化学论文-水污染及其治理

重庆大学资环学院 化学论文 论文题目：水污染及其治理 姓 名： 学 号： 学 院： 专业班级： 摘要： 自古以来，人类就是在水的滋养下生存和繁衍，今后也将同样依赖于水资源而 继续存在和发展。无论社会如何进步，时代如何发展，我们都不可以水环境的恶化 为代价换取一时的经济发展，因为那将造成人类无法承受的恶果，并最终导致一切 人类文明化为乌有。如果说过去的水环境问题是由于人类的无知导致的，那么今天， 我们已经逐渐清醒地认识到问题的严重性；如果说已经造成的水污染及水生态环境 的破坏是我们疏于管理的结果，那么今天，我们已经在水环境治理的道路上迈出了 坚实的一步；水环境的现状要求我们不懈地坚持治理工作，已取得的成绩激励我们 更有信心地将治理工作开展下去。 引言： 水是人类社会及其宝贵的自然资源。全球储水量虽然高达 14 亿 km 3,但是与 人类关系最密切，又较容易开发利用的淡水储存量约为 400 万 km3，仅占地球上总 水量的 0.3%。这部分淡水在时空上的分布又很不均衡。而我国人均水资源拥有量 只及世界平均水平的 25%，全国 600 多个城市中有 2/3 供水不足，其中 1/6 的城市 严重缺水。据2005 中国环境状况公报报道，2005 年全国废水排放总量为 524.5 亿吨，其中工业废水 243.1 亿吨、生活污水 281.4 亿吨。全国长江、黄河、 珠江、松花江、淮河、海河、辽河等七大江河水系的 411 个监测断面中，仅有 41% 的断面符合 III 类以上水质标准，严重污染的劣 V 类水质占 27%。其中淮河水系， 黄河水系属于中度污染，松花江水系属于轻度污染，辽河、海河水系属于重度污染。 在 28 个国控重点湖中，太湖、滇池、巢湖等 12 个湖的水质为严重的劣 V 类，占 43%。监测的 5 个城市内湖中：北京昆明湖、南京玄武湖为 V 类水质；杭州西湖、 武汉东湖、济南大明湖均为劣 V 类水质。可见我国水污染相当严重，合理利用水资 源、防治水的污染，是每一个科技、管理人员应予重视的课题。 化学论文 安全工程 2 班张权 第 3 页 共 8 页 一、 水污染的危害 1、水污染与人类健康 （1） 河流、湖泊等水体被污染后，对人体健康会造成严重的危害 。 这主要表现在以下三个方面。第一，饮用污染的水和食用污水中的生物，能使 人中毒，甚至死亡。例如，1956 年，日本熊本县的水俣湾地区出现了一些病因不 明的患者。患者有痉挛、麻痹、运动失调、语言和听力发生障碍等症状，最后因无 法治疗而痛苦地死去，人们称这种怪病为水俣病。科学家们后来研究清楚了这种病 是由当地含 Hg 的工业废水造成的。Hg 转化成甲基汞后，富集在鱼、虾和贝类的体 内，人们如果长期食用这些鱼、虾和贝类，甲基汞就会引起以脑细胞损伤为主的慢 性甲基汞中毒。孕妇体内的甲基汞，甚至能使患儿发育不良、智能低下和四肢变形。 第二，被人畜粪便和生活垃圾污染了的水体，能够引起病毒性肝炎、细菌性痢疾等 传染病，以及血吸虫病等寄生虫疾病。第三，一些具有致癌作用的化学物质，如砷 (As)、铬(Cr)、苯胺等污染水体后，可以在水体中的悬浮物、底泥和水生生物体内 蓄积。长期饮用这样的污水，容易诱发癌症。 （2） 饮用水污染的危害：常见的饮用水水质项目对人体健康的影响 铅: 对肾脏、神经系统造成危害，对儿童具高毒性，致癌性已被证实 镉: 对肾脏有急性之伤害 砷: 对皮肤、神经系统等造成危害，致癌性已被证实 汞: 对人体的伤害极大，伤害主要器官为肾脏、中枢神经系统 硒: 高浓度会危害肌肉及神经系统 亚硝酸盐: 造成心血管方面疾病，婴儿的影响最为明显 (蓝婴症)，具致癌性 总三卤甲烷: 以氯仿对健康的影响最大，致癌性方面最常发生的是膀光癌 三氯乙烯（有机物）: 吸入过多会降低中枢神经、心脏功能，长期暴露对肝脏有害 四氯化碳（有机物）: 对人体健康有广泛影响，具致癌性，对肝脏、肾脏功影响极 大 。 2、水污染对工农业生产的危害 水污染后，工业用水必须投入更多的处理费用，造成资源、能源的浪费，食品 工业用水要求更为严格，水质不合格，会使生产停顿。这也是工业企业效益不高， 质量不好的因素。农业使用水污染，使作物减产，品质降低，甚至使人畜受害，大 片农田遭受污染，降低土壤质量。海洋水污染的后果也十分严重，如石油水污染， 造成海鸟和海洋生物死亡。 二、 水污染的来源 1 农村水污染的来源 （1）农民生活污水排放 生活污水是人们日常生活中产生的各种污水混合物如各种洗涤水和人畜粪便等， 是农村水体污染的主要污染源之一。由于农村自来水普及程度不高，生活污水处理 系统建设滞后，大部分生活污水都直接进入河流、湖泊，直接造成水体污染。其中 包括洗涤物污染和人畜粪便污染。污水中的主要污染物 COD 和氮、磷等富营养物质 含量较高，导致农村地表水呈现不同程度的富营养化现象 1。 （2）乡镇企业排放的污染物。 农村乡镇企业数量多，布局散、规模小、经营粗放。其中很多是污染严重的造 纸、印染、电镀、化工、冶炼等企业，污染物通常是未经处理直接排放到周围的河 流、湖泊，严重污染周边地区的水环境。特别是近年来，城市环境污染的治理力度 加大，许多污染严重的企业向农村转移，农村水环境污染加剧 2。20O6 年，全国农 村乡镇工业废水排放量达 895 亿 t3。大量废水未经有效处理直接排入到乡村河 道，造成水体大面积污染，严重影响农民的生活生产。目前，我国环境经济政策体 系还不完善，政府对乡镇企业的监管力度不够，对乡镇企业这种非点源污染缺乏有 效的治理对策和措施。 （3）农业生产中的污水 随着现代农业的发展，农村使用的农药、化肥量日益增多，在喷洒农药和除草 剂以及使用化肥的过程中，只有少量附着于农作物上，大部分残留在土壤中，通过 降雨和地面径流的冲刷而进入地表水和地下水中，造成严重的水体污染。 （4）其它污染。 农村水体其它污染主要有生活垃圾的污染、病死禽畜污染、生产生活废品的污 染等。由于多数农村都没有建垃圾处理场，大量垃圾均通过河流水体排至下游。病 禽畜对河流的污染也不可小视，通过调查发现，村庄集镇河流经常出现病死家禽畜 尸体。生产生活废品，主要是农膜、塑料编织袋、农药瓶以及包装盒等，这 些废品不仅对水体造成污染而且对土壤也长期造成污染。 2 城市水污染的来源 （1）工业废水 在工业生产中，热交换、产品输送、产品清洗、生产反应等过程均会产生大量 废水。产生工业废水的主要企业有初级金属加工、食品加工、纺织、造纸、治炼、 化学工业等。工业废水排放的主要污染物有酚、氰、重金属、石油类、酸碱盐类和 各种有机物等。随着国内工业结构调整的逐步优化，以及政府管理部门对工业污染 控制的不断加强，2006 年，工业废水排放量 240.2 亿吨，占废水排放总量的 44.7，比上年减少 1.1，工业废水的直接排放量开始呈现逐年下降的趋势。但 是，工业污水排放的问题仍然不容忽视。不少老企业废水排放还相当严重，并且无 力治理。高消耗、高污染的小企业仍然大量存在，很多企业有法不依，违法排污现 象也相当普遍。 （2）生活污水 生活污水是来自家庭、机关、商业和城市公用设施及城市径流的污水。新鲜的城市 污水渐渐陈腐和腐化使溶解氧含量下降，出现厌氧降解反应，产生硫化氢、硫醇、 吲哚和粪臭素，使水具有恶臭。生活污水的成分 99%为水，固体杂质不到 1%，大多 为无毒物质，其中无机盐有氰化物、硫酸盐、磷酸盐、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐和 一些重碳酸墁等；有机物质有纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质和尿素等，另外 还有各种洗涤剂和微量金属，后者如锌、铜、铬、锰、镍和铅等；生活污水中还含 有大量的杂菌，主要为大肠菌群。另外生活污水中氮的磷的含量比较高，主要来源 于商业污水、城市地面径流和粪便、洗涤剂等。 三、 评价水质的指标 1、 浑浊度 水中含有悬浮物质就会产生浑浊现象，水的浑浊程度用“浑浊度”来量度，它是用 待测水样与标准比浊液比较而得。浑浊度是外观上判断水是否纯净的主要指标。 2、 电导率 化学论文 安全工程 2 班张权 第 5 页 共 8 页 它表示水导电能力的大小，间接反映出水中含盐量的多少。水中溶解的离子浓度越 大，电荷越高，温度越高，则其导电能力越强，电导率越大。电导率的单位名称叫 西门子每米，符号是 S/m 3、 PH PH 值对水中许多杂质的存在形态和水质控制过程都有影响。不同的用水场合对 PH 都有特定的要求，如燃煤电站锅炉给水要求 PH 为 8.5-9.4。 4、 硬度 水中所含 Ca2+,Mg2+的总量称为水的总硬度，简称硬度，它是表示水中结垢物质含量 的指标。 5、 需氧量 在水中发生的化学或生物化学氧化还原反应需要消耗氧化剂或溶解氧的量称需氧量。 由于天然水中好氧最大的是各种有机物，所以它间接地反映了水中有机物的含量。 需氧量越高，表明水被有机物污染越重。需氧量的单位用氧化 1dm3 的水样中的有机物需要消耗氧的质量表示。 6、 微生物指标 水受人畜粪便、生活污水的污染是，水中细菌含量大增。检测水中菌落总数和大肠 杆菌数可判断水质受粪便污物污染的情况。 类主要反映地下水化学组分的天然低背景含量。适用于各种用途。 类主要反映地下水化学组分的天然背景含量。适用于各种用途。 类以人体健康基准值为依据。主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水。 类以农业和工业用水要求为依据。除适用于农业和部分工业用水外，适当处理后 可作生活饮用水。 类不宜饮用，其他用水可根据使用目的选用。 四、 水污染的分类 1、无机物污染 无机物造成的污染，来源有硫化矿物因自然氧化作用产生的酸性矿山 排水和各种工业废水。工业废水常常含有大量无机盐类，酸性废水和 碱性废水中和后也产生无机盐类。 2、重金属污染 重金属 Hg,Cd,Cr,Pb,V,Co,Ni,Cu,Zn,Sn 等造成的污染。特点：水中含 有微量浓度便有毒性。通过水生物的富集能力，对人类造成十分严重 的危害。 3、有机物污染 （1） 酚 钢铁工业的焦化厂、城市煤气厂、化工厂、洗煤厂、炼油 厂等排放的废水是酚污染的主要来源。 （2） 难降解有机物 难被微生物分解的有机物。主要来源于有机农 药、有机磷农药、DDT 、多氯联苯等。 （3） 石油类 来源于油船、各种机动船只的压舱水、含油废水、洗 船水、海上开采泄露的石油、炼油厂排放的工业废水。 4、水体富营养化 来源于排入水体的生活污水、食品工业废水、农业废弃物、肥料淋洗 排水等。将使水生生物大量繁殖、藻类生长加快，耗去水中溶解氧， 影响鱼类的生存。严重时湖泊堵塞，湖容减小，甚至老化演变成沼泽、 干地。 5、热污染： 向水体排放大量温度较高的废水，使水体因温度上升而 造成一系列的危害。来源于火力发电厂、核电站及许多工厂的冷却水。 五、水污染的防治 1、采用绿色化学技术 （1）含义： 绿色化学又称绿色技术、环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学 即是用化学及其它技术和方法去减少或消除那些对人类健康、社区安全、生态环境 有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等的使用和产生。 化学可以粗略地看作是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统的化学 虽然可以得到人类需要的新物质，但是在许多场合中却既未有效地利用资源，又产 生大量排放物，造成严重的环境污染。绿色化学则是更高层次的化学，它的主要特 点是“原子经济性” ，即在获得物质的转化过程中充分利用每个原料原子，实现 “零排放” ，因此既可以充分利用资源，又不产生污染。传统化学向绿色化学的转 化学论文 安全工程 2 班张权 第 7 页 共 8 页 变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。绿色化学可以变废为宝，可 使经济效益大幅度提高。绿色化学已在全世界兴起，它对我国这样新兴的发展中国 家更是一个难得的机遇。 （2）原则 防止污染的生产比治理生产的污染更好 生产过程中才用的原料应最大限度的进入产品之中，具有“原子经济性” 不论原料、中间产物和最终产品都应对人体健康和环境无毒、无害 务必使产品高效、低毒； 尽可能避免使用溶剂、助剂，如不可避免，应选择无毒、无害的 降低能耗，最好采用常温、常压的反应条件 在技术可行，经济合理的前提下，尽可能采用可再生资源 尽量避免不必要的衍生化步骤 合成反应中采用高选择性的催化剂 化工产品在其使用功能终结后，不应残留在环境中 开发分析方法，对有害物质在其生成前就进行及时的监控 （3）绿色化学的发展动向 a) 努力采取“原子经济性”反应 b) 反应过程中尽可能采取无毒、无害的原料、催化剂、溶剂。 c) 用生物物质作化工原料 d) 采用超临界流体作化学合成中的溶剂：二氧化碳被压缩成超临界流体 时，具有无毒、不可燃、廉价，使许多反应速率加快或选择性增加等 优异性能，它可以代替含卤素的有毒的常规溶剂，还可以替代氯氟烃 作为聚苯乙烯的发泡剂。 e) 设计、生产和使用环境友好的产品 2、清洁生产 （1）含义：清洁生产是指既可满足人们的需要又可合理使用自然资源和能源 并保护环境的实用生产方法和措施，其实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动 的规划和管理，将废物减量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程之中。同时对 人体和环境无害的绿色产品的生产亦将随着可持续发展进程的深入而日益成为今后 产品生产的主导方向。 （2） 清 洁 生 产 的 观 念 主 要 强 调 三 个 重 点 ： a) 清 洁 能 源 。 包 括 开 发 节 能 技 术 ， 尽 可 能 开 发 利 用 再 生 能 源 以 及 合 理 利 用 常 规 能 源 。 b) 清 洁 生 产 过 程 。 包 括 尽 可 能 不 用 或 少 用 有 毒 有 害 原 料 和 中 间 产 品 。 对 原 材 料 和 中 间 产 品 进 行 回 收 ， 改 善 管 理 、 提 高 效 率 。 c) 清 洁 产 品 。 包 括 以 不 危 害 人 体 健 康 和 生 态 环 境 为 主 导 因 素 来 考 虑 产 品 的 制 造 过 程 甚 至 使 用 之 后 的 回 收 利 用 ， 减 少 原 材 料 和 能 源 使 用 。 （ 3） 意 义 ： 转 变 了 先 污 染 后 治 理 的 思 维 模 式 ， 从 源 头 上 控 制 污 染 ， 有 助 于 减 少 化 学 污 染 ， 同 时 节 约 资 源 ， 保 护 环 境 。 3、其它 首先，要加强宣传教育，提高全社会对农药、化肥所造成的环境污染危害性的 认识，以便进行有效的防范。其次，要加强农药、化肥等产品生产流通的管理，确 保农药、化肥品种与质量符合国家的规定和标准，避免