水环境污染与控制二54.pptVIP

上节小结一 水资源概念二 污水的水质指标有哪几种 四 列举我国主要的水质标准五 地表水环境质量标准将水质分为几类 各自的功能如何 3 2 1 水体污染源1 水体污染源的含义与分类含义 向水体环境排放有害物质或对水体产生有害影响的场所 设备和装置等一切发生源 分类 天然污染源和人为污染源 天然污染源 指自然界本身的地球化学异常所释放的物质给水体造成污染的场所 如高矿化度地下水对河水的污染 矿床周围的矿化水对河水的污染 3 2水体污染源和污染物 人为污染源 按人类活动方式 可分为工业 农业 交通 生活等污染源 按污染物种类不同 可分为有机 无机 放射性 重金属 病源体等污染源 以及同时排放多种污染物的混合污染源 按污染物排放的空间分布方式 点源和面源点源 指以点状形式排放而使水体造成污染的发生源 面源 指以面积形式分布和排放污染物而造成水体污染的发生源 2 几种水体污染源的特点 1 生活污染源由人类消费活动产生的污水 包括由厨房 浴室 厕所等场所排出的污水和污物 生活污水中的污染物 按其形态可分为 不溶物质 胶体物质 溶解物质 这三类物质多为无机盐类 氯化物 硫酸盐 磷酸盐和钠 钾 钙 镁等重碳酸盐 有机物质 纤维素 淀粉 糖类 脂肪 蛋白质和尿素等 各种微量金属 如Zn Cu Cr Mn Ni Pb等 各种洗涤剂 多种微生物 2 工业污染源在工业生产过程中排出的废水 污水 废液等统称工业废水 废水 工业用冷却水 污水 废液 3 农业污染源指由于农业生产而产生的水污染源 如降水所形成的径流和渗流把土壤中的氮 磷和农药带入水体 由牧场 养殖场 农副产品加工厂的有机废物排入水体 造成河流 水库 湖泊等水体污染甚至富营养化 特点是 面广 分散 难于治理 4 船舶污染源船舶在水域中航行时 会对水域造成污染 其主要污染物是石油 其次还有因洗刷船舶带来的污水 及向水中倾倒废物等 在海上原油泄漏也会造成严重污染 3 2 2 水体污染物1 水体污染物的概念及分类概念 造成水体的水质 底质 生物质等质量恶化的各种物质称为水体污染物 分类 按化学性质 有机污染物和无机污染物 按毒性 有毒污染物和无毒污染物 水体污染物分为以下四种类型 无机无毒物质这类物质主要指排入水体中的酸 碱及一般的无机盐类和氮 磷等植物营养物质 酸性废水和碱性废水可相互中和产生各种盐类 酸性 碱性废水也可与地表物质相互作用 生成无机盐类 所以 酸性或碱性废水造成的水体污染必然伴随着无机盐的污染 无机有毒物质这类物质具有强烈的生物毒性 它们排入天然水体 常会影响水中生物 并可通过食物链危害人体健康 这类污染物都具有明显的累积性 可使污染影响持久和扩大 隐显性 持续反应性和灾害放大性 最典型 重金属和氰化物 也包括As Se等非金属元素 它们都有程度不同的毒性 主要指耗 需 氧有机物 生活污水和大部分工业废水中都含有大量有机物质 主要是耗 需 氧有机物如碳水化合物 蛋白质 脂肪等 这些物质的共同特点 没有毒性 但进入水体后 在微生物的作用下 最终分解为简单的无机物质 并在生物氧化分解过程中消耗水中的溶解氧 因此 这些物质过多地进入水体 会造成水体中溶解氧严重不足甚至耗尽 从而恶化水质 并对水中生物的生存产生影响和危害 有机无毒物质 有机有毒物质有机有毒污染物质的种类很多 且这类物质的污染影响 作用也不同 主要有 酚类化合物 有机农药 石油等 2 主要的水体污染物 1 需氧有机污染物这些有机物在分解过程中需要大量的氧气 是水体中最常见的一种污染物 碳水化合物 蛋白质 脂肪和木质素等有机物质经微生物作用最终分解为简单的无机物质 即二氧化碳和水 溶解氧 DissolvedOxygen DO 指溶解于水体中的氧的浓度 单位mg l 水中溶解氧不足 会造成鱼类死亡 我国南方许多鱼塘中 每当遇上闷热的低气压大气 水中溶解氧大为减少 常导致大批鱼类的死亡 即所谓的 翻塘 呼吸作用 水生物呼吸作用消耗氧 使DO下降 光合作用 水中植物光合作用放出氧 使DO升高 温度作用 温度升高 溶解氧的饱和浓度降低 复氧作用 空气中的氧与水面接触 溶进水中 称之为复氧 或称 再充气 此过程使DO增加 影响水中DO的因素 复氧的推动力 水中实际DO与饱和DO之差称为复氧推动力 复氧推动力越大 复氧速度越快 有利于DO得提高 有机污染物的氧化作用 各种有机污染物在降解过程中 消耗大量氧 使DO下降 水体中DO与呼吸 光合和复氧作用之间的关系 呼吸作用 光合作用 复氧作用 氧垂曲线 氧垂曲线 复氧曲线 耗氧曲线 氧垂曲线 OxygenSagBurve 2 植物营养物 概念 植物生长所需要的氮 磷 钾 硫及其合化物 正常的水体中也含有一定的N P K及其合化物 这是水生植物所需要的 但是过多营养物质进入自然水体 将恶化水体质量 影响渔业发展和危害人体健康 来源天然水中过量的植物营养物质主要来自三个途径 1 化肥 主要来源 2 生活污水的粪便 N的主要来源 和含磷洗涤剂 3 雨 雪对大气的淋洗和对磷灰石 硝石和鸟粪层的冲刷 危害1 水体富营养化水体富营养化 将导致水生物 主要是各种藻类大量繁殖 藻类过度生长繁殖将使水体处于严重缺氧 而造成鱼类大量死亡 表示富营养化引起湖泊生态系统的变化 海洋赤潮与湖泊水华 2 水华 与 赤潮 防治着重限制N和P的来源 富营养化现象发生之后 很难对N加以控制 在富营养化的水体中 藻类群体能吸收空气的N 而且死后还会分解而释出N 供其它藻类种群食用 防治富营养化的关键就在于控制磷 现今水体中磷 有一半来自合成洗涤剂 中国的近海污染状况中国近海海域污染较严重 渤海 黄海 东海和南海四大海区中 东海 渤海的污染较重 黄海和南海近岸水质尚好 当前中国近海的赤潮问题引人关注 20世纪60年代以来 渤海 东海 南海都曾出现过赤潮 并且发生的频率在增加 2000年 中国海域共记录到赤潮28起 累计面积超过10000km2 其中东海11起 累计面积大于7800km2 渤海7起 累计面积近2000km2 由此可见 中国近海赤潮的发展 已有愈演愈烈的趋势 赤潮灾害严重威胁中国海域生态环境 给海洋经济带来巨大损失 主要指汞 镉 铅 铬及类金属砷等生物毒性显著的重元素 汞毒性最大 镉次之 铅 铬 砷也有相当毒性 人们称之为 五毒元素 砷的毒性与重金属类似 所以称为 类金属 归在重金属污染之中 此外 锌 铜 钴 锡等金属 在水体中浓度高了 也是有毒性的 采矿和冶炼是向环境释放重金属的最主要污染源 3 重金属 重金属污染物在水体中迁移的特性重金属在水体中不能被微生物降解 只能发生各种形态之间的相互转化或产生分解和富集的过程 1 沉淀作用 重金属生成氢氧化物 磷化物或碳酸盐而沉淀 并大量积聚在排水口附近的底泥中 成为长期的次生污染源 2 吸附作用 天然水体中含有丰富的胶体 各种粘土矿物 可溶性和不可溶性的腐殖酸等 能强烈吸附重金属离子 重金属离子在河流中的迁移主要以吸附在悬浮物上被水流搬运 这是许多微量重金属转为固态的最重要途径 3 络合作用 天然水体中存在许多无机与有机配位体 它们与重金属离子形成稳定度不同的络合物和螯合物 使重金属在水中的溶解度增大 导致沉积物中重金属的重新释放 4 氧化还原作用 由于氧化还原作用 重金属在水体中可以不同的价态存在 而价态不同 其活性与毒性也不同 如 Cr3 被氧化成Cr6 Cr6 毒性远大于Cr3 重金属污染特点 从毒性和对生物体 人体的危害方面看 1 在天然水中只要有微量浓度的重金属 即可产生毒性效应 一般重金属产生毒性的范围大致在1 10mg L 毒性较强的金属如汞 镉产生毒性的浓度范围0 01 0 001mg l 2 通过食物链的生物放大作用加重危害 重金属可以在生物体内成千成万倍地富集 然后通过食物进入人体 在人体某些器官中积累 造成慢性中毒 发病的潜伏期都比较长 一旦发病 治疗又很困难 如日本发现的 骨痛病 是镉积累过多 骨中钙被镉取代 骨骼软化 此病潜伏期很长 可达10 30年 3 水体中的某些金属可在微生物的作用下转化为毒性更强的金属化合物 如汞的甲基化 无机汞在水环境或鱼体内 由微生物的作用 转化为毒性更强的有机汞 又叫甲基汞 4 酚类化合物 来源主要是冶金 煤气 炼焦 石油 化工 塑料等工业排放的含酚废水 粪便和含N有机物的分解过程也产生少量酚类化合物 所以城市生活污水也是酚污染物的来源 危害1 酚有毒性但人体有一定的解毒能力 如经常摄入的酚量超过解毒能力时 人会慢性中毒 而发生呕吐 腹泻 头疼头晕 精神不安等症状 5 氰化物 来源水中氰化物主要来自化学 电镀 煤气 炼焦等工业排放的含氰废水 危害氰化物是剧毒物质 一般只要误服0 1g左右的氰化钾或氰化钠立即死亡 含氰废水对鱼类有很大毒性 当水中CN含量达0 3 0 5mg l时 鱼可死亡 我国各地氰化电镀水中氰的浓度为20 70mg l 这无疑会对环境产生严重的污染 水体对氰化物的自净作用天然水体中氰化物的净化过程主要有二个途径 1 挥发排出 通过下述反应转变为可挥发性的氰酸 CN CO2 H2O HCN HCO3 这一过程净化量可以占到水体对氰化物总自净量的90 左右 6 酸碱及一般无机盐类 来源1 酸性废水的来源A 矿山排水 B 冶金和金属加工酸洗废水 C 雨水淋洗含SO2烟气所形成的酸雨 2 碱性废水的来源碱性废水主要来自碱法造纸 人造纤维 制碱 制革等工业废水3 无机盐类的来源酸 碱废水彼此中和可产生各种盐 他们分别与地表物质反应也能生成一般无机盐类 所以酸和碱污染 也必须伴随着无机盐类污染 危害酸 碱废水破坏水体的自然缓冲作用 消灭或抑制细菌及微生物的生长 妨碍水体的自净功能 腐蚀管道和船舶 酸碱污染不仅能改变水体的pH值 而且可大大增加水中的一般无机盐类和水中的硬度 7 放射性物质 来源1 核电站 目前有些国家对核电站排放的废水经浓缩后 有的用混凝土固化装入容器内 投入到海中 由于容器破损 放射性污染物涌出而造成对水体的污染 2 核武器 主要是大气中放射性尘埃的降落和地面径流 美国在南斯拉夫和伊拉克等地使用贫铀炸弹 3 放射性同位素应用 在化学 冶金 医药和农业等部门的广泛应用 随污水排入水体 4 放射性物质开采 加工和冶炼过程 危害污染水体的最危害放射性物质是锶 90 铯 137 现在在世界任何海区均可测出锶 90和铯 137 这些物质半衰期长 化学性能与组成人体的主要元素钙 钾相似 经水和食物进入人体后 能在一定部位积累 增加对人体的放射性辐射 可引起遗传变异或癌症 8 有机农药 类型常见的有机农药包括有机氯农药 有机磷农药以及有机硫农药 其中以有机氯和有机磷两种为主 1 有机氯农药 半衰期较长 2 4年 同时具有较高的毒性 它们易溶于脂肪和有机溶剂而不易溶于水 它们的光化学性质稳定 残留时间长 对水体影响严重 引起水体污染具有代表性的有机氯农药有DDT 艾氏剂 六六六等 各国已禁止使用 1985中国 2 有机磷农药 尽管毒性很大 但其半衰期较短 0 02 0 2年 它们在环境中较易分解 在水体中会随温度 pH值的增高 微生物的数量 光照等增加而加快降解速度 因此对人体的影响不是很严重 目前 我国使用的农药主要是有机磷农药 因此要注意大量使用有机磷农药引起水体富营养化问题 对人体健康的影响水体中的农药主要是通过食物进入人体 在脂肪和肝脏中积累 从而影响正常的生理活动 1 对神经的影响 有机氯农药具有神经毒性 DDT大量进食会危害神经中枢 以至死亡 而人体吸入量不大时 会引起慢性中毒 2 致癌作用 用动物实验证明 DDT等农药有明显的致癌性能 可反映出它对人的危害 3 对肝脏的影响 有机氯农药能诱发肝脏酶的改变 从而改变了体内的生化过程 使肝脏肿大以致坏死 4 诱发突变 DDT等是一种诱变物质 即具有遗传毒性 能导致畸胎 影响后代健康和缩短寿命 5 慢性中毒 有机氯农药慢性中毒时 引起倦乏 头痛 食欲不振 肝肾损害等 9 病原微生物和致癌物 病原微生物水体中病原微生物主要有三大类 病菌 病毒和寄生虫 它们主要来自生活污水 医院污水 以及制革 屠宰 洗毛 生物制品等工业废水和牲畜污水 历史上流行的瘟疫 有的就是由水体中的病原微生物产生的 水体引起的传染病主要有 由病菌引起的痢疾 伤寒 霍乱等 病毒引起的小儿麻痹 传染性肝炎 寄生虫引起的有血吸虫病等 10 石油类石油及其制品对水体的污染比较突出 但石油类对水体的污染多发生在海洋 其危害是多方面 阻氧作用 在水面形成油膜 阻碍了水体与大气之间的气体交换 抑制水中浮游植物的光合作用 造成水体中溶解氧减少 产生恶臭 降低水质 耗氧作用 进入水体中的石油类污染物 在自然降解过程中要消耗大量的溶解氧 使石油类污染严重的水域 极易形成水体局部缺氧 使鱼 贝类发育不良 毒性作用 石油类对幼鱼苗的毒性很强 在石油类污染的水域中孵化