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文檔簡介

第二章水和廢水監(jiān)測第一節(jié)水質(zhì)污染與監(jiān)測第二節(jié)水質(zhì)監(jiān)測方案制訂第三節(jié)水樣的采集和保存第四節(jié)水樣的預(yù)處理第五節(jié)物理指標(biāo)檢驗第六節(jié)金屬化合物的測定第七節(jié)非金屬無機物的測定第八節(jié)有機污染物的測定第九節(jié)底質(zhì)監(jiān)測第十節(jié)活性污泥性質(zhì)的測定主要內(nèi)容第一節(jié)水質(zhì)污染與監(jiān)測水和水體地球上一切生命存在的基礎(chǔ)對人的重要性人體的2/3是水;人體失去10%的水,將難以運動;失去20%的水將導(dǎo)致死亡水是重要的資源(?花錢如流水)1993年1月18日,第四十七屆聯(lián)合國大會作出決議,確定每年的3月22日為世界水日?!笆澜缢铡笔澜缢罩黝}1994年:“保護水資源人人有責(zé)”(CaringforOurWaterResourcesIsEveryone'sBusiness)1995年:“婦女和水”(womenandwater)

1996年:“為干渴的城市供水”(waterforthirstycities)

1997年:“水的短缺”(waterscarce)1998年:“地下水--看不見的資源”(groundwater--invisibleresource)

1999年:“我們(人類)永遠(yuǎn)生活在缺水狀態(tài)之中”(everyonelivesdownstream)

2000年:“衛(wèi)生用水”(waterandhealth)

2001年:“21世紀(jì)的水”(waterforthe21stcentury)

2002年:“水與發(fā)展”(waterfordevelopment)2003年:“水—人類的未來”(waterforthefuture)

2004年:“水與災(zāi)害”(wateranddisasters)

2005年:“生命之水”(waterforlife)

2006年:“水與文化”(waterandculture)

2007年:“應(yīng)對水短缺”2008年:“涉水衛(wèi)生”2009年:“跨界水—共享的水、共享的機遇”2010年:水質(zhì)量2011年:城市水資源管理2012年世界水日主題是:

水與糧食安全

一、水資源及其水質(zhì)污染水是人類社會的寶貴資源全球水資源淡水資源可利用的淡水資源只有江河、淡水湖和地下水的一部分水的自然循環(huán)按人均擁有水量計,我國僅有2200m3/人,約占世界平均水平的1/4。據(jù)上海2000年的統(tǒng)計,上海淡水資源:不可利用地表水需水量可利用地表水地下水總量:595.6億m3地表水593.5億m3可利用118.8億m3地下水2.1億m3上海2000年需水量為158.5億m32010年3月20日,溫家寶來到陸良縣德格海子水庫干涸的庫底察看災(zāi)情

2010年西南地區(qū)旱災(zāi)(一)水質(zhì)污染類型水體污染化學(xué)型污染酸堿有機物無機物物理型污染色度濁度懸浮固體熱污染放射性污染生物型污染生活污水醫(yī)院污水(二)水體自凈和水體環(huán)境容量

污染物進入水體后首先被稀釋,隨后經(jīng)過復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物轉(zhuǎn)化,使污染物濃度降低、性質(zhì)發(fā)生變化,水體自然地恢復(fù)原樣的過程稱為自凈。自凈能力決定著水體的環(huán)境容量(潔凈水體所能承載的最大污染物量。水解酶

生活污水(淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等)好氧菌

氨基酸、脂肪酸、甘油、低分子糖

CO2、H2O、無機鹽水體自凈1.物理自凈:污染物進入水體后,通過水的流動、使污染物得到擴散、混合、稀釋、揮發(fā),改變污染物的物理性狀和空間位置,使其在水體中降低濃度以至消除。2.化學(xué)自凈:污染物在水體中通過中和、沉淀、氧化還原、化合分解等物理化學(xué)變化,使污染物發(fā)生化學(xué)性質(zhì)、形態(tài)、價態(tài)上的變化,從而改變污染物在水體的遷移能力和毒性大小。3.生物自凈:指懸浮和溶解于水體中的有機污染物在微生物的作用下,發(fā)生氧化分解,使其降低濃度、轉(zhuǎn)化為簡單、無害的無機物以至從水體中消除的過程。它還可以包括生物轉(zhuǎn)化和生物富集等過程。在水體自凈中,生物自凈占有主要的地位。水體污染物的轉(zhuǎn)歸水體污染物的轉(zhuǎn)化水體中污染物的生物放大作用水體富營養(yǎng)化生物放大作用生物的一個重要特點是它能夠通過各種方式從環(huán)境中富集某些元素。如水中DDT農(nóng)藥:水中濃度為0.000003mg/L浮游生物(富集7.3萬倍)小魚(富集14.3萬倍)

大魚

(富集858萬倍)

人食用這些水中生物后富集1000萬倍。

防治富營養(yǎng)化的途徑合理使用化肥,防止流失;降低工業(yè)廢水N、P的排放量;糞便等有機廢棄物中的N、P可考慮制造沼氣后作有機肥;生活污水可先進行污水灌溉或污水養(yǎng)殖水生植物吸收氮、磷;地下肥水不宜飲用,可代部分肥料用于灌溉,防止新肥水產(chǎn)生;在湖泊、海灣及飲用地下水源帶進行監(jiān)測、預(yù)報。我國水污染現(xiàn)狀三分之一以上河段不能滿足灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);主要淡水湖泊富營養(yǎng)污染嚴(yán)重;50%城市地下水水質(zhì)日趨惡化;飲用水水源水質(zhì)顯著下降;世界銀行:健康損失20億元/年國家環(huán)境污染控制的重點:三河三湖兩區(qū)一市一海(33211工程)“九五”期間,我國確定了污染治理工作的重點—集中力量解決危及人民生活、危害身體健康、嚴(yán)重影響景觀、制約經(jīng)濟社會發(fā)展的環(huán)境問題。污染防治以水和大氣為主,水污染防治重點抓三河(淮河、遼河、海河)、三湖(太湖、滇池、巢湖),大氣污染防治重點抓“兩控區(qū)”(二氧化硫污染控制區(qū)和酸雨控制區(qū)),城市環(huán)境保護重點抓北京市,海洋環(huán)境保護重點抓渤海。該環(huán)保工作簡稱“33211工程”。

我國歷年廢水排放量鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)污染占全國總污染的52%城市污水處理率小于15%工業(yè)廢水達(dá)標(biāo)排放率小于75%

(三)污染狀況

(2002年中國海域環(huán)境質(zhì)量狀況)1.水環(huán)境質(zhì)量2.赤潮3.溢油4.海洋生物質(zhì)量

1.水環(huán)境質(zhì)量

2002年,我國海域未達(dá)到清潔海域的面積約17.4萬km2,與2001年基本持平。其中,較清潔海域和中度污染海域面積約1.1萬km2和1.8萬km2

,較上年分別增加近1.2萬km2和0.2萬km2

;輕度污染海域和嚴(yán)重污染海域面積約為2.0萬km2和2.6萬km2

,較上年分別減少近0.6萬km2和0.7萬km2

。

渤海污染程度仍然較重,未達(dá)到清潔海域的面積約3.2萬km2

,占渤??偯娣e的比例由上年的24.6%增加到41.3%,主要是受鉛污染的海域面積明顯增加。主要污染物是無機氮、磷酸鹽、鉛和汞。

渤海海水環(huán)境質(zhì)量狀況圖

2.赤潮(水華)2002年我國海域共發(fā)現(xiàn)赤潮73次,赤潮發(fā)生面積累計超過1萬km2

;部分海域及養(yǎng)殖區(qū)多次檢測出亞歷山大藻(Alexandrium)和裸甲藻(Gymnodrium)等有毒赤潮藻類,并在小范圍內(nèi)監(jiān)測到有毒赤潮,在某些貝類中檢測出赤潮毒素;11月福建連江海域發(fā)生的裸甲藻赤潮對當(dāng)?shù)氐乃a(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)造成了近千萬元的經(jīng)濟損失。赤潮發(fā)生時的紅色波濤船行過赤潮海域時的紅色浪花2000年發(fā)生在渤海灣的大面積赤潮圖2.12002年中國沿海各省、市、自治區(qū)赤潮發(fā)現(xiàn)次數(shù)圖2.22002年中國沿海各省、市、自治區(qū)赤潮發(fā)生面積百分比

3.溢油2011年康菲石油污染事件。1976—1997年,我國海域共發(fā)生2300起溢油事故;

溢油量超過25000噸;

年平均溢油事故110起,

年重大溢油事故5到7起;

每次重大事故直接經(jīng)濟損失:幾百萬至上千萬元圖2.3海上溢油事故發(fā)生的海域4.海洋生物質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果表明,與2001年相比,2002年全國近岸部分海域海洋貝類體內(nèi)的鉛、砷、鎘等重金屬含量較上年有所升高,石油烴含量總體水平無顯著變化,糞大腸菌群含量偏高,個別地點貝類體內(nèi)檢測出赤潮毒素。二、水質(zhì)監(jiān)測的對象和目的水質(zhì)監(jiān)測的分類

環(huán)境水體監(jiān)測水污染源監(jiān)測水質(zhì)監(jiān)測的對象

環(huán)境水體:地表水(江、河、湖、庫、海水)

地下水

水污染源:工業(yè)廢水生活污水和醫(yī)院污水等水質(zhì)監(jiān)測的目的:

(1)對江、河、水庫、湖泊、海洋等地表水和地下水中的污染因子進行經(jīng)常性的監(jiān)測,以掌握水質(zhì)現(xiàn)狀及其變化趨勢。

(2)對生產(chǎn)、生活等廢(污)水排放源排放的廢(污)水進行監(jiān)視性監(jiān)測,掌握廢(污)水排放量及其污染物濃度和排放總量,評價是否符合排放標(biāo)準(zhǔn),為污染源管理提供依據(jù)。

(3)對水環(huán)境污染事故進行應(yīng)急監(jiān)測,為分析判斷事故原因、危害及制訂對策提供依據(jù)。

(4)為國家政府部門制定水環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)和規(guī)劃提供有關(guān)數(shù)據(jù)和資料。

(5)為開展水環(huán)境質(zhì)量評價和預(yù)測預(yù)報及進行環(huán)境科學(xué)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)手段。三、監(jiān)測項目監(jiān)測項目受人力、物力、財力的限制,不可能將所有的監(jiān)測項目都加以測定,只能是對那些優(yōu)先監(jiān)測污染物加以監(jiān)測。優(yōu)先監(jiān)測污染物:標(biāo)準(zhǔn)中要求控制、在環(huán)境中難以降解;危害大、毒性大、影響范圍廣;出現(xiàn)頻率高,有可靠檢測方法。優(yōu)先監(jiān)測污染物美國環(huán)境保護局(EPA):《清潔水法(CWA)》規(guī)定了129種優(yōu)先監(jiān)測污染物前蘇聯(lián)衛(wèi)生部:56種有機污染物在水中的極限允許濃度中國環(huán)境監(jiān)測總站:68種水環(huán)境優(yōu)先監(jiān)測污染物黑名單根據(jù)優(yōu)先監(jiān)測原則,發(fā)達(dá)國家相繼提出優(yōu)先監(jiān)測污染物(一)地表水監(jiān)測項目基本項目:水溫、pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總氮(湖、庫)、總磷、銅、鋅、硒、砷、汞、鎘、鉛、鉻(六價)、氟化物、氰化物、硫化物、揮發(fā)酚、石油類、陰離子表面活性劑、糞大腸菌群。補充項目:硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽、鐵、錳。特定項目:海水監(jiān)測項目:(二)生活飲用水監(jiān)測項目

常規(guī)檢驗項目:肉眼可見物、色、嗅和味、渾濁度、pH、總硬度、鋁、鐵、錳、銅、鋅、揮發(fā)酚類、陰離子合成洗滌劑、硫酸鹽、氯化物、溶解性總固體、耗氧量、砷、鎘、鉻(六價)、氰化物、氟化物、鉛、汞、硒、硝酸鹽、氯仿、四氯化碳、細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群、糞大腸菌群、游離余氯、總α放射性、總β放射性。(三)廢(污)水監(jiān)測項目第一類:是在車間或車間處理設(shè)施排放口采樣測定的污染物,包括總汞、烷基汞、總鎘、總鉻、六價鉻、總砷、總鉛、總鎳、苯并(a)芘、總鈹、總銀、總α放射性、總β放射性。第二類:是在排污單位排放口采樣測定的污染物,包括pH、色度、懸浮物、生化需氧量、化學(xué)需氧量、石油類、動植物油、揮發(fā)性酚、總氰化物、硫化物、氨氮、氟化物、磷酸鹽、甲醛、苯胺類、硝基苯類、陰離子表面活性劑、總銅、總鋅、總錳。四、水質(zhì)監(jiān)測分析方法

監(jiān)測分析方法體系:(一)國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法(二)統(tǒng)一分析方法(三)等效方法水體的不同污染物不同+(一)國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法我國已編制60多項包括采樣在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)分析方法,這是一些比較經(jīng)典、準(zhǔn)確度較高的方法,是環(huán)境污染糾紛法定的仲裁方法,也是用于評價其他分析方法的基準(zhǔn)方法。

(二)統(tǒng)一分析方法有些項目的監(jiān)測方法尚不夠成熟,但這些項目又急需測定,因此經(jīng)過研究作為統(tǒng)一方法予以推廣,在使用中積累經(jīng)驗,不斷完善,為上升為國家標(biāo)準(zhǔn)方法創(chuàng)造條件。與前兩類方法靈敏度、準(zhǔn)確度具有可比性的分析方法稱為等效方法。采用新技術(shù),有條件的先用,以推動監(jiān)測技術(shù)進步。但是,新方法必須經(jīng)過方法驗證和對比實驗,證明其與標(biāo)準(zhǔn)方法或統(tǒng)一方法是等效的才能使用。

(三)等效方法(一)選擇監(jiān)測分析方法的原則(二)監(jiān)測分析方法的分類1.用于測定無機污染物的方法

原子吸收法 分光光度法 等離子發(fā)射光譜(ICP-AES)法 電化學(xué)法 離子色譜法其他方法:化學(xué)法、原子熒光法、等離子發(fā)射光譜-質(zhì)譜(ICP-MS)法、氣相分子吸收光譜法等。2.用于有機污染物的監(jiān)測分析方法

氣相色譜法(GC)高效液相色譜法(HPLC)氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)其他方法:有機污染物類別測定、耗氧有機物測定五、污染物形態(tài)分析

1.污染物形態(tài)

污染物形態(tài)是指污染物在環(huán)境中呈現(xiàn)的化學(xué)狀態(tài)、價態(tài)和異構(gòu)狀態(tài)。一定形態(tài)的污染物在環(huán)境中有其發(fā)生和演變過程,并且在不同的條件下可轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌螒B(tài),具有不同強度的毒性。

2.了解污染物形態(tài)的意義

深入認(rèn)識其環(huán)境行為正確評價對環(huán)境的影響設(shè)計污染物分析監(jiān)測方案和治理方法

3.對污染物形態(tài)進行分析常用的方法

直接測定法:專一性的化學(xué)方法或物理化學(xué)方法,測定樣品中污染物的各種形態(tài),如用離子選擇電極法測定離子態(tài)元素。

分離測定法:是將樣品中不同形態(tài)的待測組分用物理法(離心、超濾、滲析等)或物理化學(xué)法(萃取、層析、離子交換等)先進行分離,然后逐一測定。

干法:是用電子探針、X射線衍射儀、核磁共振波譜儀等對顆粒狀樣品或生物樣品進行非破壞性的形態(tài)分析。

理論計算法:是利用被研究體系有關(guān)熱力學(xué)數(shù)據(jù)進行計算,確定其形態(tài)的方法。

第二節(jié)水質(zhì)監(jiān)測方案制訂

基礎(chǔ)資料的收集監(jiān)測斷面和采樣點的設(shè)置采樣時間和采樣頻率的確定采樣及監(jiān)測技術(shù)的選擇結(jié)果表達(dá)、質(zhì)量保證及實施計劃一、地面水水質(zhì)監(jiān)測方案的制訂

(一)基礎(chǔ)資料的收集(1)水體的水文、氣候、地質(zhì)和地貌資料。(2)水體沿岸城市分布、工業(yè)布局、污染源及其排污情況、城市給排水情況等。(3)水體沿岸的資源現(xiàn)狀和水資源的用途,飲用水源分布和重點水源保護區(qū):水體流域土地功能及近期使用計劃等。(4)歷年的水質(zhì)資料等。

(二)監(jiān)測斷面和采樣點的設(shè)置

1.監(jiān)測斷面的設(shè)置原則應(yīng)在水質(zhì)、水量發(fā)生變化及水體不同用途的功能區(qū)處設(shè)置監(jiān)測斷面(1)大量廢水排入河流的居民區(qū)、工業(yè)區(qū)上下游;(2)湖泊、水庫的主要出入口;(3)飲用水源區(qū)、水資源區(qū)域等功能區(qū);(4)入海河流的河口處、較大支流匯合口上游和匯合后與干流混合處;(5)國際河流出入國際線的出入口處;(6)盡可能與水文測量斷面重合。(1)背景斷面:設(shè)在基本上未受人類活動影響的河段,用于評價一完整水系污染程度。(2)對照斷面:為了解流入監(jiān)測河段前的水體水質(zhì)狀況而設(shè)置。一個河段一般只設(shè)一個對照斷面。(3)控制斷面:控制斷面的數(shù)目應(yīng)根據(jù)城市的工業(yè)布局和排污口分布情況而定,設(shè)在排污區(qū)(口)下游,污水與河水基本混勻處。(4)削減斷面:是指河流受納廢水和污水后,經(jīng)稀釋擴散和自凈作用,使污染物濃度顯著降低的斷面,通常設(shè)在城市或工業(yè)區(qū)最后一個排污口下游1500m以外的河段上。

2.河流監(jiān)測斷面的設(shè)置對照斷面控制斷面削減斷面500m1500m控制斷面河流監(jiān)測斷面設(shè)置AA’BB’C’CDD’EE’FF’GG’河流監(jiān)測斷面設(shè)置示意圖A-A’對照斷面G-G’削減斷面B-B’、C-C’、D-D’、F-F’控制斷面污染源排污口水流方向自來水取水口(1)背景斷面:設(shè)置目的:為了評價一個完整水系的污染程度而提供水環(huán)境的背景值設(shè)置方法:基本上未受人類活動的影響,應(yīng)設(shè)在清潔河段上斷面數(shù)目:根據(jù)需要而設(shè)

(2)對照斷面:設(shè)置目的:了解流入某一區(qū)域(監(jiān)測段)前的水質(zhì)狀況,提供這一水系區(qū)域本底值設(shè)置方法:(位于該區(qū)域所有污染源上游處,排污口上游100~500m處)

a.設(shè)在河流進入城市或工業(yè)區(qū)以前的地方

b.避開各種廢水、污水流入或回流處斷面數(shù)目:一個河段區(qū)域一個對照斷面。(有主要支流時可酌情增加。)(3)控制斷面:設(shè)置目的:監(jiān)測污染源對水質(zhì)影響。設(shè)置方法:(主要排污口下游較充分混合的斷面下游)根據(jù)主要污染物的遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律,河水流量和河道水力學(xué)特征確定,在排污口下游500—1000m處。因為在排污口下游500m橫斷面上的1/2寬度處重金屬濃度一般出現(xiàn)高峰值。對特殊要求的地區(qū),如水產(chǎn)資源區(qū)、風(fēng)景游覽區(qū)、自然保護區(qū)、與水源有關(guān)的地方病發(fā)病區(qū)、嚴(yán)重水土流失區(qū)及地球化學(xué)異常區(qū)等的河段上也應(yīng)設(shè)置控制斷面。斷面數(shù)目:多個。根據(jù)城市的工業(yè)布局和排污口分布情況而定

(4)削減斷面:設(shè)置目的:了解經(jīng)稀釋擴散和自凈后,河流水質(zhì)情況。設(shè)置方法:最后一個排污口下游1500m處。

(左中右濃度差較小的斷面。小河流視具體情況)斷面數(shù)目:1個。3.采樣點位的設(shè)置設(shè)置監(jiān)測斷面后,應(yīng)根據(jù)水面的寬度確定斷面上的采樣垂線,再根據(jù)采樣垂線處水深確定采樣點的數(shù)目和位置。采樣垂線的設(shè)置水面寬在50m以下:只設(shè)一條中泓垂線

50-100m:設(shè)左右兩條垂線(在左右近岸有明顯水流處)

100-1000m:應(yīng)設(shè)左中右三條垂線

>1500m:至少設(shè)5條等距垂線采樣點的設(shè)置水深小于5m:設(shè)1點(水面下0.5m處)

5-10m:2點(水面下0.5m,河底上0.5m)>10m:3點(水面下0.5m,1/2水深處,河底上0.5m)注:水深不足1m,設(shè)在1/2水深處。河流封凍時,設(shè)在冰下0.5m處(三)采樣時間和采樣頻率的確定

(1)飲用水源地全年采樣監(jiān)測12次,采樣時間根據(jù)具體情況選定。(2)對于較大水系干流和中、小河流,全年采樣監(jiān)測次數(shù)不少于6次。采樣時間為豐水期、枯水期和平水期,每期采樣兩次。流經(jīng)城市或工業(yè)區(qū),污染較重的河流,游覽水域,全年采樣監(jiān)測不少于12次。采樣時間為每月一次或視具體情況選定。底質(zhì)每年枯水期采樣監(jiān)測一次。(3)潮汐河流全年在豐、枯、平水期采樣監(jiān)測,每期采樣兩天,分別在大潮期和小潮期進行,每次應(yīng)采集當(dāng)天漲、退潮水樣分別測定。(4)設(shè)有專門監(jiān)測站的湖泊、水庫、每月采樣監(jiān)測一次,全年不少于12次。其他湖、庫全年采樣監(jiān)測兩次,枯、豐水期各1次。有廢(污)水排入,污染較重的湖、庫應(yīng)酌情增加采樣次數(shù)。(5)背景斷面每年采樣監(jiān)測一次,在污染可能較重的季節(jié)進行。(6)排污渠每年采樣監(jiān)測不少于3次。(7)海水水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測,每年按豐、平、枯水期或季度采樣監(jiān)測2~4次。(四)采樣及監(jiān)測技術(shù)的選擇

要根據(jù)監(jiān)測對象的性質(zhì)、含量范圍及測定要求等因素選擇適宜的采樣、監(jiān)測方法和技術(shù)。(五)結(jié)果表達(dá)、質(zhì)量保證及實施計劃

1.結(jié)果表達(dá)水質(zhì)監(jiān)測所測得的眾多化學(xué)、物理以及生物學(xué)的監(jiān)測數(shù)據(jù),是描述和評價水環(huán)境質(zhì)量,進行環(huán)境管理的基本依據(jù),必須進行科學(xué)地計算和處理,并按照要求的形式在監(jiān)測報告中表達(dá)出來。

2.質(zhì)量保證質(zhì)量保證概括了保證水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)正確可靠的全部活動和措施。質(zhì)量保證貫穿監(jiān)測工作的全過程。詳細(xì)內(nèi)容參閱第九章。

3.實施計劃實施計劃是實施監(jiān)測方案的具體安排,要切實可行,使各個環(huán)節(jié)工作有序、協(xié)調(diào)地進行。二、地下水質(zhì)監(jiān)測方案的制訂

1、調(diào)查研究和收集資料(1)收集、匯總監(jiān)測區(qū)域的水文、地質(zhì)、氣象等方面的有關(guān)資料和以往的監(jiān)測資料。(2)調(diào)查監(jiān)測區(qū)域內(nèi)城市發(fā)展、工業(yè)分布、資源開發(fā)和土地利用情況,尤其是地下工程規(guī)模應(yīng)用等;了解化肥和農(nóng)藥的施用面積和施用量;查清污水灌溉、排污、納污和地面水污

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