地下水氮污染PPT课件.ppt

地下水氮污染 Groundwaternitrogenpollution 目录 01地下水氮污染现状 02氮污染的机理分析 03治理方式及其成果 PartOne 地下水氮污染现状 外国地下水氮污染现状 我国地下水氮污染现状 1 1 国外地下水氮污染现状 如今在西方发达国家 地下水氮污染的势头得到了有效的遏制 但是在1840年工业革命开始后 大多数最先开展工业革命的国家都或多或少的出现了一些水资源氮污染的案例 但是随着一系列问题的暴露 发达国家加强了对水资源的管理与治理 取得了显著的成效 但是地下水水资源氮污染的形势仍然十分严峻 世界上主要氮污染地图 1 2 国内地下水氮污染现状 随着我国经济的飞速发展和人口逐渐聚集在经济发达地区 导致大量的含氮生活污水和农化产品进入土壤 影响了地下水原有的离子平衡 如今我国的水资源状况不容乐观 各大流域的水资源都遭受了不同程度的污染 比如海河流域的北京平原农业地区浅层地下水硝酸盐污染严重 其深层地下水的硝酸盐污染也值得注意 滇池流域硝酸盐的超标率达到了70 西北内陆的银川地区的潜水中氨氮超标率高达30 其承压水中的氮污染也是十分严重 由此可见 在我国的各大地区 治理地下水氮污染都已经迫在眉睫 特别是硝酸盐污染 更是重中之重 我国氮污染调查 全国水资源调查评价表明 地下水中的三氮 氨氮 NH3 硝酸盐 NO2 亚硝酸盐 NO2 超标十分明显 8 1 8 2020 9 1 8 2020 氮污染调查视频 PartTwo 地下水氮污染机理分析 氮污染的主要来源 氮污染机理 总体氮元素的大致循环过程 氮污染的影响因素 2 1水体中氮元素的来源 自然来源 人来活动 大气降水 降尘 非市区径流 生物固氮 氮元素的来源包括工业废水 生活污水和农业中使用的含氮农化产品 其中化肥的使用是农业区氮元素的主要来源 生活污水是生活聚集地氮污染的主要来源 工业废水是工业区氮污染的主要来源 污水中的氮有4种形态 即有机氮 氨氮 亚硝酸氮 少量 和硝酸盐氮 硝化过程的最终产物 典型污水中总氮含量约为40 50mg L 城市污染 浸滤液 大气沉降 地表径流 农业来源 氮肥的使用率很高但是只有30 40 的氮得到了利用 如此一来 大量的氮肥残留在土壤中无法被作物吸收 只能随着雨水的淋滤不断下渗 进入地下水中 在随着地下水的流动而运移 虽然地下水有一定的自净能力但是无法净化大量的氮元素 这些多余的氮就会经过化学作用生成 三氮 导致地下水的氮污染 2 1水体中氮元素的来源 日常生活中的来源 日常生活中产生的氮污染主要是有机氮 包括蛋白质和氨基酸等 两种物质的存在形式包括生活污水中的食物残渣及含氮的洗涤剂等 2 1水体中氮元素的来源 工业来源 2 1水体中氮元素的来源 有机氮 蛋白质 多肽 氨基酸 尿素 其他 硝基 胺及铵类化合物 无机氮 氨氮 亚硝态氮 硝态氮 氮在水中的存在形态 氮素污染的危害 造成水体的富营养化现象 水生植物和藻类的异常增值 水华和赤潮 点击此处添加标题 增加了给水处理的成本 引起水体缺氧 NH4 2O2NO3 2H H2O 能量 氨氮对水生生物有毒害作用 硝酸盐影响人来健康 硝酸盐 亚硝酸盐 引起高铁血红蛋白症 胃癌 S O T W 3mg L NH3 N 50mg L 1mg L 水生生物血液结合氧的能力降低 NO3 N 10mg L 氨氮浓度及其相应的毒理作用 1 4日内可致金鱼 鳊鱼死亡 会引起婴儿高铁血红蛋白症 为未驯化的甲烷菌活性的50 IC值 NH4 N 400mg L 严重抑制亚硝酸菌的生长和繁殖 点击此处添加标题 标题数字等都可以通过点击和重新输入进行更改 顶部 开始 面板中可以对字体 字号 颜色 行距等进行修改 建议正文8 14号字 1 3倍字间距 2 2氮污染机理 点击此处添加标题 标题数字等都可以通过点击和重新输入进行更改 顶部 开始 面板中可以对字体 字号 颜色 行距等进行修改 建议正文8 14号字 1 3倍字间距 2 3总体氮元素的大致循环过程 点击此处添加标题 标题数字等都可以通过点击和重新输入进行更改 顶部 开始 面板中可以对字体 字号 颜色 行距等进行修改 建议正文8 14号字 1 3倍字间距 硝化作用 硝化作用 硝化作用指氨在微生物 硝化细菌 作用下氧化为硝酸的过程 通常发生在通气良好的土壤 厩肥 堆肥和活性污泥中 硝化作用由自养型细菌分阶段完成 第一阶段为亚硝化 第二阶段为硝化 硝化作用 反硝化作用 也称脱氮作用 反硝化细菌在缺氧条件下 还原硝酸盐 释放出分子态氮 N2 或一氧化二氮 N2O 的过程 氮污染的影响因素 水和溶解态硝酸根的向下移动受重力以及土壤水势差和化学势差的控制 硝酸盐向深层移动取决于两个条件 存在硝酸盐和水向下移动 特别是有过量水向下渗漏 对含氮物质进行淋滤 加剧了地下水氮污染 PartThree 国内外治理措施及成果 国内治理情况 国外治理情况 由于国外的氮污染和国内氮污染的污染来源有差别 所以国外在治理氮污染方面更着重于地下水的保护和管理 对于地表水氮污染的治理取得了一定的效果 普遍在政策和制度方面入手 加强对水资源的管理和利用 采用适当的措施来保护 一般经过一段时间 污染会有不同程度的减轻 比如 英国泰晤士河的治理以及法国巴黎塞纳河的治理 对于地下水氮污染的治理 国外的生物反硝化法和渗透反应墙等技术已经开始开展大田试验了 3 1国外治理情况 生物反硝化法 生物硝化反硝化法去除废水高氨氮水处理方法 生物硝化反硝化是应用最广泛的脱氮方式 由于氨氮氧化过程中需要大量的氧气 曝气费用成为这种脱氮方式的主要开支 短程硝化反硝化 将氨氮氧化至亚硝酸盐氮即进行反硝化 不仅可以节省氨氧化需氧量而且可以节省反硝化所需炭源 用合成废水 模拟含高浓度氨氮的工业废水 试验确定实现亚硝酸盐积累的最佳条件 生物反硝化法 27 1 8 2020 渗透反应墙 生物可渗透反应墙 Bio PermeableReactiveBarrier BPRB 技术是一种原位修复地下水污染的技术 其实现原理是在污染地下水流向的垂直方向人工构筑一堵 反应墙 污染处理系统 其内填充有特定反应介质 高效降解菌或固定化降解菌等 当污染的地下水流经 反应墙 时 污染物与墙内介质中的微生物发生反应 转化为对环境无毒无污染或低毒低污染的物质流出墙体 前两年的滇池和太湖水污染 都是因为水体富营养化严重 导致水体环境变差 水质恶化 但是经过有关部门的努力 换水 对于这些地表水污染的治理都有一定的成效 但是对于地下水氮污染 我们国内还处于室内试验阶段 普遍采用的方法有 生物反硝化法 渗透反应墙以及离子交换法 对于大面积清除地下水硝酸盐还