环境管理_水体污染与水体自净

,第二章水污染与防治,水资源概述水质、水质指标与标准水体污染与水体自净水体污染防治,第一节水资源概述,第二章水污染与防治,一、水资源的定义,水资源概述,广义：地球上各种形态的水狭义：在一定时间内能被人们直接开发与利用的那部分水体这种开发利用在技术上可行，经济上合理，生态环境可以接受。,一、水资源的定义,水资源概述,中国水利百科全书中认为：人类可利用的水资源主要是指某一地区逐年可以恢复和更新的淡水资源。,二、水资源的分布,水资源概述,全球总贮水量估计为1.358亿立方千米其中淡水总量仅为0.36亿立方干米，占2.7%较容易利用的淡水总量占世界总贮水量的0.3%,生物体0.0001%,三、我国水资源特征与利用中的问题,水资源概述,（一）水资源特征人均、亩均水量低于世界水平分布不均：地区、时间水量变化大、可利用水少水土流失严重，许多河流含沙量大,三、我国水资源特征与利用中的问题,水资源概述,（二）水资源利用中的问题开发不断造成水环境变化水利工程对水文状况的影响用水浪费加剧水资源短缺水污染使淡水资源减少,四、水资源的重要性,水资源概述,（一）生活用水（二）生产用水：工业用水和农业用水（三）生态用水,第二节水质、水质指标及水质标准,第二章水污染与防治,一、水质,水质、水质指标及水质标准,水的品质，指水与其所含杂质共同表现出的物理、化学、生物学综合特性。,一、水质,水质、水质指标及水质标准,以上水质叫水质本底或水的背景值,二、水质指标与标准,水质、水质指标及水质标准,（一）水质指标物理指标：温度、色度、臭味、浑浊度、透明度、总残渣、过滤性残渣、非过滤性残渣、电导率等化学指标：pH值、矿化度、总硬度、金属离子、酸根离子生物指标：细菌总数、大肠杆菌,天然水,二、水质指标与标准,水质、水质指标及水质标准,（一）水质指标悬浮物有机物：BOD、COD、TOCpH值细菌和总大肠杆菌有毒物质,污水,二、水质指标与标准,水质、水质指标及水质标准,（二）水质标准,1、地面水环境质量标准GB3838-2002类：源头水，国家自然保护区；类：生活饮用水源地一级保护区，珍贵鱼类保护区，鱼虾产卵场；类：生活饮用水源地二级保护区，一般鱼类保护区，游泳区；类：一般工业用水区，人体非直接接触娱乐用水区；类：农业用水区。,二、水质指标与标准,水质、水质指标及水质标准,（二）水质标准,2、生活饮用水卫生标准GB5749-85该指标是指经过必要的净化处理和消毒后要求达到的水质标准。,二、水质指标与标准,水质、水质指标及水质标准,（二）水质标准,2、生活饮用水卫生标准GB5749-85主要原则：1）卫生上安全可靠，不应含有各种病原微生物和寄生虫卵；2）化学成分应对人体无害，不应对人体健康产生不良影响或对人体感官产生不良刺激；3）使用时不致造成其他不良影响,二、水质指标与标准,水质、水质指标及水质标准,（二）水质标准,3、污水综合排放标准GB8978-1996类污染物（13种）：对人体健康和环境产生长期不良影响。类污染物（56种）：长期影响小于类的污染物。,二、水质指标与标准,水质、水质指标及水质标准,（二）水质标准,3、污水综合排放标准GB8978-1996,排放标准按水域功能和企业性能分：一级标准：重点保护水域，、类水体；二级标准：一般保护的水域，、类水体；三级标准：进污水处理厂的污水。,二、水质指标与标准,水质、水质指标及水质标准,（二）水质标准,4、农田灌溉水质标准GB5084-925、其他水质标准（）,第三节水体污染与水体自净,第二章水污染与防治,一、水体与水体污染,水体污染与水体自净,（一）水体（两种含义）一是指以相对稳定的陆地为边界的天然水域，包括有一定流速的沟渠、河流和相对静止的塘堰、湖泊、沼泽、水库、地下水、海洋等环境学领域中则把水体当作包括水中的悬浮物、溶解物质、底泥相、水生生物等完整单元的生态系统或完整的综合自然体,一、水体与水体污染,水体污染与水体自净,（二）水体污染指水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变，从而影响水的有效利用、危害人体健康、破坏生态环境，造成水质恶化的现象,中国重大水污染事件,水体污染与水体自净,一、淮河水污染事件震惊中外1994年7月，淮河上游因突降暴雨而采取开闸泄洪的方式，将积蓄于上游一个冬春的2亿立方米水放下来。水经之处河水泛浊，河面上泡沫密布，顿时鱼虾丧失。下游一些地方的居民饮用了虽经自来水处理但未能达到饮用标准的河水后，出现恶心、腹泻、呕吐等症状。经取样检验证实，上游来水水质恶化，沿河各自来水厂被迫停止供水达54天之久，百万淮河民众饮水告急。在经过10年一共投入600亿人民币治污后，到2004年，淮河水质竟又回到10年前的水平，这两年来，淮河水质又进一步加速恶化，整个淮河六成水体已经完全丧失水功能，有的河段取得连蚊绳都绝迹了。,中国重大水污染事件,水体污染与水体自净,二、2004沱江“302”特大水污染事故2004年2月到3月，这四条河流之一的沱江，却给天府之国带来了一场前所未有的生态灾难。当时，因为大量高浓度工业废水流进沱江，四川五个市区近百万老百姓顿时陷入了无水可用的困境，直接经济损失高达2.19亿元。造成此次特大水污染事故的原因，是川化股份公司在对其日产1000吨合成氨及氨加工装置进行增产技术改造时，违规在未报经省环保局试生产批复的情况下，擅自于2004年2月11日至3月3日对该技改工程投料试生产。在试生产过程中，发生故障致使含大量氨氮的工艺冷凝液(氨氮含量在每升1000毫克以上)外排出厂流入沱江。,中国重大大水污染事件,水体污染与水体自净,三、太湖水污染事件2007年5月29日开始，江苏省无锡市城区的大批市民家中自来水水质突然发生变化，并伴有难闻的气味，无法正常饮用。无锡市民饮用水水源来自太湖，造成这次水质突然变化的原因是：入夏以来，无锡市区域内的太湖水位出现50年以来最低值，再加上天气连续高温少雨，太湖水富营养化较重，从而引发了太湖蓝藻的提前暴发，影响了自来水水源水质。无锡市民纷纷抢购超市内的纯净水，街头零售的桶装纯净水也出现了较大的价格波动。,一、水体与水体污染,水体污染与水体自净,（三）污染源,一、水体与水体污染,水体污染与水体自净,（三）污染源,1.工业废水：各种企业在生产过程中排出的废水，包括工艺过程用水、冷却水、烟气洗涤水、设备、场地清洗水以及生产废液等特点：成分复杂、含量变化大、毒性强、净化处理困难,一、水体与水体污染,水体污染与水体自净,（三）污染源,2.生活污水：日常生活中产生的各种污水混合液，包括厨房、洗涤室、浴室、集体单位公用事业排出的污水特点：含氮、磷、硫高，成分主要为纤维素、淀粉、糖、蛋白、脂肪、尿素,一、水体与水体污染,水体污染与水体自净,（三）污染源,3.农业退水：农作物栽培、牲畜饲养、食品加工过程中排出的污水和液态废物特点：含氮、磷高，成分主要为微生物、化肥、农药、不溶解固体和盐分,二、水体中主要污染物及其危害,水体污染与水体自净,（一）化学性污染（二）物理性污染（三）生物性污染,二、水体中主要污染物及其危害,水体污染与水体自净,（一）化学性污染物（1）酸、碱、盐污染来源：工业废水危害：妨碍水体自净作用；腐蚀；改变水体的pH值；改变水的硬度；致癌等,二、水体中主要污染物及其危害,水体污染与水体自净,（一）化学性污染物（2）重金属污染汞（Hg）来源：工业废水、有机汞农药使用等危害：中毒，浓度范围0.01-0.001毫克/升,水体污染与水体自净,汞污染案例：1953年，水俣湾附近渔村流行一种原因不明的中枢神经性病，暂称为“水俣病”。1965年，日本新县阿贺野川地区也发生水俣病。日本政府于1968年9月确认水俣病是人们长期食用富含甲基汞的水产品造成的。水俣湾水产品富含甲基汞是由于日本一家氮肥厂在生产过程中，将含有大量含汞的废水排入湾内，致使湾内水体、沉积物和生物体受到汞的严重污染。实验表明,沉积物的微生物能将无机汞转化成毒性大的甲基汞。水俣病有急性、亚急性、慢性、潜在性和胎儿性等类型。症状的轻重与甲基汞摄入量和持续作用时间有关。在食用水产品中进入人体的甲基汞主要侵害脑组织，引起中枢神经性疾病，至今尚难以治疗，往往导致死亡或遗患终身。截至1978年3月为止，日本官方确认水俣湾附近和阿贺野川流域，水俣病患者共2227人，其中死亡人数达255人。,二、水体中主要污染物及其危害,水体污染与水体自净,（一）化学性污染物（2）重金属污染镉（Cd）来源：铅、锌矿选矿废水及电镀、碱性电池等工业废水危害：中毒，浓度范围0.01-0.001毫克/升,水体污染与水体自净,镉污染案例：2009年8月3日下午4时，湖南省环保厅在浏阳市镇头镇向当地村民代表正式公布了长沙湘和化工厂镉污染事件环境调查监测结论。结论显示，此次镉污染事件，主要是由于长沙湘和化工厂废渣、废水、粉尘、地表径流、原料产品运输与堆存，以及部分村民使用废旧包装材料和压滤布等造成。鉴于浏阳市环保局和相关工作人员对湘和化工厂监管不力，未能及时发现该厂非法生产行为，对检查过程中发现的环保设施不完善、生产原料和危险废渣乱堆乱放等问题处置不力，中共浏阳市委作出决定，免去陈文波浏阳市环保局党组副书记、张志亮浏阳市环保局党组成员职务，并依法免去陈文波的局长、张志亮的副局长职务。据浏阳市公安局介绍，该局依法查处了湘和化工厂相关责任人，该厂法人代表骆湘平、厂长黄和平、车间主任罗国亮等5人被刑拘。,水体污染与水体自净,浏阳镉污染事件,二、水体中主要污染物及其危害,水体污染与水体自净,（一）化学性污染物（2）重金属污染铬（Cr）来源：固体废弃物、废水危害：中毒，浓度范围1-10毫克/升,二、水体中主要污染物及其危害,水体污染与水体自净,（一）化学性污染物（2）重金属污染砷（As）来源：硫矿及含铁量高的土壤中危害：中毒，表现为神经衰弱、多发性神经炎、腹痛、呕吐、肝痛、肝大等消化系统障碍砒霜As2O3,水体污染与水体自净,砷污染案例：2006年9月8日，湖南省岳阳县城饮用水源地新墙河发生水污染事件，砷超标10倍左右，8万居民的饮用水安全受到威胁和影响。最终经核查发现，污染发生的原因为河流上游3家化工厂的工业污水日常性排放，致使大量高浓度含砷废水流入新墙河。,二、水体中主要污染物及其危害,水体污染与水体自净,（一）化学性污染物（2）重金属污染铅（Pb）来源：矿产开采及冶炼过程中“三废”排放危害：中毒，破坏骨髓造血系统和神经系统，引起贫血、神经机能失调。,二、水体中主要污染物及其危害,水体污染与水体自净,（一）化学性污染物（2）重金属污染其它（锰、锕、锌、硒、镍、铍、锡）都是人体不可缺少的微量元素，摄入量过多，将危机人体健康。,二、水体中主要污染物及其危害,水体污染与水体自净,（一）化学性污染物（3）需养性有机物污染或称耗氧有机物,是水体中最普遍的一种污染物。生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪、木质素等有机物，可在微生物的作用下最终分解为简单的无机化合物。这些化合物在分解过程中需要消耗大量的氧气。,二、水体中主要污染物及其危害,水体污染与水体自净,（一）化学性污染物（3）需养性有机物污染反映指标：,生物化学需氧量（BOD）化学需氧量（COD）总有机碳（TOC）总需氧量（TOD）溶解氧（DO）,水体污染与水体自净,反映耗氧有机物指标,1）生物化学需氧量，简称生化需氧量（BOD）：Biochemicaloxygendemand，表示在好气条件下，水中的有机污染物经微生物分解所需的氧量(单位体积的污水所消耗的氧量，毫克升）,水体污染与水体自净,反映耗氧有机物指标,1）生物化学需氧量有机物的生物化学作用分为两个阶段完成：有机物转化为无机物的二氧化碳、水和氨氨被转化为亚硝酸盐与硝酸盐将所能分解的有机物全部分解往往需要20天以上，并与环境温度有关。目前水质标准采用在20条件下分解5天(t5)所需耗用的氧量，以BOD5表示，它通常是BOD总的70%左右,水体污染与水体自净,反映耗氧有机物指标,2）化学需氧量（COD）：Chemicaloxygendemand，在规定条件下，使水样中能被氧化的物质氧化所需耗用化学氧化剂的量。目前常用的氧化剂主要是重铬酸钾或高锰酸钾。以高锰酸钾作氧化剂时，测得的值也称耗氧量。与BOD5比较,水体污染与水体自净,反映耗氧有机物指标,3）总有机碳（TOC）：Totalorganiccarbon，水中溶解性和悬浮性有机物中存在的全部碳量。4）总需氧量（TOD）：Totaloxygendemand，水中有机物除含有机碳外，尚含有氢、氮、硫等元素。当这些元素全部被氧化时所需的氧量。5）溶解氧（DO）：水质重要参数之一,二、水体中主要污染物及其危害,水体污染与水体自净,（一）化学性污染物（4）有机有毒污染物,多环芳烃：由石油、煤、可燃气等不完全燃烧或高温处理条件下产生,苯并芘,二、水体中主要污染物及其危害,水体污染与水体自净,（一）化学性污染物（4）有机有毒污染物,有机农药：有机磷、有机氯六六六（六氯环己烷）酚类化合物：煤气、焦化、石油化工、制药、油漆,二、水体中主要污染物及其危害,水体污染与水体自净,（一）化学性污染物（4）有机有毒污染物,多氯联苯：电器绝缘和塑料增塑剂油类污染氰化物,二、水体中主要污染物及其危害,水体污染与水体自净,（二）物理性污染物,悬浮物：影响水的透明度光合作用放射性：蓄积在人体内造成长期危害热污染：水体升温使生态系统结构发生变化,二、水体中主要污染物及其危害,水体污染与水体自净,（二）物理性污染物,热污染的危害：水中溶解性气体发生显著变化水中化学生化反应速率上升生物种群、群落变化：20硅藻；30绿藻；35蓝藻,二、水体中主要污染物及其危害,水体污染与水体自净,（三）生物性污染物,生物污染是指城市生活污水、医院污水或污水处理厂排水排入地表后，引起病源微生物污染病原微生物：条件允许会大量繁殖,二、水体中主要污染物及其危害,水体污染与水体自净,（四）营养物质污染物富营养化,水体中N、P营养物质富集，引起藻类及其它浮游生物的迅速繁殖，水体溶解氧下降，使鱼类或其他生物大量死亡、水质恶化的现象,二、水体中主要污染物及其危害,水体污染与水体自净,（四）营养物质污染物富营养化,水体富营养化,二、水体中主要污染物及其危害,水体污染与水体自净,（四）营养物质污染物富营养化,危害因优势浮游生物的颜色不同水面往往呈现兰色、红色、棕色、乳白色等，主要类型有水华、赤潮限制因素：氮、磷富营养化关键：源源不断流入水体中的营养物质N、P的负荷量关键因素：溶解氧、温度、水体的形态,三、水体自净,水体污染与水体自净,（一）概念,受污染水体经过水中物理、化学与生物作用，使污染物浓度降低，并逐步恢复到污染前的水平什么时间开始？,废水一旦进入就开始，由弱到强直至稳定,三、水体自净,水体污染与水体自净,（二）水体自净机制1）稀释扩散(物理自净)河流：流量与废水量之比（径污比）、水文条件湖泊：水流方向、风向、风力、水温2）耗氧与复氧作用（生物自净）3）重金属的转化（化学自净）,三、水体自净,水体污染与水体自净,（二）水体自净机制耗氧与复氧作用分为三阶段：易氧化有机物被化学氧化分解生化氧化分解含氮有机物的硝化过程,三、水体自净,水体污染与水体自净,（二）水体自净机制重金属的转化,重金属化合物的沉淀-溶解作用：与迁移能力有关重金属的还原氧化作用重金属的络合作用：羟基的络合过程胶体化学吸附转化：是将重金属转为固相的主要途径,三、水体自净,水体污染与水体自净,（三）水体自净特征,污染物浓度逐渐下降污染物毒性降低重金属：溶解态被吸附不溶性化合物底泥复杂有机物简单有机物不稳化合物稳定化合物溶解氧经急剧下降最低点缓缓上升生物种群趋于正常分布,四、水环境容量,水体污染与水体自净,W=V（CS-CB）+C,W某地面水体对污染物的水环境容量（Kg）V该地面水体的体积（m3）CS地面水中某污染物的环境标准（mg/L）CB地面水中某污染物的背景值（mg/L）C地面水对该污染物的自净能力（Kg）,第四节水体污染防治,第二章水污染与防治,一、污染防治的对策,水体污染防治,（一）工业水污染防治对策1、宏观性控制,应把水污染防治和保护水环境作为重要的战略目标，优化产业结构和工业结构，合理进行工业布局。,一、污染防治的对策,水体污染防治,（一）工业水污染防治对策2、技术性控制,积极推进清洁生产提高工业用水重复利用率实行污染物排放总量控制制度促进工业废水与城市生活污水的集中处理,一、污染防治的对策,水体污染防治,（二）城市水污染防治对策,将水污染防治纳入城市发展总体规划遵循集中处理与分散处理相结合的原则在缺水地区积极将城市水污染防治与城市水资源化相结合加强城市地表和地下水源的保护大力开发低耗高效废水处理与回用技术,一、污