(zhì)指標(biāo)(1)(1)飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB5749-85GB5749-85(2)(2)地表水環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)地表水環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)GB3838-

38、2002GB3838-2002(3)(3)污水綜合排放指標(biāo)污水綜合排放指標(biāo)GB8978-1996GB8978-1996(4)(4)工業(yè)用水指標(biāo)工業(yè)用水指標(biāo)第三節(jié)第三節(jié) 廢水的成分與性質(zhì)廢水的成分與性質(zhì)1.1.生活污水生活污水2.2.工業(yè)廢水工業(yè)廢水3.3.農(nóng)業(yè)廢水農(nóng)業(yè)廢水第四節(jié)第四節(jié) 水體自凈作用與水環(huán)境容量水體自凈作用與水環(huán)境容量 未經(jīng)妥善處理的廢水未經(jīng)妥善處理的廢水( (包括生活污水、工業(yè)廢水和農(nóng)包括生活污水、工業(yè)廢水和農(nóng)業(yè)廢水等業(yè)廢水等) )任意排人天然水體，會(huì)使水中的物質(zhì)組成發(fā)任意排人天然水體，會(huì)使水中的物質(zhì)組成發(fā)生變化，破壞了原有的物質(zhì)平衡，造成水質(zhì)惡化。生變化，破壞了原有的物質(zhì)平衡

39、，造成水質(zhì)惡化。但與此同時(shí)，污染物質(zhì)也參與水體中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)但與此同時(shí)，污染物質(zhì)也參與水體中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)過程。經(jīng)過一系列的物理、化學(xué)和生物學(xué)變化，污染物過程。經(jīng)過一系列的物理、化學(xué)和生物學(xué)變化，污染物質(zhì)被分散、分離或分解，最后，水體基本上或完全地恢質(zhì)被分散、分離或分解，最后，水體基本上或完全地恢復(fù)到原來狀態(tài)，這個(gè)自然凈化的過程稱為復(fù)到原來狀態(tài)，這個(gè)自然凈化的過程稱為水體自凈水體自凈。 水體自凈的過程十分復(fù)雜，受很多因素的影響。從水體自凈的過程十分復(fù)雜，受很多因素的影響。從機(jī)理上看，水體自凈主要由下列幾種機(jī)理上看，水體自凈主要由下列幾種過程組成過程組成： (1)(1)物理過程：包括稀釋、

40、擴(kuò)散、揮發(fā)、沉淀、上物理過程：包括稀釋、擴(kuò)散、揮發(fā)、沉淀、上浮等過程。浮等過程。 (2)(2)化學(xué)和物理化學(xué)過程：包括中和、絮凝、吸附、化學(xué)和物理化學(xué)過程：包括中和、絮凝、吸附、絡(luò)合、氧化、還原等過程。絡(luò)合、氧化、還原等過程。 (3)(3)生物學(xué)和生物化學(xué)過程：進(jìn)入水體中的污染物生物學(xué)和生物化學(xué)過程：進(jìn)入水體中的污染物質(zhì)，被水生生物吸附、吸收、吞食消化等過程，特別是質(zhì)，被水生生物吸附、吸收、吞食消化等過程，特別是有機(jī)物質(zhì)由于水中微生物的代謝活動(dòng)而被氧化分解有機(jī)物質(zhì)由于水中微生物的代謝活動(dòng)而被氧化分解并轉(zhuǎn)化為無機(jī)物的過程。并轉(zhuǎn)化為無機(jī)物的過程。（二）氧垂曲線公式（二）氧垂曲線公式三、水體中細(xì)菌的

41、死亡三、水體中細(xì)菌的死亡四、水環(huán)境容量四、水環(huán)境容量因素：因素：1.水質(zhì)特征水質(zhì)特征2.污染物特性污染物特性3.水質(zhì)目標(biāo)水質(zhì)目標(biāo) w=V(S-B)+Cw=V(S-B)+C第五節(jié)水處理的基本原則和方法第五節(jié)水處理的基本原則和方法 水質(zhì)凈化與水污染控制工程的主要任務(wù)是研究控制水體水質(zhì)凈化與水污染控制工程的主要任務(wù)是研究控制水體污染、保護(hù)和改善水環(huán)境質(zhì)量、合理利用水資源以及提供不污染、保護(hù)和改善水環(huán)境質(zhì)量、合理利用水資源以及提供不同用途和要求的用水等的工藝技術(shù)和工程措施。它的主要內(nèi)同用途和要求的用水等的工藝技術(shù)和工程措施。它的主要內(nèi)容應(yīng)容應(yīng)包括：包括：水體污染和自凈規(guī)律；水體污染和自凈規(guī)律；城市污水

42、與工業(yè)廢水城市污水與工業(yè)廢水的處理和利用；的處理和利用；生活飲用水和工業(yè)給水處理；生活飲用水和工業(yè)給水處理；城市、區(qū)城市、區(qū)域或水系的水污染綜合防治和受污染水體修復(fù)等。域或水系的水污染綜合防治和受污染水體修復(fù)等。一、給水處理的基本方法一、給水處理的基本方法 飲用水處理是給水處理的一個(gè)主要任務(wù)。其目的是飲用水處理是給水處理的一個(gè)主要任務(wù)。其目的是通過通過必要的處理工藝，改善取白天然水源的水質(zhì)，使之符合生活必要的處理工藝，改善取白天然水源的水質(zhì)，使之符合生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 先在水中投加混凝劑和原水充分混合，逐步長成絮先在水中投加混凝劑和原水充分混合，逐步長成絮狀沉淀物狀沉淀物(

43、(通常稱為絮凝體或礬花通常稱為絮凝體或礬花) )，再進(jìn)入沉淀池和濾池，再進(jìn)入沉淀池和濾池，除去礬花和其他顆粒雜質(zhì)，清水再加藥劑消毒，出水即可送除去礬花和其他顆粒雜質(zhì)，清水再加藥劑消毒，出水即可送入給水管網(wǎng)，供應(yīng)用戶。入給水管網(wǎng)，供應(yīng)用戶。 地下水作為飲用水水源時(shí)地下水作為飲用水水源時(shí)，一般只需采用消毒處理，一般只需采用消毒處理后即可滿足水質(zhì)的要求。個(gè)別地下水中鐵、錳含量較高，后即可滿足水質(zhì)的要求。個(gè)別地下水中鐵、錳含量較高，還須作除鐵、除錳處理。還須作除鐵、除錳處理。根據(jù)不同的情況對水質(zhì)進(jìn)行軟根據(jù)不同的情況對水質(zhì)進(jìn)行軟化、除鹽、冷卻、控制結(jié)垢與膺蝕等處理?；?、除鹽、冷卻、控制結(jié)垢與膺蝕等處理。

44、二、廢水處理的基本原則二、廢水處理的基本原則( (一一) )解決廢水問題的主要原則解決廢水問題的主要原則 生活污水和工業(yè)廢水中含有各種有害物質(zhì)，如果不生活污水和工業(yè)廢水中含有各種有害物質(zhì)，如果不加處理而任意排放，會(huì)污染環(huán)境，造成公害，必須加以加處理而任意排放，會(huì)污染環(huán)境，造成公害，必須加以控制和治理?？刂坪椭卫?。(1)(1)改革生產(chǎn)工藝，推進(jìn)清潔生產(chǎn)，減少廢物排放量。改革生產(chǎn)工藝，推進(jìn)清潔生產(chǎn)，減少廢物排放量。(2)(2)重復(fù)利用廢水：盡量采用重復(fù)用水和循環(huán)用水系統(tǒng)，重復(fù)利用廢水：盡量采用重復(fù)用水和循環(huán)用水系統(tǒng)，使廢水排放量減至最少。使廢水排放量減至最少。(3)(3)回收有用物質(zhì)：工業(yè)廢水中的

45、污染物質(zhì)，都是在生回收有用物質(zhì)：工業(yè)廢水中的污染物質(zhì)，都是在生產(chǎn)過程中進(jìn)入水中的原料、半成品、成品、工作介質(zhì)和產(chǎn)過程中進(jìn)入水中的原料、半成品、成品、工作介質(zhì)和能源物質(zhì)。如果能將這些物質(zhì)加以回收，便可變廢為寶，能源物質(zhì)。如果能將這些物質(zhì)加以回收，便可變廢為寶，化害為利，既防止了污染危害，又創(chuàng)造了財(cái)富，有著廣化害為利，既防止了污染危害，又創(chuàng)造了財(cái)富，有著廣闊的前景。闊的前景。(4)(4)對廢水進(jìn)行妥善處理：廢水經(jīng)過回收利用后，可能對廢水進(jìn)行妥善處理：廢水經(jīng)過回收利用后，可能還有一些有害物質(zhì)隨水流出；此外也有一些目前尚無回還有一些有害物質(zhì)隨水流出；此外也有一些目前尚無回收價(jià)值的廢水會(huì)直接排出。對于這

46、些廢水，還必須加以收價(jià)值的廢水會(huì)直接排出。對于這些廢水，還必須加以妥善處理，使其無害化，不致污染水體，惡化環(huán)境。妥善處理，使其無害化，不致污染水體，惡化環(huán)境。(5)(5)選擇處理工藝與方法時(shí)，必須經(jīng)濟(jì)合理，并盡量采選擇處理工藝與方法時(shí)，必須經(jīng)濟(jì)合理，并盡量采用先進(jìn)技術(shù)。用先進(jìn)技術(shù)。( (二二) )廢水處理程度的確定廢水處理程度的確定 將廢水排放到水體之前需要處理到何種程度，是將廢水排放到水體之前需要處理到何種程度，是選擇選擇廢水處理方法的重要依據(jù)廢水處理方法的重要依據(jù)。在確定處理程度時(shí)，首。在確定處理程度時(shí)，首先應(yīng)考慮如何能夠先應(yīng)考慮如何能夠防止水體受到污染，保障水環(huán)境質(zhì)量，防止水體受到污染，保障水環(huán)境質(zhì)量，同時(shí)也要適當(dāng)考慮水體的自凈能力同時(shí)也要適當(dāng)考慮水體的自凈能力。廢水處理程度的確定，有以下幾種方法：廢水處理程度的確定，有以下幾種方法： (1)(1)按水體的水質(zhì)要求：按水體的水質(zhì)要求：根據(jù)水