环境科学导论-第4章.ppt

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第4章水污染及其控制技术Waterpollutionandcontroltechnology3/12/20203:

11PM环境科学导论1第四章水污染及其控制技术环境科学导论3/12/20203:

11PM第2页导读:

水环境是人类社会和经济发展不可缺少的重要资源。

我国是水资源比较贫乏的国家之一。

大约有40%以上的人口生活在缺水地区，其中2000多万农村人口饮水困难，1.6亿多城市居民的正常生活受到影响。

缺水造成地下水被超量开采，失水的绿洲正在变为荒漠。

随着社会和经济的高速发展，一些不合理的开发活动导致了一系列新的水环境问题，全国废水排放量由1980年的315亿吨增加到2014年的695.4亿吨，50%的城市地下水不同程度的受到污染。

大型淡水湖泊和城市湖泊、水库均达到中等以上的污染程度。

同时赤潮发生频率增加，海洋污染日益严重。

严重的水环境污染问题对人类的生存环境以及经济社会的可持续发展造成了严重威胁，水体污染防治已成为我国最紧迫的环境问题之一。

提要：

本章在介绍了全球和我国的水资源状况、水质指标和水质标准、水污染和水体自净的基础上，系统介绍了水体污染防治的基本途径和国内外污水处理的先进适用技术。

要求：

通过本章的学习，了解水资源对人类的重要性、水资源在世界范围内的匮乏情况；水体主要污染物的种类和危害、我国常用水质标准、水体污染的防治途径；重点掌握各种水污染控制技术，力求理论联系实际，培养分析问题和解决问题的能力。

第四章水污染及其控制技术环境科学导论3/12/20203:

11PM第3页4.1水环境概述1.水资源水资源（Waterresource）指一切用于生产和生活的地表水、地下水和土壤水。

1.水资源的重要作用1水是一切生物不可少的物质。

2水流塑造地球表面的形态。

3水具有物质运输的功能.4调节气候。

5水是人类赖以生存和生产的物质基础。

第四章水污染及其控制技术环境科学导论3/12/20203:

11PM第4页2.世界水资源概况通常，人们以全球陆地入海径流总量4.7104km3为理论水资源总量，但是水资源在全球的分布是不均匀的，各国水资源丰缺程度相差很大。

某地区水资源的丰缺取决于多种因素，地理位置、地形、温度和太阳辐射以及地面植被和人类活动都会对水资源的运动和分配造成显著的影响。

近50年来，世界农业用水量增加了3倍，工业用水增加了7倍，生活用水增加的更多。

2000年，全球用水总量已达6.11103km3，占总径流量的13%。

但是可供人类利用的水资源并没有相应的增长，反而由于人为污染等原因造成水资源质量和数量的下降。

据估计，全球范围内，可用水量与总需水量在2030年前处于供大于求，2030年为分界点，2030年后进入供不应求的水资源危机阶段。

目前，全世界有100多个国家缺水，43个国家和地区严重缺水，占全球面积的60%。

第四章水污染及其控制技术环境科学导论3/12/20203:

11PM第5页3）中国水资源概况中国水资源总量丰富。

流域面积在100km2以上的河流有5万余条，1000km2以上的有1500余条；面积1km2以上的湖泊有2300余个，约占国土面积的0.8%，湖水总储量约为708.8km3，其中淡水量为32%；我国还有丰富的冰川资源，共有冰川43000余条，集中分布在西部地区，总面积58700km2，占亚洲冰川总量的一半以上，总储量约为5200km3。

我国平均年降水量为6188.9km3，平均降水深648.4mm，年均河川径流量2711.5km3，合径流深284.1mm。

河川径流主要靠降水补给，由冰川补给的只有50km3左右。

我国地表水和地下水的量分别为2711和829km3，扣除两者之间重复量728km3后，则我国多年平均水资源总量为2812km3，居世界第六位，但人均占有量为2200m3，只有世界人均占有量的1/4，排在世界第88位。

我国年总用水量已达7000多亿m3，占我国总水资源的20%以上，占总可用水量的60%，占实际可用水量的100%，占实际可用清洁水资源的175%。

由此，我国水资源面临的严峻形势可见一斑。

第四章水污染及其控制技术环境科学导论3/12/20203:

11PM第6页4.中国水资源面临的主要问题1人均和亩均水量少；2水资源时空分布不均匀，水土资源组合不平衡；3水土流失严重，许多河流含沙量大；4开发利用各地很不平衡；5水资源污染、破坏严重。

第四章水污染及其控制技术4.1.2水循环水循环指自然界中各类水体相互联系的过程，又称作“水文循环（Hydrologiccycle）”、“水分循环（Watercycle）”。

图4-1水的自然循环过程环境科学导论3/12/20203:

11PM第7页第四章水污染及其控制技术4.2水体污染与自净4.2.1水体水体（Waterbody）有两个含义：

一般是指地球的地面水与地下水的总称。

在环境学领域中，水体的概念则是指地球上的水及水中的悬浮物（Suspendedsolids）、溶解物质（Dissolvedsubstances）、底泥（Bottommud）和水生生物（Aquaticorganisms）等完整的生态系统（Ecologicalsystem）或完整的综合自然体，而水只是水体中的一部分。

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11PM第8页第四章水污染及其控制技术环境科学导论3/12/20203:

11PM第9页4.2.2水体污染水体污染（Waterbodypollution）指污染物进入河流、海洋、湖泊或地下水等水体后，使其水质和沉积物的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值和使用功能，并达到了影响人类正常生产、生活以及影响生态平衡的现象。

水体污染根据来源的不同，可以分为:

自然污染（Naturepollution）指自然界自行向水体释放有害物质或造成有害影响的现象。

人为污染（Man-madepollution）人类生产生活活动中产生的废物对水体的污染，对水体造成较大危害的现象，包括工业废水、生活污水、农田水的排放等。

第四章水污染及其控制技术环境科学导论3/12/20203:

11PM第10页4.2.3水体污染源水体污染源（Waterbodypollutionsources）指造成水体污染的污染物的发生源，通常，指向水体排入污染物或对水体产生有害影响的场所、设备和装置。

根据污染物来源的不同，水体污染源可以分为：

天然污染源（Naturalpollutionsource）人为污染源（Man-madepollutionsource）人为污染源是环境保护研究和水污染防治中的主要对象。

按污染物排放的空间分布方式分为：

点源（Pointsource）以点状形式排放而使水体造成污染的发生源。

非点源（Non-pointsource）污染物以面形式分布和排放而造成水体污染的发生源。

第四章水污染及其控制技术4.2.4主要污染物及其危害1.水体的物理性污染及其危害热污染（Thermalpollution）指高温废水排入水体后，使水温升高，物理性质发生变化，危害水生动、植物的繁殖与生长。

造成的后果主要有：

水温升高，导致水中溶解氧浓度降低，造成水生生物的窒息死亡；导致水中化学反应速度加快，引发水体物理化学性质的急剧变化，臭味加剧；加速水体中细菌和藻类的繁殖。

（2）色度（Chromacity）城市污水，特别是有色工业废水（印染、造纸、农药、焦化和有机化工等排放的废水）排入水体后，使水体形成色度，引起人们感官的不悦。

水体色度加深，使透光性降低，影响水生生物的光合作用，抑制其生长，妨碍水体的自净作用（Self-purificationofwaterbody）。

（3）固体污染物（Solidsubstancepollution）水体受悬浮态（直径大于100nm）或胶体态（直径介于1-100nm）固体物污染后，主要产生以下危害：

浊度增加，透光性减弱，影响水生生物的生长；悬浮固体可以堵塞鱼鳃，导致鱼类窒息死亡；由于微生物对部分悬浮有机固体有代谢作用，消耗了水中的溶解氧；沉积于河底造成底泥沉积与腐化，恶化水体水质；悬浮固体作为载体，可以吸附其他污染物质，随水流迁移污染。

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11PM第11页第四章水污染及其控制技术环境科学导论3/12/20203:

11PM第12页2.水体的化学性污染物及其危害

（1）酸、碱污染：

水体的酸、碱污染往往伴随着无机盐污染。

（2）氮、磷污染与水体的富营养化（Watereutrophication）（3）需氧有机物污染：

主要包括糖、蛋白质、脂肪、有机酸类、醇类等，它们易于生物降解，在此过程中，需要消耗水中的溶解氧（DissolvedOxygen,DO）。

（4）有机有毒物质污染这类有机污染物（Organicpollutants）大多属于人工合成物质，常见的有农药、酚类、芳香族化合物等。

三个主要特征：

1多数不易被微生物降解，在自然环境中可存留十几年甚至上百年。

2危害人体健康，有的甚至是致癌物质，如联苯、3，4苯并芘、1，2苯并蒽等，具有强烈致癌性。

3这类物质在某些条件下，能缓慢降解，也能消耗水中溶解氧第四章水污染及其控制技术环境科学导论3/12/20203:

11PM第13页几类常见的有机有毒污染物：

农药：

根据化学成分的不同，可以分为有机氯农药、有机磷农药、有机汞农药、有机砷农药、氨基甲酸酯以及苯酰胺类。

它们对环境、各种农畜产品、食用性植物会造成普遍性污染，并通过食物链进入人体，损害人体健康。

酚类：

化工、冶金、火电和煤气等工业都排出大量酚。

酚类化合物中以苯酚毒性最强，苯酚、甲酚都能对人的神经系统造成严重伤害。

环境中的酚中毒呈慢性状态，使人出现头昏、头痛、精神不安等神经症状以及呕吐、腹泻等慢性消化道症状。

高浓度酚可引起急性中毒，甚至死亡。

渔业、农灌用水对酚浓度都有严格要求。

有机氯化合物：

有机氯化合物被人们使用的有数千种，其中污染广泛的是多氯联苯（PCB）和有机氯农药。

多氯联苯含氯原子越多越容易在人体脂肪组织和器官中蓄积，其毒性表现为：

影响皮肤、神经、肝脏，破坏钙的代谢，导致骨骼、牙齿的损害，并有亚性、慢性致癌和遗传变异的可能性。

不少其他有机氯化合物也具有致癌作用。

第四章水污染及其控制技术（5）持久性有机污染物（Persistentorganicpollutants，POPs）按照关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约界定，可将有机污染物分为持久性有机污染物和其他有机污染物,基本类别如图4-2所示。

图4-2环境有机污染物的基本类别环境科学导论3/12/20203:

11PM第14页第四章水污染及其控制技术环境科学导论3/12/20203:

11PM第15页持久性有机污染物（Persistentorganicpollutants，POPs）是指通过各种环境介质（大气、水、生物体等）能够长距离迁移并长期存在于环境，具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性，且能通过食物网积聚，对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污染物质。

国际POPs公约首批持久性有机污染物分为三类：

第一类-杀虫剂：

2）氯丹（chlordane）3）滴滴涕（DDT）4）狄氏剂（dieldrin）5）异狄氏1）艾氏剂（aldrin）剂（endrin）6）七氯7）六氯代苯（HCB）8）灭蚁灵（mirex）9）毒杀芬（toxaphene）第二类工业化学品：

1）多氯联苯（PCBs）2）六氯苯（HCB）第三类生产中的副产品：

二恶英（Dioxin）,和呋喃（Oxole），其来源：

1不完全燃烧与热解，包括城市垃圾、医院废弃物、木材及废家具的焚烧，