水質(zhì)與社會(huì)發(fā)展第一章

水質(zhì)與社會(huì)發(fā)展第一章第一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.1地球上水的分布第二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.1.1水的起源我國(guó)在戰(zhàn)國(guó)時(shí)代已經(jīng)有關(guān)于陰陽五行的記載。五行即水、火、木、金、土。第一類假說認(rèn)為，在初始的物質(zhì)中存在一種H2O分子的原始星云，類似于現(xiàn)在平均含水0.5%的隕石。第二類假說指出在星云凝聚成初始行星，即地球形成后才有形成水的原始元素——?dú)浜脱酢５谌?，共六十九頁，編輯?023年，星期三1.1.2地球水圈的結(jié)構(gòu)第四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三（1）水汽（2）水滴和冰晶1.1.3大氣圈的水第五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三冰雹2005年5月31日下午，一場(chǎng)突如其來的冰雹突襲京城。最大的冰雹尤如雞蛋大小，可以說是幾十年罕見。許多汽車在這次特大的冰雹也遭了殃，車頂被砸得星星點(diǎn)點(diǎn)，許多的自行車棚也被砸得千瘡百孔，場(chǎng)面狼藉。第六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.1.4生物水（1）活質(zhì)水（2）植物水第七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.1.5地表水（1）河流

洪水期、枯水期、平水期。第八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三（2）湖泊

大多是自然營(yíng)力（如地質(zhì)板殼運(yùn)動(dòng)）所造成的第九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三（3）沼澤地表經(jīng)常過濕或有薄層積水，水流異常緩慢，能使植物滋生，土層嚴(yán)重潛育化或有泥炭的形成與積累。

第十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三中國(guó)最美的沼澤濕地

若爾蓋(藏語意思是牦牛喜歡的地方。)縣位于青藏高原東部邊緣地帶，地處阿壩藏族羌族自治州北部。黃河與長(zhǎng)江分水嶺將其劃為東西兩部，東部群山連綿，峰巒疊翠，林濤瀾蕩；西部草原濕地遼闊無際，水草豐茂，牛羊成群，素有“川西北高原的綠洲”之稱。第十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三若爾蓋，宛如一塊鑲嵌在川西北部瑰麗奪目的綠寶石，被國(guó)際地質(zhì)專家稱為“世界上面積最大、最原始、沒有受到人為破壞的最好的高原濕地”。若爾蓋沼澤濕地一望無際、廣袤無垠，是中國(guó)最美的濕地大草原。黃河30%多的水量都是由這片濕地提供，有著“地球之腎”美譽(yù)，當(dāng)之無愧地成為母親河的“蓄水池”。第十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.1.6地下水是由于降水和地表水經(jīng)土壤地層滲透到地面以下而形成。第十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三常見的井水、泉水都是地下水，在巖溶發(fā)育地區(qū)，地下水還可以形成地下河。第十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三地下水與地表水一樣是人類社會(huì)得以生存和發(fā)展必不可少的水資源。地下水作為一種資源，主要是從供水的角度來說的。地下水可以長(zhǎng)期不間斷地供應(yīng)一定數(shù)量的水，以滿足人類的需求。

例如

美國(guó)原蘇聯(lián)英國(guó)我國(guó)生活：33.7％的大中城市主要以地下水作為供水水源，全國(guó)有1/3的人口飲用地下水灌溉：在北方，純井灌區(qū)占灌溉總面積的20％左右，海河流域在水資源開采總量中一般都是地下水

地下水是重要的水資源

47％的飲用水依靠地下水提供

62％的城市只用地下水作為飲用水源，21％的城市采用地表水和地下水作為飲用水源

30％的飲用水來自地下水第十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三第二節(jié)天然水第十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.2.1

天然水的種類（1）降水：降水是指雨、雪、雹水（2）地面水：地面水是降水在地表徑流匯集后形成的水體，包括江河水、湖泊水、水庫水等。（3）地下水：地下水是由于降水和地表水經(jīng)土壤地層滲透到地面以下而形成的。第十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.2.2

天然水的組成第十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.2.3

天然水的性質(zhì)（1）碳酸平衡第十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三（2）天然水的堿度和酸度（3）天然水的緩沖能力第二十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.2.4天然水資源的自然屬性（1）流動(dòng)性：受地心引力的作用，水從高處向低處流動(dòng)，由此形成河川徑流。河徑流具有一定的能量。（2）隨機(jī)性：雖然地球上每年的降水基本上是一個(gè)常量，但受氣象水文因素的影響，水資源的產(chǎn)生、運(yùn)動(dòng)和形態(tài)轉(zhuǎn)化在時(shí)間和空間上呈現(xiàn)出隨機(jī)特性。水資源分布存有明顯的時(shí)空不均勻性，且差異很大。第二十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三（3）易污染性：外來的污染物進(jìn)人水體后，隨著水的運(yùn)動(dòng)，迅速擴(kuò)散。雖然水對(duì)污染物質(zhì)有一定的稀釋和自凈能力，但有一定限度。當(dāng)進(jìn)人水中的污染物質(zhì)超過這一限度時(shí)，就在水體中存留，并隨著水流動(dòng)、下滲、沉淀，以及通過生物鏈富集，迅速擴(kuò)散，影響水的使用功能。江河水體中攜帶的泥沙沉淀后，還會(huì)造成河道、湖泊淤積。（4）利害兩重性：天然來水太少，發(fā)生干旱災(zāi)害，水是寶貴的資源；水太多，則造成洪澇災(zāi)害，危及人類的生命財(cái)產(chǎn)和陸生生態(tài)系統(tǒng)，損害生態(tài)環(huán)境。水體污染后，對(duì)人類的健康、生活、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)以及生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)產(chǎn)生很大的負(fù)作用。第二十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三第三節(jié)地球上水的循環(huán)與再生第二十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.3.1水循環(huán)的概念地球上各種形態(tài)的水在太陽輻射和地心引力的作用下，通過水分蒸發(fā)、水汽輸送、凝結(jié)降水、下滲以及徑流等環(huán)節(jié)，不斷地發(fā)生相態(tài)轉(zhuǎn)換和周而復(fù)始運(yùn)動(dòng)的過程，稱為地球上的水循環(huán)。第二十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三第二十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三形成水循環(huán)的內(nèi)因是水的物理特性，即水在常溫狀態(tài)下的三態(tài)轉(zhuǎn)化，它使水分的轉(zhuǎn)移與交換成為可能；形成水循環(huán)的外因是太陽輻射和地心引力，太陽輻射促使冰雪融化、水分蒸發(fā)、空氣流動(dòng)等，是水循環(huán)的原動(dòng)力，地心引力能保持地球的水分不向宇宙空間散逸，使凝結(jié)的水滴、冰晶得以降落地表，并使地面和地下的水由高處向低處流動(dòng)。此外，外部環(huán)境的不同，如海陸分布和地形的差異，也能影響水循環(huán)的路徑、規(guī)模和強(qiáng)度。第二十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.3.2水循環(huán)的分類第二十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.3.3自然循環(huán)的分類大循環(huán)是指水在大氣圈、水圈、巖石圈之間的循環(huán)過程。小循環(huán)是指陸地或者海洋本身的水單獨(dú)進(jìn)行循環(huán)的過程。第二十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三第二十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三自然循環(huán)的作用和意義水循環(huán)是地球上最主要的物質(zhì)循環(huán)之一。通過形態(tài)的變化，水在地球上起到輸送熱量和調(diào)節(jié)氣候的作用，對(duì)于地球環(huán)境的形成、演化和人類生存都有著重大的作用和影響。水循環(huán)決定了全球的水量平衡，也決定著一個(gè)地區(qū)的水資源總量。第三十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三自然循環(huán)的周期與意義水體在參與水循環(huán)過程中全部水量被更新一次所需的時(shí)間稱為水體的更新周期。水體名稱更新周期水體名稱更新周期極地冰蓋世間海洋山地冰川深層地下水湖泊水10000年2650年1600年1400年17年沼澤水土壤水河流水大氣水生物水5年1年16天8天數(shù)小時(shí)第三十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三水體的更新周期是反映水循環(huán)強(qiáng)度的重要指標(biāo)，也是反映水體水資源可利用率的基本參數(shù)。水體更新周期越短，說明其動(dòng)態(tài)交換速度越快，該水體在水資源開發(fā)利用中的作用就越大。由于地球上的水處于循環(huán)運(yùn)動(dòng)之中，從這個(gè)意義上說，水是一種世界性的不斷更新的資源，具有“取之不盡”的特點(diǎn)。但是在一定的空間和時(shí)間范圍內(nèi)，水資源又是有限的，如果取用的水量超過更心的數(shù)量，就要造成水資源的枯竭，所以不是“用之不竭”的。第三十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.3.4水的社會(huì)循環(huán)第三十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三水的社會(huì)循環(huán)第三十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.社會(huì)循環(huán)的形式良性循環(huán)是指對(duì)使用后的污廢水，經(jīng)過收集、處理和處置，使其水質(zhì)達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)后，才排回天然水體的循環(huán)方式。或者經(jīng)過處理，使水質(zhì)達(dá)到某種使用要求后再使用的污水零排放的情況，也屬于良性循環(huán).非良性循環(huán)則是對(duì)使用后的廢水，不經(jīng)過處理就直接排入天然水體的循環(huán)方式。第三十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三第三十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三糧食和肉食的生產(chǎn)都需要水，如加州一家普通肉牛場(chǎng)生產(chǎn)1公斤漢堡包或牛排的用水量約為20500升。第三十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三第三十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三2.人類活動(dòng)的影響整個(gè)人類都生活在全球及地區(qū)水循環(huán)聯(lián)系的控制之中。如亞馬遜河流域大規(guī)模土地利用的變化可能影響美洲大部分地區(qū)降雨模式；在中東，由于流域河流上游的超量抽取底下水就使沿海地區(qū)產(chǎn)生海水入侵。在阿爾塞一個(gè)封閉湖泊流域的上游大量灌溉，致使湖泊入流減少，以致湖泊消亡。第三十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三通過上述事例可見，由于水循環(huán)固有的連續(xù)性，將會(huì)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，如將對(duì)環(huán)境處理的不利影響從此處傳輸?shù)奖颂?，從陸地傳輸?shù)剿w；從上游傳輸?shù)较掠?；從河流流域傳輸?shù)胶Ｑ笏颉？梢娝h(huán)的聯(lián)系和跨度是很大。第四十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三3.社會(huì)循環(huán)的控制人類對(duì)水的自然循環(huán)影響有限，但是對(duì)水的社會(huì)循環(huán)的各個(gè)環(huán)節(jié)都可以施加重大影響。水的社會(huì)循環(huán)量的多少，使用后廢水的水質(zhì)與排放量，以及對(duì)廢水處理程度等方面，人們都可以控制。因此，人們應(yīng)盡可能利用自己的影響，使水的社會(huì)循環(huán)更加有效、合理，使水資源可持續(xù)利用，是人類社會(huì)得以可持續(xù)發(fā)展。第四十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三第四節(jié)水的基本性質(zhì)第四十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.4.1水分子的結(jié)構(gòu)水分子模型圖水分子的電子云圖第四十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三氧原子位于中心，兩個(gè)氫原子位于歪方匣的一個(gè)面的兩個(gè)對(duì)角，O-H距離0.96?,H-H距離為154?，H—O—H所夾鍵角為104。30′，此鍵角受外界作用影響時(shí)會(huì)發(fā)生變化。由于水分子中氧原子的負(fù)電性較強(qiáng)，使得氫原子的質(zhì)子“裸露”，于是就可以通過氫鍵的形式使1個(gè)水分子與4個(gè)水分子發(fā)生締合相連形成立體空間結(jié)構(gòu)。第四十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.4.2水的化學(xué)成分如果按體積比，是含有兩份氫和一份氧；如果按其重量比，則含有11.11%的氫和88.89%的氧。水的氣態(tài)所具有的最簡(jiǎn)單的化學(xué)式為H2O，在液態(tài)和固態(tài)狀態(tài)，則有單分子水H2O、雙分子（H2O）2與多分子水（H2O）n集聚在一起形成分子締合。在天然情況下，實(shí)際上是不存在絕對(duì)純凈的水。第四十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.4.3水的狀態(tài)變化在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下，水的凝固點(diǎn)是0℃。水的沸點(diǎn)是100℃。水在4攝氏度時(shí)密度最大，再冷，反而體積膨脹起來，所以冰比水輕，浮在水面。由于冰的導(dǎo)熱性差，可以保護(hù)冰下水層不至于很快冷卻結(jié)冰，使水中生物仍能生存，但冰層阻礙大氣中氧氣溶解到水里去，使水中溶解氧得不到補(bǔ)充，如若嚴(yán)重缺氧就會(huì)使魚類生物死亡。第四十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.4.4水的不可壓縮性質(zhì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料表明：水在0℃時(shí)，每增加一個(gè)大氣壓力，體積僅縮小了二萬分之一。如果要把水壓縮使它的體積減少千分之一，便需要增加2076650Pa大氣壓力(相當(dāng)于21.2kg／cm2的力)。所以，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，常把水看作是不可壓縮的流體。第四十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.4.5水的表面張力除了汞以外，水的表面張力最大，在0℃時(shí)等于75.49×10-5N／cm；在100℃時(shí)等于57.15×10-5N／cm。由于表面張力的作用，水可以在毛細(xì)管內(nèi)沿著管壁上升，即發(fā)生水的毛細(xì)管作用，由此產(chǎn)生毛細(xì)、吸附、濕潤(rùn)等一系列的界面現(xiàn)象，這種作用對(duì)于土壤中水的運(yùn)動(dòng)具有很大意義。第四十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.4.6水的溶解和反應(yīng)能力由于水分子的極性強(qiáng)，容易同其他物質(zhì)生成氫鍵，產(chǎn)生水合作用的緣故，所以水是優(yōu)良的溶解劑。特別是，水分子能通過氫鍵與水中的各種無機(jī)離子及有機(jī)大分子中離子基團(tuán)相互作用，形成更為復(fù)雜的功能性結(jié)構(gòu)，這一點(diǎn)對(duì)生物來說水分子的極性十分重要。在溶液中，水本身也參與多種反應(yīng)，也可以起到催化作用。如鹽類的水解、以及多種氧化物與水反應(yīng)生成酸和堿，水化物廣泛存在于晶體及溶液中。如明礬的成分？第四十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三第五節(jié)水對(duì)人類的作用與意義第五十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三地球上一切生命存在的基礎(chǔ)對(duì)人的重要性

人體的2/3是水；人體失去10％的水，將難以運(yùn)動(dòng)；失去20％的水將導(dǎo)致死亡水是重要的資源(？花錢如流水)水的重要性第五十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三水是生命系統(tǒng)與生命支持系統(tǒng)中最基本、生態(tài)系統(tǒng)中最活躍、影響最廣泛的要素。地球上水的來源一直是學(xué)術(shù)界爭(zhēng)論不休而懸而未決的問題，但水在生命形成與演化中的作用則早已被科學(xué)所證實(shí)。水飽含于人體，當(dāng)機(jī)體的水量失衡后，輕則影響健康，重則危及生命。1.5.1水在生命形成及演化中的作用第五十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三人體生命活動(dòng)中的消化、造血、新陳代謝、細(xì)胞合成、生殖等生理過程，都是在水參與下進(jìn)行的。生物從外界環(huán)境中吸取養(yǎng)分，通過水把各種養(yǎng)分物質(zhì)輸送到機(jī)體的各個(gè)部分，又通過水把代謝物排出體外。1.5.2水的生理作用第五十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.5.2.1溶解消化功能可使水溶性物質(zhì)以溶解狀態(tài)和電解質(zhì)狀態(tài)存在。甚至一些脂肪和蛋白質(zhì)也能在適當(dāng)條件下分散于水中，構(gòu)成乳濁液或膠體溶液。另外，事物進(jìn)入口腔和胃腸后，依靠消化器官分泌的消化液（包括唾液、胃液、胰液、腸液、膽汁等），才能進(jìn)行食物消化和吸收。而這些消化液中水的含量高達(dá)90%以上。第五十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.5.2.2參與代謝和載體輸送功能水不僅是體內(nèi)生化反應(yīng)的媒體介質(zhì)，還參與體內(nèi)的氧化、還原、合成、分解等化學(xué)反應(yīng)。通過水把吸收來的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)溶解輸送到機(jī)體的各個(gè)部分，之后有通過水把代謝物收集排出體外。從而維護(hù)體內(nèi)物質(zhì)及能量的轉(zhuǎn)化過程及平衡。例如血液運(yùn)送氧氣、葡糖糖、氨基酸、酶、激素、維生素至全身；把二氧化碳、尿素、尿酸等代謝廢物運(yùn)往腎臟，隨尿排出。血液中80%是水第五十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.5.2.3調(diào)節(jié)抑制功能1.調(diào)節(jié)體溫，保持均衡穩(wěn)定參與氧化分解釋放熱量，多余熱量以出汗散熱.2.調(diào)節(jié)體液黏度，改善體液組織的循環(huán).3.調(diào)節(jié)肌肉張力，保障其正常收縮.例如：損失占體重2-4%的水分時(shí)，肌肉強(qiáng)度就會(huì)減少21%。4.調(diào)節(jié)機(jī)體的滲透壓和酸堿平衡.第五十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.5.2.4潤(rùn)滑滋潤(rùn)功能水的黏度小，可使體內(nèi)摩擦部位潤(rùn)滑，減少體腔內(nèi)臟器官的摩擦，防止損傷，并使器官運(yùn)動(dòng)靈活。水還有滋潤(rùn)功能，使身體細(xì)胞經(jīng)常處于濕潤(rùn)狀態(tài)，保持肌膚豐滿柔軟。滋潤(rùn)喉嚨，還可維持腺體器官的正常分泌。第五十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.5.2.5稀釋排毒功能水有很好溶解能力，通過腎臟在排泄水的同時(shí)可將體內(nèi)代謝廢物、毒物及食入的多余藥物等一并排出，減少腸道等對(duì)毒物的吸收。飲水可使血液中的毒素稀釋，并快速排出體外。另外，人體血液的含水率約為80%，保持體內(nèi)水量充足可降低血黏度，防止膽固醇等附著在血管壁上，引起血管老化和動(dòng)脈硬化。第五十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.5.3水的健康功效美國(guó)一位醫(yī)學(xué)博士研究認(rèn)為“水可以作為強(qiáng)體劑、鎮(zhèn)靜劑、溶劑、發(fā)汗劑、興奮劑和新陳代謝促進(jìn)劑”。他還強(qiáng)調(diào)說“水隨有”藥效，但又和藥劑不同，完全無副作用，這是水特有的長(zhǎng)處”。俄羅斯學(xué)者的研究證實(shí)，若能長(zhǎng)期經(jīng)常飲用涼開水，有預(yù)防感冒、咽喉炎和某些皮膚病之功效。第五十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.鎮(zhèn)靜功效在心情煩躁、情緒不穩(wěn)時(shí)，悠閑自在地漫漫少量飲水，勝似品好酒，會(huì)產(chǎn)生安神鎮(zhèn)靜功效。適量飲水可以顯著緩解因腦部缺血而引起的頭暈，從而減少眩暈或暈倒。2.解熱功效指水能使人體的多余熱量得到降解而趨于正常體溫。例如，感冒發(fā)燒時(shí)，在吃藥的同時(shí)還應(yīng)多喝開水，不僅可以促進(jìn)血液循環(huán)與凈化，排除血液中的有毒物質(zhì)，還可增加排汗和排尿，以降低體溫。第六十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三3.急救功效水也是某些疾患的急救方法之一。例如，發(fā)生腹瀉時(shí)大腸無法吸收水分，水分被大量排出，便會(huì)引起體內(nèi)脫水現(xiàn)象。對(duì)于高熱、腹瀉脫水的病人，應(yīng)該強(qiáng)迫使其飲水，及時(shí)補(bǔ)充流失的水量。如能靜脈輸入0.9%的生理鹽水或葡萄糖鹽水，會(huì)更快起到有效的治療作用。第六十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三4.伴藥功效不論是中藥還是西藥，也不論是中草湯劑或固、粉狀成藥，服藥必伴服水。這樣才能快速充分發(fā)揮藥物的治療作用。即靠水分?jǐn)U散、溶解并滲濾藥物于體液或血液之中，然后靠水的流動(dòng)性將起輸送到全身病源、病灶處，最后水將代謝廢物、病原體及多余藥物排出體外。服藥多喝水，以避免藥物緩慢通過，甚至滯留在食道里，由于其化學(xué)或機(jī)械的刺激，使食道產(chǎn)生炎癥或出血等。第六十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三1.5.4水作用于健康的過程與途徑水對(duì)健康的作用是十分明顯的。天然水必須達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)才能作為飲用水源。水對(duì)人體健康不僅有以上最直接的作用，還通過大氣