第2章水質與水質標準(新)

2.1水中的雜質與性質

2.1.1水體中的雜質來源與分類

雜質的來源：

自然過程（降水、滲透溶解、沖刷等）人為因素（使用中產生的各種污染物）雜質的分類：

按性質分為：無機物、有機物、生物

按尺寸分為：懸浮物、膠體、溶解物

表2-1水中雜質的尺寸與外觀特征

項目溶解物膠體顆粒懸浮物顆粒大小0.1～1.0nm1.0～100nm100nm～1m外觀特征透明光照下渾濁渾濁甚至肉眼可見懸浮物與膠體是水產生渾濁的主要根源（濁度），是飲用水處理的主要去除對象。當前第1頁\共有33頁\編于星期三\7點懸浮物特性懸浮物主要是泥砂類、粘土等無機質，以及動植物生存過程中產生的腐殖質等有機質；它們顆粒較大，水靜止時，密度較小的懸浮物浮于水面，密度較大的則下沉。

通常用重力沉降法去除。膠體特性主要是細小的泥砂、礦物質等無機物和腐殖質等有機物。膠體微粒尺寸小而帶電。同類膠體因帶相同電荷相斥，因此以微小膠體顆粒穩(wěn)定存在于水中，長期靜置也很難下沉。

須投加混凝劑方可去除。

溶解物特性

氣體分子（O2、CO2、H2S、SO2、NH3等）；離子（Ca2+、Mg2+、Na+、HCO3-、SO42-、Cl-等）。穩(wěn)定均勻分散在水中，須用化學或物化等特殊方法去除。當前第2頁\共有33頁\編于星期三\7點無機雜質天然水中的無機雜質主要是溶解性離子、氣體及懸浮性泥砂。溶解性離子的存在使水表現出不同的含鹽量、硬度、pH值和電導率特性，進而表現出不同的物理化學性質。泥砂的存在使水混濁。

有機雜質天然水中所含有機雜質一般為腐殖質類及一些蛋白質等。有機物會造成水的色、臭、味。

生物（微生物）雜質包括原生動物、藻類、細菌、病毒等。使水產生異臭異味，增加水的色度、濁度，導致各種疾病。當前第3頁\共有33頁\編于星期三\7點2.1.2各種典型水體的水質特點

地下水

天然水體的類型江河水地表水湖泊及水庫水海水地下水特點

水質清澈，細菌較少，水溫和水質較穩(wěn)定，但含鹽量、硬度、鐵和錳高于地表水。含鹽量一般在100-5000mg/L，硬度通常在100-500mg/L。一般宜作飲用水和工業(yè)冷卻用水的水源。當前第4頁\共有33頁\編于星期三\7點江河水特點

懸浮物和膠態(tài)雜質含量較多，細菌含量和濁度高于地下水，水的色、臭、味變化較大，有毒、有害物質易進入水體，水溫不穩(wěn)定，受自然條件的影響較大。但含鹽量、硬度較低。含鹽量一般在70-900mg/L，硬度通常在50-400mg/L。

宜作飲用水水源。

湖泊及水庫水特點

水質類似于河水，含鹽量較河水高，但濁度較低，藻類易于繁殖，易受污染而產生水體富營養(yǎng)化。

淡水湖的水宜作生活飲用水水源。咸水湖的水不宜作為生活飲用水水源。海水特點

含鹽量高，其中以氯化鈉含量最高，

須經淡化處理后方可作為居民生活用水。當前第5頁\共有33頁\編于星期三\7點2.2水體的污染與自凈2.2.1水中常見的污染物及其來源

按化學性質：無機污染物、有機污染物按物理性質：懸浮性物質、膠體物質、溶解性物質

按污染物的污染特征：可生物降解有機污染物有機物難生物降解有機污染物污染物無直接毒害作用的無機污染物無機物有直接毒害作用的無機污染物當前第6頁\共有33頁\編于星期三\7點

1.可生物降解的有機污染物

又稱耗氧有機污染物主要包括碳水化合物、蛋白質、脂肪等天然有機物、有機酸堿、表面活性劑等。性質：自然環(huán)境中極不穩(wěn)定，可被生物氧化分解，分解時消耗水中的溶解氧。污染評價指標：★BOD---生化需氧量

★COD---化學需氧量

★TOD---總需氧量

★TOC---總有機碳當前第7頁\共有33頁\編于星期三\7點★生化需氧量(BOD)定義：指在有氧的條件下，水中有機污染物在微生物作用下分解時所需的氧量，單位為mg/L。意義：間接反映可被微生物氧化分解的有機物的量。

微生物降解有機物過程分兩個階段：

﹡碳氧化階段：

有機物+O2→CO2+H2O+NH3（20℃需20天完成）

﹡硝化階段：將NH3氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽（20℃需百日完成）

通常將在20℃，歷時20天生化需氧量以BOD20表示。為縮短檢測時間，常以20℃，5天生化需氧量BOD5作為常用有機物的水質指標，一般BOD5約為BOD20的70%左右。當前第8頁\共有33頁\編于星期三\7點★

化學需氧量（COD）定義：化學氧化劑氧化有機物時所需的氧量，單位mg/L。重鉻酸鉀（CODCr或COD)氧化劑高錳酸鉀（CODMn或OC)意義：能精確表示污水中有機物量，且測定時間短；但存在一定誤差，不能反映可生物降解的有機物量。BOD5/COD稱為可生化性指標。其值越高越易生化處理，一般須大于0.3，生活污水約為。當前第9頁\共有33頁\編于星期三\7點★

總需氧量（TOD）

定義：水中所有有機物經燃燒生成穩(wěn)定性氧化物(如CO2、NOx、SO2

)所耗的氧。單位為mg/L。近似接近于理論需氧量ThOD，同一水樣TOD＞COD?！?/p>

總有機碳（TOC）定義：水中含碳有機物在高溫下燃燒轉化為CO2所耗的氧量，通常用專門儀器進行燃燒及測定CO2含量。單位為mg/L。生活污水的TOC值一般略高于BOD5。當前第10頁\共有33頁\編于星期三\7點

2.難生物降解的有機污染物多為人工合成有機物，如農藥、脂類化合物、酚類化合物、芳香族氨基化合物、殺蟲劑、除草劑等。

特點：★化學穩(wěn)定性極強，不易被微生物降解。

★易在生物體內富集，多為較強的“三致”物質。污染評價指標：★

COD----化學需氧量

★

TOD----總需氧量★

TOC----總有機碳★專用指標（如DDT）當前第11頁\共有33頁\編于星期三\7點

3.無直接毒害作用的無機污染物

類型：

★顆粒狀無機雜質，如泥沙、礦渣等。影響水體的透明度。

★酸、堿物質。對其使用功能及處理過程影響極大。

★氮、磷等植物營養(yǎng)性物質。是導致水體富營養(yǎng)化的主要物質。特點：無直接毒害作用，但影響水體的使用功能。當前第12頁\共有33頁\編于星期三\7點

4.有直接毒害作用的無機污染物

主要包括：汞（Hg）鎘（Cd）鉛（Pb）五毒六大毒性物質鉻（Cr）砷（As）氰化物（CN）特點：毒性強，對生物體的毒害大；生物富集性強，可通過食物鏈轉移到人體。當前第13頁\共有33頁\編于星期三\7點

2.2.2水體的富營養(yǎng)化定義：水體中的N、P含量較高時，導致水體中的藻類過量生長，在隨后的藻類死亡和隨之而來的異養(yǎng)微生物代謝活動中，將會使水體中的溶解氧耗盡，造成水質惡化和水生生態(tài)環(huán)境破壞的現象。水體富營養(yǎng)化的危害：使水味變得腥臭難聞；降低水的透明度；消耗水中溶解氧；向水體中釋放有毒物質；影響供水水質并增加供水成本；對水生生態(tài)的影響。破壞水生態(tài)平衡。當前第14頁\共有33頁\編于星期三\7點當前第15頁\共有33頁\編于星期三\7點當前第16頁\共有33頁\編于星期三\7點當前第17頁\共有33頁\編于星期三\7點

水體富營養(yǎng)化產生的原因

主要是水體受到氮、磷污染的結果。氮、磷進入水體的途徑：

生活污水、工業(yè)廢水未經適當處理排放水體；采用常規(guī)處理工藝的污水處理廠排放水中含有相當數量的氮和磷；面源性農業(yè)污染；大量使用高磷洗滌劑。解決水體富營養(yǎng)化的措施對富營養(yǎng)化水體進行修復，恢復其水體功能；強化污水處理工藝和控制面源污染，減少營養(yǎng)物質的排放量；強化給水處理工藝，有效去除藻類等物質，保證飲用水衛(wèi)生安全。當前第18頁\共有33頁\編于星期三\7點

2.2.3水體的自凈定義：指水體在流動中或隨著時間的推移，水體中的污染物自然降低或者降解的現象。水體自凈過程包括：

物理作用：擴散、遷移、吸附沉降等，稀釋其濃度，使污染物濃度降低。

化學作用：氧化分解等。

生物作用：對水體中有機物的氧化分解，使污染物濃度衰減。有機物在生化分解過程中，需要消耗水中的氧。因此，常用BOD與DO來描述水體的自凈過程。水體中BOD值與DO值呈高低反差關系。正常情況下，清潔水中DO值接近飽和狀態(tài)。當前第19頁\共有33頁\編于星期三\7點影響自凈能力的因素有污染物的性質、水體性質、水生生物種類和數量、水面形態(tài)、水流要素等。水體的自凈能力是有限的。當水體污染程度超過水體的自凈能力最終導致水體污染。

河流中BOD和DO的變化規(guī)律當前第20頁\共有33頁\編于星期三\7點2.3飲用水與健康水質不良可引發(fā)多種疾病，嚴重時威脅人的生命。世界衛(wèi)生組織認為，80％的成人疾病和50％的兒童死亡率都與飲用水水質不良有關。

2.3.1水生物對人體健康的影響影響較大：細菌、病毒、致病原生物。此外還有藻類、真菌、寄生蟲、蠕蟲等。2.3.2水中的化學物質對人體健康的影響包括：微量元素及其他無機物、有機物、放射性物質、消毒劑及消毒副產物的影響。2.3.3水質與地方病

許多地方病都與飲用水水質有密切的關系。當前第21頁\共有33頁\編于星期三\7點2.4水質指標與用水水質標準水質指標：是水質特性及其量化的具體表現。水質標準：是用水對象所要求的各項水質參數應達到的指標和限值。水質標準分為：國際標準、國家標準、地區(qū)標準、行業(yè)標準、企業(yè)標準等。

水質標準是確定水處理工藝或排放要求的主要依據。當前第22頁\共有33頁\編于星期三\7點

2.4.1水質指標

用水水質指標

物理性水質指標：包括溫度、色度、濁度、嗅與味、懸浮物及電導率等。

污水水質指標

生物性指標主要有細菌總數、總大腸菌群和病毒三項。物理性指標：包括水溫、色度、臭味和固體等

化學性指標：包括無機物、酸堿度、氮、磷、非重金屬無機有毒物質化學性水質指標：BOD5、COD、TOC、TOD、植物營養(yǎng)素、無機性非金屬化合物、重金屬等。

微生物學指標：常以指示菌如細菌總數、總大腸菌群和耐熱大腸菌群等來表征毒理學指標放射性指標當前第23頁\共有33頁\編于星期三\7點

生活飲用水水質標準制訂的原則考慮人們終生用水的衛(wèi)生與安全；水中不得含有病原微生物；水中所含化學物質及放射性物質不得危害人體健康；水的感官性狀和一般化學指標良好；與國情、社會經濟發(fā)展水平相適應。世界衛(wèi)生組織(WHO)水質準則是最具有代表性和權威性，它是各國制定本國飲用水水質標準的基礎和依據。歐共體制定的飲用水水質標準稱為飲用水指令(98/83/EEC)。指令列出了48項水質參數，其中，微生物學參數2項、化學物質參數26項、指示參數8項和放射性參數2項。美國現行的飲用水水質標準是1986年制定的“國家飲用水基本規(guī)則和二級飲用水規(guī)則”，前者是強制性標準，后者是非強制性的指導標準。日本和南非參考了WHO/EEC/EPA三種標準，香港則以WHO為標準。2.4.2生活飲用水水質標準世界衛(wèi)生組織及發(fā)達國家和地區(qū)的生活飲用水水質標準當前第24頁\共有33頁\編于星期三\7點

我國生活飲用水水質標準

1956年，頒布第一部《飲用水水質標準》，有15項指標。1976年，頒布TJ20-1976《生活飲用水衛(wèi)生標準》，增加到23項。1985年，頒布GB5749-1985《生活飲用水衛(wèi)生標準》，共35項。2001年，衛(wèi)生部頒布新標準《生活飲用水水質衛(wèi)生規(guī)范》?！渡铒嬘盟|衛(wèi)生規(guī)范》分兩類：

1.感官性狀指標和一般化學指標

常規(guī)檢驗項目2.毒理學指標

（共34項）3.細菌學指標

4.放射性指標

非常規(guī)檢驗項目（62項）

當前第25頁\共有33頁\編于星期三\7點項目限值感官性狀和一般化學指標（17項）色色度不超過15度，并不得呈現其他異色渾濁度不超過1度（NTU），特殊情況下不超過5度（NTU）①臭和味不得有異臭、異味肉眼可見物不得含有PH6.5～8.5總硬度（以CaCO3

計）450mg/L鋁0.2mg/L鐵0.3mg/L錳0.1mg/L銅1.0mg/L鋅1.0mg/L揮發(fā)酚類（以苯酚計）0.002mg/L陰離子合成洗滌劑0.3mg/L硫酸鹽250mg/L氯化物250mg/L溶解性總固體1000mg/L耗氧量（以O2

計）3mg/L，特殊情況下不超過5mg/L②（續(xù)表）當前第26頁\共有33頁\編于星期三\7點項目限值毒理學指標（15項）砷0.01mg/L鎘0.005mg/L鉻（六價）0.05mg/L氰化物0.05mg/L氟化物1.0mg/L鉛0.01mg/L汞0.001mg/L硝酸鹽（以N計）10mg/L硒0.01mg/L溴酸鹽（使用臭氧時）0.01mg/L甲醛（使用臭氧時）0.9mg/L亞氯酸鹽（使用二氧化氯消毒時）0.7mg/L氯酸鹽（使用復合二氧化氯消毒時）0.7mg/L四氯化碳0.002mg/L氯仿0.06mg/L（續(xù)表）當前第27頁\共有33頁\編于星期三\7點（續(xù)表）項目限值細菌學指標（5項）菌落總數100CFU/ml③總大腸菌群每100mL水樣中不得檢出耐熱大腸菌群每100mL水樣中不得檢出大腸埃希氏菌每100mL水樣中不得檢出游離余氯在與水接觸30min后應不低于0.3mg/L，管網末梢水不應低于0.05mg/L（適用于加氯消毒）放射性指標④總α放射性0.5Bq/L總β放射性1Bq/L當前第28頁\共有33頁\編于星期三\7點食品、飲料類水質標準一般食品、飲料用水采用生活飲用水水質標準。城市雜用水水質標準詳見我國制定的(GB/T18920—2002)《城市雜用水水質標準》。游泳池用水我國的相應標準規(guī)定游泳池補充水應符合生活飲用水水質標準。工業(yè)用水水質標準工業(yè)種類繁多，對用水的要求也不盡相同，制定相應的水質標準。

表2-5工業(yè)用水水質標準

項目單位工業(yè)名稱造紙（高級紙）合成橡膠制糖紡織膠片濁度mg/L52552色度度51010~122硫化氫mg/L總硬度(CaO)mg/L3010502030高錳酸鉀指數mg/L1010鐵mg/L0.05~0.10.050.10.250.07錳mg/L0.10.1硅酸mg/L2025氯化物mg/L75202010010pH76.5~7.56~76~8總含鹽量mg/L1001004001002.4.3其他用水的水質標準當前第29頁\共有33頁\編于星期三\7點2.5污水排放標準

2.5.1污水排放標準制定的依據

污水的排放直接影響地表水環(huán)境質量

制定污水排放標準的出發(fā)點：受納水體的自凈能力

制定污水排放標準的基本依據：《地表水環(huán)境質量標準》

我國的《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）

地表水按功能高低分五類：

I類：主要適用于源頭水、國家自然保護區(qū)；II類：主要適用于集中式生活飲用水水源地一級保護區(qū)、珍貴魚類保護區(qū)、魚蝦產卵區(qū)；III類：主要適用于集中式生活飲用水水源地二級保護區(qū)、一般魚類保護區(qū)及游泳區(qū)；IV類：主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)；V類：主要適用于農業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求區(qū)域。當前第30頁\共有33頁\編于星期三\7點

2.5.3我國的污水排放標準現行標準為1996年修訂的GB8978－1996《污水綜合排放標準》

特點：

該標準將排放的污染物按性質及控制方法分為兩類：

第一類污染物共13項（見表2-6）第二類污染物共56項（見表2-7）將第II類污染物的排放分三