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1、水污染及其治理水是一種寶貴的自然資源,它是人類生存所必需的。水是一種可 以更新的自然資源,它可以通過(guò)復(fù)原更新和不斷地循環(huán)利用。盡管地 球上的水資源很豐富,但淡水的資源卻很有限,在地球上的分布也不 均勻,如果對(duì)水資源開(kāi)發(fā)利用過(guò)度,不注意合理利用,就有可能產(chǎn)生 水資源危機(jī)。第一節(jié)水污染現(xiàn)狀水體受到人類和自然因素的影響,使水的感觀性狀、物理化學(xué)性 能、化學(xué)成分、生物組成及底質(zhì)情況產(chǎn)生了惡化,稱為水污染。最突 出的是由于人類生產(chǎn)活動(dòng),使水質(zhì)發(fā)生變化,以致?lián)p害水的某些有益 的利用價(jià)值,或水體本身不存在或含量極少的物質(zhì)被人為活動(dòng)帶入水 體,而產(chǎn)生對(duì)人類、生物和環(huán)境不利的水質(zhì)變化。上述水質(zhì)的變化統(tǒng) 稱為水污
2、染或水體污染。對(duì)我國(guó)5.3萬(wàn)km的河段進(jìn)行調(diào)查的結(jié)果,發(fā)現(xiàn)魚(yú)蝦絕跡,水質(zhì)惡 化的“死水”河段,占45%;水質(zhì)污染,不能灌溉的河段約占23.3%, 而水質(zhì)符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)的僅占14.l%。我國(guó)一些大型湖泊,如鄱陽(yáng)湖、洞庭湖、青海湖等水質(zhì)狀況總的 來(lái)說(shuō)是好的,但湖邊水域也遭受了不同程度的污染,有的污染較為嚴(yán) 重,如太湖、巢湖。我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的危害,只限于局部地區(qū)較為 嚴(yán)重。湖水水質(zhì)共性問(wèn)題是有機(jī)物污染。調(diào)查資料總的表明,我國(guó)大 淡水湖存在著向富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)展的趨勢(shì),而水庫(kù)水質(zhì)比較好,基本上未 受到較大的污染,僅個(gè)別水庫(kù)的水質(zhì)在單項(xiàng)指標(biāo)中表現(xiàn)出污染情況。 我國(guó)地下水污染也在發(fā)展。據(jù)對(duì)44個(gè)城市的調(diào)查,有
3、41個(gè)城市的地 下水已不同程度受到污染,如北京、天津、沈陽(yáng)、西安、太原等。地下水污染的原因是:工業(yè)和生活污水不加處理直接滲入地下; 工業(yè)廢渣的淋溶;農(nóng)藥化肥、污水灌溉,通過(guò)地表水滲入地下;大量 開(kāi)采地下水使水動(dòng)力條件發(fā)生變化,導(dǎo)致好水與污染水發(fā)生水力聯(lián)系, 引起水質(zhì)惡化;濱海地區(qū)地下水超采引起海水侵入?,F(xiàn)在,我國(guó)以淮河、遼河、海河、太湖、巢湖、滇池為重點(diǎn),加 大治理水污染力度,做到達(dá)標(biāo)排放,控制排放總量,逐漸提高我國(guó)的 水環(huán)境質(zhì)量。第二節(jié) 水體中主要污染物的來(lái)源及其影響水體中的污染物可以分為四大類,即“無(wú)機(jī)無(wú)毒物、無(wú)機(jī)有毒物、 有機(jī)無(wú)毒物和有機(jī)有毒物”。無(wú)機(jī)無(wú)毒物主要指酸、械及一些無(wú)機(jī)鹽類 和
4、氮、磷等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。無(wú)機(jī)有毒物主要指各種重金屬(汞、鎘、 砷、銘、鉛等)和氤化物、氟化物等。有機(jī)無(wú)毒物主要指在水環(huán)境中 比較容易分解的有機(jī)化合物,如碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪和木質(zhì)素 等。有機(jī)有毒物主要指苯酚、多環(huán)芳烴和各種人工合成的具有積累毒 性的穩(wěn)定有機(jī)化合物,如農(nóng)藥等。有機(jī)物污染特征是耗氧,有毒物的 污染特征是生物毒性。一、需氧有機(jī)污染物生活污水和某些工業(yè)廢水中所含的碳水化合物包括碳水化合物、 蛋白質(zhì)、脂肪和木質(zhì)素等在微生物作用下易于分解,最終分解為簡(jiǎn)單 的無(wú)機(jī)物:二氧化碳和水。這些有機(jī)物在分解過(guò)程中需要消耗水中的 溶解氧,故稱之為需氧有機(jī)物。水體中需氧有機(jī)物愈多,耗氧也愈多, 水質(zhì)也愈
5、差,水體污染也愈嚴(yán)重。()需氧有機(jī)污染物的主要指標(biāo)由于水體中有機(jī)污染物的組成比較復(fù)雜,測(cè)定各類有機(jī)物含量既 費(fèi)時(shí)又費(fèi)力,又因?yàn)樾柩跤袡C(jī)污染物的主要危害是消耗水中溶解氧, 所以在實(shí)際工作中一般采用下列指標(biāo)來(lái)表示水中需氧有機(jī)污染物的含 量。溶解氧(DO,dissolved oxygen)水中的溶解氧是溶于水中的 自由狀態(tài)氧分子的量。它是支配水生生物生存和有機(jī)污染物分解類型 及水體自凈作用強(qiáng)弱的重要因素,因此是水體質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)。水體中溶解氧的來(lái)源有兩個(gè)方面:一是由大氣中的氧通過(guò)擴(kuò)散方 式補(bǔ)給,這是水中溶解氧的主要來(lái)源;二是水生植物的光合作用也放 出氧。因此DO在一天中含量是變化的。早晨由于光合
6、作用開(kāi)始使水中 DO不斷上升,過(guò)了中午在下午2時(shí)DO呈過(guò)飽和狀態(tài)。夜間因光合作用 下降,故DO含量亦下降。水體中溶解氧減少有三個(gè)方面:一是耗氧有 機(jī)污染物在降解時(shí)耗氧;二是還原性無(wú)機(jī)物質(zhì)氧化時(shí)耗氧;三是生物 呼吸過(guò)程吸收氧。上述氧的補(bǔ)給與消耗的狀態(tài)不同,使水質(zhì)處于不同 的狀態(tài)中,如:氧補(bǔ)給二消耗:水體中DO處于平衡,屬正常狀態(tài)。補(bǔ)給消耗:水體缺氧,水質(zhì)處于惡化狀態(tài)。補(bǔ)給消耗:水中DO呈飽和狀態(tài)。DO的含量直接影響水生動(dòng)物的生長(zhǎng),例如魚(yú)類生存需要一定量的 DO,其多少視魚(yú)種、發(fā)育階段、活動(dòng)強(qiáng)度和溫度的不同而不同。通常, 暖水魚(yú)群生活的水體,在每天的16小時(shí)內(nèi),DO至少保持5mg/L,在 每天8小
7、時(shí)內(nèi)不得小于3mg/L。如作為灌溉水引入農(nóng)田,當(dāng)DO很低 時(shí),會(huì)降低土壤溶液中含氧量,以致影響作物根系呼吸,導(dǎo)致品質(zhì)下 降。生活污水和某些工業(yè)廢水中含大量有機(jī)污染物,呈嚴(yán)重缺氧狀態(tài), 排入水體中,在其分解過(guò)程中消耗大量DO,使水體受到嚴(yán)重污染。水體中DO含量還與溫度有關(guān),隨著溫度的升高,水中DO含量迅 速下降,如表5-4所示,水溫從0C到40C,其DO從14.6mg/L下 降為6.6mg/L,這就說(shuō)明了受污染的水體在溫度高的季節(jié),其惡臭味 愈嚴(yán)重的原因就是水體中DO含量太低。生化需氧量(BOD,biological oxygen demand) BOD 表示 水中有機(jī)污染物被微生物分解所需的氧
8、量,可以間接地反映出有機(jī)污 染物的含量。BOD不表示有機(jī)污染物的含量,只是通過(guò)一定時(shí)間好氣細(xì) 菌所氧化分解的有機(jī)污染物消耗的氧量,BOD愈高,表示水中需氧有機(jī) 污染物愈多。有機(jī)污染物經(jīng)微生物氧化分解過(guò)程,一般可分為兩個(gè)階段:第一階 段,主要是有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)的二氧化碳、水和氨等;第二階段, 主要是氨被轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽。因?yàn)榘币咽菬o(wú)機(jī)物,它的進(jìn)一步氧化對(duì)環(huán)境衛(wèi)生的影響較小所以廢 水的生化需氧量,通常只指第一階段有機(jī)生物化學(xué)氧化所需的氧量。 因?yàn)槲⑸锏幕顒?dòng)與溫度有關(guān),所以測(cè)定生化需氧量時(shí)須規(guī)定一個(gè)溫 度,一般以20C作為測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度。當(dāng)溫度為20C時(shí),一般生活污 水中的有機(jī)物,需20天左右才能
9、基本上完成第一階段的氧化分解過(guò)程。 這就是說(shuō),要測(cè)定第一階段的生物需氧量至少需要20天時(shí)間,這在實(shí) 際工作中是有困難的。所以目前都以5天作為測(cè)定生化需氧量的標(biāo)準(zhǔn) 時(shí)間,簡(jiǎn)稱五日生化需氧量用BOD5表示,幾天生化需氧量可用BOD表 示。一般有機(jī)物的五日生化需氧量,約占第一階段生化需氧量的70% 左右。水體中BOD5的高低,是表明水體中有機(jī)污染物被微生物降解數(shù)量 的多少。因此bOd過(guò)高表明水體中有機(jī)污染物含量多,水體污染嚴(yán)重。5水體BOD5低,可以表明水體清潔,但也可以表明完全相反的情況,如 水體BOD:低而COD高,則表明水中易被微生物降解的有機(jī)物少,而難 降解的多。因此常同時(shí)測(cè)定COD值以進(jìn)一
10、步評(píng)價(jià)水質(zhì)狀況?;瘜W(xué)需氧量(COD, chemical oxygen demand) COD 是指用 化學(xué)氧化劑氧化水中有機(jī)污染物時(shí)所需要的氧量。目前常用的氧化劑 主要是重銘酸鉀或高錳酸鉀。如果廢水中有機(jī)質(zhì)的組成相對(duì)穩(wěn)定,那 么化學(xué)需氧量與生化需氧量之間應(yīng)有一定的比例關(guān)系。一般地說(shuō),重 銘酸鉀法CODcrBOD2oBOD5高錳酸鉀法COD血。重銘酸鉀法COD與 BOD20之差,可大致表示不能被微生物分解的有機(jī)物量。*被氧化的物質(zhì)中大部分為有機(jī)污染物,極少部分為還原性的無(wú)機(jī) 物如Fe2+、Mn2+等,因此COD的測(cè)定是在短時(shí)間內(nèi)求污染物數(shù)量的重要 指標(biāo)。但因?yàn)樗€包括少部分無(wú)機(jī)物所消耗的氧量故不
11、能完全表示水 中有機(jī)污染物的真實(shí)耗氧量,常出現(xiàn)結(jié)果偏高。它的特點(diǎn)是速度快, 能及時(shí)了解水質(zhì)狀況,在一固定污染源,測(cè)定水體的BOD和COD,求出5其相關(guān)模型,通過(guò)COD可以求算BOD5, COD會(huì)成為更有意義的水質(zhì)污染 指標(biāo)參數(shù)。5總有機(jī)碳(TOC, total organic carbon)和總需氧量(TOD, total oxygen demand)TOC為水中總有機(jī)碳的含量,它的測(cè)定方法是在90C下,以鉑為催化劑,使水樣氣化燃燒,測(cè)定氣體中的CO2 量,從而確定水樣中的碳元素總量。這一測(cè)定法速度快,若通過(guò)實(shí)驗(yàn) 建立TOC與BOD、COD之間的關(guān)系,則可快速測(cè)定出TOC,從而推算其 它指標(biāo)。
12、TOD,有機(jī)物中除含有碳外,還含有氫、氮、硫等元素。當(dāng)有機(jī)物 全部被氧化時(shí),碳被氧化為CO2,氫、氮及硫等則被氧化為叱。、NO和 SO2等,此時(shí)的需氧量稱為總需氧量。其測(cè)定方法是在特殊的燃燒器中, 以鉑為催化劑在900C溫度下,使水全部氣化,而有機(jī)物質(zhì)全部燃燒, 然后測(cè)定氣體中氧的減少量,作為有機(jī)物完全氧化所需要的氧量。測(cè) 定只需約3分鐘可得結(jié)果,可以自動(dòng)控制進(jìn)行,比一般BOD、COD的測(cè) 定要快速簡(jiǎn)便。測(cè)定結(jié)果比COD更接近理論需氧量,故一般可以認(rèn)為 是真正的有機(jī)物完全氧化總需氧量,但實(shí)際上,對(duì)于某些有機(jī)物,這 種條件仍不能達(dá)到完全氧化。二、植物營(yíng)養(yǎng)物這里所說(shuō)的植物營(yíng)養(yǎng)物主要是指氮和磷,從農(nóng)
13、作物生長(zhǎng)角度看, 它們是重要的肥料,但過(guò)多的植物營(yíng)養(yǎng)物進(jìn)入水體將污染環(huán)境,危害 人類。水體中植物營(yíng)養(yǎng)物的來(lái)源在自然情況下,由于雨、雪對(duì)大氣淋洗和徑流對(duì)地表物質(zhì)的淋溶 與沖刷,總會(huì)有一定量的植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被匯入水體中,但其數(shù)量極微, 在通氣良好的地表水中,含氮化合物(NH+4,NO2-,NO3-)的總量一般 不超過(guò)10-810一7,含磷化合物(H2PO,HPO4-等)的數(shù)值也大致在這 個(gè)范圍內(nèi)。天然水中過(guò)量的植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要來(lái)自農(nóng)田施肥、農(nóng)業(yè)廢 棄物、城市生活污水與某些工業(yè)廢水。(二)植物營(yíng)養(yǎng)物污染的危害“富營(yíng)養(yǎng)化”是湖泊分類與演化方面的概念。湖沼學(xué)家一致認(rèn)為 富營(yíng)養(yǎng)化是水體衰老的一種表現(xiàn)。隨著水
14、體中植物營(yíng)養(yǎng)物含量的增加, 將導(dǎo)致水生生物主要是各種藻類大量繁殖。藻類占據(jù)湖泊中越來(lái)越大 的空間,有時(shí)甚至有填滿湖泊的危險(xiǎn),這樣便使魚(yú)類生活的空間越來(lái) 越縮小。隨著水體富營(yíng)養(yǎng)化的發(fā)展,藻類的種類數(shù)逐漸減少,而個(gè)體 數(shù)迅速增加,藻類過(guò)度旺盛的生長(zhǎng)繁殖將造成水中溶解氧的急劇變化。 藻類的呼吸作用和死亡藻類的分解作用,耗氧能在一定時(shí)間內(nèi)使水體 處于嚴(yán)重缺氧狀態(tài),從而嚴(yán)重影響魚(yú)類的生存,問(wèn)題嚴(yán)重時(shí),常使魚(yú) 類大量死亡。在自然界物質(zhì)的正常循環(huán)過(guò)程中也有可能使某些湖泊由貧營(yíng)養(yǎng)湖 發(fā)展為富營(yíng)養(yǎng)湖,進(jìn)一步發(fā)展為沼澤和干地。水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象除發(fā)生在湖泊、水庫(kù)中,也發(fā)生在海灣內(nèi),在 水流急速的河流中發(fā)生較少。在人
15、類工農(nóng)業(yè)活動(dòng)影響下過(guò)量植物營(yíng)養(yǎng) 物排入水體將加速水體的富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程。水體中氮、磷含量的高低與水體富營(yíng)養(yǎng)化程度有密切關(guān)系,據(jù)瑞 典46個(gè)湖的資料,總P和無(wú)機(jī)N分別為20 mg/L和300 mg / L,就可 以認(rèn)為水體處于富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。對(duì)發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化作用來(lái)說(shuō),P的作用遠(yuǎn)大于No P的含量不很高時(shí), 就可引起富營(yíng)養(yǎng)化作用,但決不能忽視高濃度N的作用。三、油類物質(zhì)隨著石油工業(yè)的發(fā)展,油類物質(zhì)對(duì)水體的污染愈來(lái)愈嚴(yán)重。在各 類水體中以海洋受到的油污染最為嚴(yán)重。我國(guó)海岸線長(zhǎng)達(dá)18000 km, 沿海海域面積遼闊,近年來(lái)許多海域也受到不同程度的石油污染。()水體中油類污染物的來(lái)源船舶帶入 目前石油總產(chǎn)量的60
16、%經(jīng)由水上(尤其是海上)運(yùn) 輸,全世界每年從含油廢水排入各類水體的油量仍近百萬(wàn)噸。工業(yè)排入 許多國(guó)家的大城市和工業(yè)區(qū)。海底石油開(kāi)采 全球石油總儲(chǔ)量估計(jì)3000億t,其中近1 / 3 儲(chǔ)藏于海底。海底油田的開(kāi)發(fā),特別是油井井噴,大量石油泄入海洋。大氣石油烴的降落 全世界每年由工廠、船舶、車輛排人大氣的石油烴大約有6 800萬(wàn)t,其中絕大部分被光氧化,約400萬(wàn)t沉降 到地面,有些進(jìn)入陸地水體和海洋。四、酚類化合物酚是一件原生質(zhì)毒物,可使蛋白質(zhì)凝固,它對(duì)各種細(xì)胞都有直接 損害作用,對(duì)皮膚和粘膜有強(qiáng)烈的腐蝕作用。酚進(jìn)入人體達(dá)到一定量 就引起中毒。高濃度的酚可以引起急性中毒,低濃度則可引起蓄積性 慢性
17、中毒。酚主要作用于神經(jīng)系統(tǒng)引起頭暈、精神不安,貧血等。不 過(guò)酚類化合物的毒性首先表現(xiàn)于水體中各種生物,如魚(yú)類、貝殼類、 海帶、微生物等都可中毒而影響生長(zhǎng)和繁殖。酚在水體中濃度達(dá)幾個(gè) mg/t時(shí),可使魚(yú)類出現(xiàn)中毒癥狀,魚(yú)產(chǎn)量下降,嚴(yán)重者可大量死亡, 當(dāng)濃度為0.10.2mg/L時(shí),可使魚(yú)肉帶酚味而不能食用。水中含酚 超過(guò)0.0020.003 mg/L時(shí),如用氯消毒,則會(huì)使水含有氯酚的臭味, 影響飲用。故一般規(guī)定飲用水中揮發(fā)酚的允許濃度為0.001 mg/L,地 面水為0.01mg/L。灌溉水中不得大于1 mg/L。五、氤化物氤化物是劇毒物質(zhì),人口服在0.1g左右立即死亡。水中含氤達(dá) 0.30.5
18、mg/L時(shí),魚(yú)便死亡。氤化物排入水體后有較強(qiáng)的自凈作用,氤化物與溶于水的CO作用 2 產(chǎn)生HCN,然向空中:CN-+CO +H O=HCN f +HCO -水中氤化物在游離氧氧化作用下可生成NH4+和CO32-即:2CN- + O2= 2CNO-CNO+2H O=NH+CO 2-在生活飲用水中規(guī)定氰化物不許超過(guò)0.05mg / L,地面水最高容許 量為0.1mg/L。魚(yú)的中毒限量為0.03mg/L (世界衛(wèi)生組織)。六、放射性物質(zhì)放射性物質(zhì)主要來(lái)源于核電站核燃料廢料,固化容器破損,核武 器試驗(yàn)和放射性同位素的應(yīng)用等。據(jù)1970年統(tǒng)計(jì),由大氣進(jìn)入海洋的 放射性物質(zhì)約為26億居里。污染水體最危險(xiǎn)的
19、是Sr-90,Cs-137 等。因?yàn)樗鼈兊陌胨テ陂L(zhǎng),又與Ca、K相似,能被人畜等吸收積累, 從而引起遺傳突變或癌癥。七、重金屬污染一般把比重大于5以上的金屬叫重金屬。重金屬為砷、鎘、銘、 銅、鉛、汞、鎳、鋅、硒等。其中砷和硒等并不是重金屬,而是類金 屬。為了避免過(guò)于繁瑣的分類,所以也把它們放在重金屬中。在重金屬中,除汞、硒和砷的有些化合物容易揮發(fā)外,它們和有 機(jī)物不同,一旦進(jìn)入環(huán)境,并不能降解,而是留在原地長(zhǎng)期存在,對(duì) 人類具有潛在危害。()砷(AS)自然界含砷的礦物約有249種,它的主要來(lái)源是硫化砷礦。砷多 伴生在銅、鉛和鋅等的硫化物礦中。世界土壤中含砷平均約在56 mg /kg,我國(guó)約在1
20、0.4mg/kg。當(dāng)土壤中砷含量為2030mg/kg時(shí),植物 的生長(zhǎng)和發(fā)育就不正常。脫毛劑、印染和農(nóng)藥、飼料添加劑和藥物等 含砷。慢性砷中毒有消化系統(tǒng)癥狀,例如食欲不振、胃痛、惡心和肝腫 大等;神經(jīng)系統(tǒng)癥狀例如神經(jīng)衰弱和多發(fā)性神經(jīng)炎;皮膚病變,例如 皮膚色素高度沉著,高度角質(zhì)化和龜裂潰瘍。砷即使不是致癌物,至 少也是輔致癌物。灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為:水田W0.05mg/kg;旱田W0.1mg /kg。(二)鎘(Cd)鎘是一種毒性很大的金屬,土壤中為 0.5mg/kg,海洋污染中為 0.01-10mg/L。鎘是一種白色易溶金屬,常與鋅銅鉛錳共存。鎘是人體新陳代謝不需要的金屬,且蓄積性很強(qiáng),動(dòng)物吸收的鎘很
21、 難排出體外。在飲用水中濃度超過(guò)0.1mg/L時(shí)就會(huì)產(chǎn)生蓄積作用,引 起貧血,新陳代謝不良,肝病變,以至死亡。在腎臟內(nèi)蓄積,引起病 變,會(huì)使鈣的吸收失調(diào),進(jìn)而引起骨病變,發(fā)生骨軟和骨折。日本發(fā) 生的骨痛病公害就是鎘中毒引起的。在水體中鎘的濃度為0.2mg/L就 可以致死某些魚(yú)類。灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為0.002mg/L和0.005 mg/L。(三)銘銘與鎘、汞、鉛等同為主要污染物之一,亦為致癌物質(zhì),是一種 鋼灰色的耐腐蝕硬金屬。是人畜不可缺少的微量元素,但積累過(guò)多就 會(huì)出現(xiàn)毒害。銘對(duì)人畜毒害主要表現(xiàn)在對(duì)消化系統(tǒng)和皮膚有性毒害,能潰瘍。Cr6+是強(qiáng)氧化劑,抑制尿素酶?;顒?dòng)對(duì)皮膚、粘膜有劇烈腐蝕性,經(jīng)口
22、攝入患胃腸粘膜炎。攝入量達(dá)到2.0 mg/kg體重時(shí),可發(fā)生毒物性腎 炎及尿毒癥致死。灌溉水規(guī)定Cr6+不得超過(guò)0.1mg/L。(四)汞汞的污染主要來(lái)自采礦、選礦、冶金、電鍍、化工、墨水制造、造紙、制革、制藥、紡織、肥料和氯堿制造等10個(gè)工礦企業(yè),汞的天 然形態(tài)為朱砂一HgS。一般未受污染的天然河流湖泊水中含汞量約為 0.01-0.1ug/Lo汞的來(lái)源除上述外還由于農(nóng)業(yè)中應(yīng)用有機(jī)汞殺菌劑浸種的原因,多年 應(yīng)用造成環(huán)境污染通過(guò)土壤再轉(zhuǎn)入土體、糧食、蔬菜、瓜果等食物鏈。 汞在人體中蓄積于腎、肝、腦中,主要毒害神經(jīng),破壞蛋白質(zhì)、核酸, 出現(xiàn)手足麻痹、神經(jīng)紊亂等癥狀,日本的水俁病公害就是由于無(wú)機(jī)汞 轉(zhuǎn)
23、化為有機(jī)汞,經(jīng)食物鏈進(jìn)入人體而引起的。灌溉水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定總 汞不得超過(guò)0.01mg/L。(五)鉛(Pb)鉛為銀灰色的軟金屬,在空氣中迅速氧化,表面形成一層氧化鉛 膜,使鉛不致進(jìn)一步氧化。含鉛的汽油使用后,污染空氣,也會(huì)進(jìn)入水體,特別是當(dāng)水具有 酸性時(shí),鉛對(duì)人體有蓄積毒性,每日攝取的鉛若超過(guò)0.31.0 mg,其 超過(guò)部分不能排出就可在體內(nèi)蓄積起來(lái),長(zhǎng)時(shí)間后會(huì)發(fā)生錯(cuò)中毒。鉛 毒性影響神經(jīng)系統(tǒng)、骨路和血液,可造成貧血、神經(jīng)炎、腎炎等癥狀。第三節(jié)水體污染的控制與治理我國(guó)人口眾多,若按10億人口計(jì)算,每人每年占有的河水量近2 630m3,而世界平均每人占有量是1萬(wàn)m3。我國(guó)水的時(shí)空分布也非常不 均衡,
24、不少地區(qū)用水相當(dāng)困難。據(jù)191個(gè)城市調(diào)查,79%的城市缺水, 每日缺水約為880萬(wàn)t。當(dāng)前水資源緊張的主要原因一是水源不足,二 是水質(zhì)污染??刂扑w污染物排放量及減少污染源排放的廢水量等,是控制水 體污染的基本途徑。主要有三個(gè)途徑:(1)改革生產(chǎn)工藝,盡量改用 不用水或少用水,盡量不用或少用易產(chǎn)生污染的原料、設(shè)備及生產(chǎn)工 藝。(2)重復(fù)利用廢水,盡量采用重復(fù)用水及循環(huán)用水系統(tǒng),使廢水 排放量減至最小。(3)回收有用物質(zhì),盡量使流失至廢水中的原料和 成品水分離,就地回收。污水的排放是不可避免的,對(duì)污水的處理技術(shù)也不斷地發(fā)展,下 面介紹一下污水的幾種處理方法。一、污水的常規(guī)處理技術(shù)污水處理的目的,
25、就是用各種方法,把污水中所含的污染物質(zhì)分 離出來(lái),或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化成無(wú)害的物質(zhì),從而使污水得到凈化。根據(jù)所用 的方法和原理可分為四類:物理法:主要是利用物理作用分離廢水中呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì), 在處理過(guò)程中,不改變污染物的化學(xué)性質(zhì)。屬于物理方法的有沉淀、 浮選、隔油、過(guò)濾、離心、蒸發(fā)和結(jié)晶等?;瘜W(xué)法:利用化學(xué)作用除去水中的污染物,有時(shí)要加入化學(xué)藥品, 促使污染物沉淀、混凝、中和、氧化、萃取等,一般成本較高。物理化學(xué)法:主要有吸附、離子交換、電滲析和反滲透法等,成 本也很高。生物法(生化法):主要利用自然界存在的各種微生物,將污水中 的有機(jī)物分解或向無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化,從而達(dá)到凈化的目的。它是在污水處 理中應(yīng)
26、用最為廣泛的方法。主要有活性污泥法、淋濾和生物膜法。二、氧化塘氧化塘(Ecological lagoon)是利用天然池或人工修造的淺水池塘(塘 深一般0.51.5m)的污水處理方法。由于投資省、管理簡(jiǎn)便,目前已 廣泛被國(guó)內(nèi)外使用。氧化塘處理廢水的基本原理是在水中溶解或懸浮的有機(jī)物經(jīng)微生 物作用進(jìn)行有氧分解,同時(shí)放出NH3和CO2,溶于水中供藻類進(jìn)行光 合作用,放出的氧供微生物分解有機(jī)物的需要。污水中的固體沉至塘 底,其中的有機(jī)物進(jìn)行厭氧分解,產(chǎn)生沼氣(CH4)逸出水面,NH3 和CO2則溶于水中。氧化塘可分為:(一)厭氣氧化塘厭氣氧化塘主要靠大氣供應(yīng)氧氣,在塘底進(jìn)行厭氣分解,污染物 僅在表層進(jìn)
27、行好氣性分解。厭氣氧化塘塘深一般為23米,廢水中塘 內(nèi)的停留時(shí)間常達(dá)幾個(gè)月,BOD的去除率在50%70%之間。塘內(nèi)幾 乎無(wú)藻類生長(zhǎng)。(二)好氣氧化塘好氣氧化塘又稱為高效氧化塘,水深約1530 cm,陽(yáng)光可透過(guò) 水層到達(dá)塘底。由于水淺,陽(yáng)光充足,通常生長(zhǎng)有大量藻類,這就為 好氣細(xì)菌氧化分解有機(jī)物提供了足夠的DO,由于夏天氣溫高,藻類生 長(zhǎng)旺盛,冬天生長(zhǎng)緩慢,因此冬季運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)BOD負(fù)荷應(yīng)該低些,廢水停 留時(shí)間也應(yīng)延長(zhǎng)。(三)通氣氧化塘通氣氧化塘又稱為曝氣氧化塘。水深一般為25m,由于采用機(jī)械 通氣,故塘內(nèi)能保持良好的充氣狀態(tài),提高了 BOD的負(fù)荷,縮短了處 理時(shí)間。此外,通氣氧化塘還具有占地較少的優(yōu)
28、點(diǎn),不過(guò)投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較大,但常被歐美很多國(guó)家采用。兼性氧化塘兼性氧化塘水深約0.61.5m,在表層進(jìn)行好氣分解,塘底進(jìn)行厭 氣分解。這類氧化塘具有處理效率高,管理簡(jiǎn)便和比較經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)??傊?,氧化塘可充分利用地形,工程簡(jiǎn)單易行,是利用天然自凈 能力的一種污水處理方法。不過(guò)氧化塘也存在很多問(wèn)題,如從技術(shù)上 講,單塘處理的效果較差。從管理上講,管理不當(dāng)時(shí)會(huì)使水體發(fā)臭, 蚊蠅滋生。淤積的污泥中重金屬含量較高,如何利用也是問(wèn)題之一。 特別是氧化塘占地的面積大,只有在農(nóng)村,或城郊具有可以利用的地 形等時(shí)方可采用。三、污水的土地處理(Land treatment)污水土地處理的概況:利用污水灌溉農(nóng)田已有幾
29、百年的歷史了, 以后隨著工業(yè)發(fā)展和污灌帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題,興起了污水處理工程。近 年,由于能源危機(jī)和水資源的短缺,污水處理工程成本過(guò)高,有些又 很難達(dá)到理想的水平,例如很難除去污水中的N和P等。不少國(guó)家又 轉(zhuǎn)向以土地處理系統(tǒng)的研究和實(shí)際應(yīng)用上來(lái),其中以美、蘇、澳、法 和德國(guó)應(yīng)用較多。污水的土地處理,是指將污水通過(guò)土壤(有時(shí)包括土壤上種植的 植物),以除去其中的污染物。工程處理投資很大,例如西德從1970 年到1979年,共投資300億西德馬克。用土地處理的投資可比工程處 理節(jié)約一半,日常能耗只有工程處理的1 /45。國(guó)外主要著重強(qiáng)調(diào)利用 土地來(lái)處理污水,而我國(guó)則主要考慮農(nóng)業(yè)灌溉。()土地處理系統(tǒng)的類型污水土地處理系統(tǒng)主要可以分為三類:慢速灌溉(Slow rate) 本法適用于慢速滲透的土壤,例如壤 土。土地需要整理成壟溝或畦狀,上面有作物生長(zhǎng)。我國(guó)的污灌就是 這種形式。 快速滲漏(Rapid in filfration) 適用于滲透性良好的沙土 或壤沙土。土地上不一定要有植物。這一處理實(shí)際上是用土壤作柱層 析,主要用土壤過(guò)濾來(lái)凈化污水。凈化后的再生水可補(bǔ)充地下水,或 可用井抽上來(lái)再用。我國(guó)需要補(bǔ)充地下水的地區(qū),也可試行這種方法。 坡面徑流(Overland flow)
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