《水质理化检验绪论》PPT课件.ppt

1 第一章绪论 基本要求 1 了解自然环境中的水源和水的循环 2 掌握水污染 水的自净作用 水质指标等相关概念 熟悉水污染途径 水污染类型及危害 3 了解水质理化检验的任务 熟悉生活饮用水水质常规检验项目 了解非常规检验项目 了解饮用水源中有害物质 4 了解水质监测分析方法 水质理化检验结果表示方法 2 一 水资源及其分布 全球水资源 淡水资源 1 水资源分布情况 3 根据2004年的统计 我国人均拥有水资源2220立方米 约占世界平均水平的1 4 在全球范围内属于轻度缺水的国家 据上海2000年的统计 上海淡水资源 总量 595 6亿m3 地表水593 5亿m3可利用118 8亿m3 地下水2 1亿m3 上海2000年需水量为158 5亿m3 4 分布十分不均匀 中国水资源空间的分布十分不均匀 华北地区人口占全国的三分之一 而水资源只占全国的6 西南地区人口占全国的五分之一 但是水资源占有量却达到46 水资源差距最大的年份 西藏与天津相比 人均水资源占有量直接的差距甚至高达1万倍 5 严重的水污染 水脏 的问题在我国尤为突出 资源性的缺水加上水污染严重 我国每年没有处理的水的排放量是2000亿吨 造成了90 流经城市的河道受到污染 75 的湖泊富营养化 所以在南方地区 资源不缺水 但是水质性缺水 6 过度取用地下水 过度取用地下水的问题 比如 北京的地下水位从解放初期到现在 每年下降将近1米 由此造成了地面的沉降 从国际上来说 安全地取用地下水 应该是安全取用地下水补给量的一部分 现在我们不仅把利息吃光了 而且还在吃老本 7 2 水的特点及其对人类的作用 水具有以下特点 流动性 不可替代性 可更新性 时空分布不均匀性和商品性等 8 3 水的循环 水的自然循环 水的社会循环 地表水经地面从一处迁移到另一处 地下水可经潜流发生迁移 地表水蒸发 云 雨 雾 雪 产生杂质 人类生活 生产的需要 利用水源后 排放到各种水体中 产生杂质 如何检测 如何控制或消除这些杂质 9 由于循环过程中物理化学条件改变 天然水中溶解的和非溶解的物质会发生沉淀 同时又有新的物质溶入水中 它们处于溶解与沉淀的动态平衡之中 土壤 底质 10 同时 天然水中也存在金属离子与无机酸根离子以及有机配合基团的配位作用 水中还存在悬浮颗粒 胶体 以及对离子的吸附平衡 所以 在研究和评价水的质量时 不但要研究水相 溶解的物质 还要研究固相 水中悬浮物 胶体 底泥 以及水生生物 不但要研究物质的总量 还要研究它们的不同形态分布 11 4 水及水环境组成自然界没有纯净的水 实际上是水溶液 是水及其中所含杂质的总称 水环境 概念 既包括整个水圈 又包括生存于水中的生物群落 还包括于水体共存的底泥 目前 对水环境中污染物的监测多限于水层 较少监测底泥和生物群落 12 5 水资源种类及其卫生学特征 依据地面水水域使用目的和保护目标将其划分为五类 参见p213附录2 1 类主要适用于源头水 国家自然保护区 类主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区 珍贵鱼类保护区 鱼虾产卵场等 类主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区 一般鱼类保护区及游泳区 类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区 类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域 13 二 水污染及其危害 一般来说 水体能通过物理 化学 生物等一系列作用将带入水体的物质迁移转化 变为无害 使水体恢复到原来的状态 保持自然的生态平衡 这称为水的自净作用 但如果进入水体的物质超过了水体自净能力范围 造成水质恶化现象 破坏了水体的生态平衡 影响水的有效利用 这样 就称为水污染 概念 14 1 水污染类型 据污染程度分类 有严重 中度 轻度 按污染性质 可分化学性污染 物理性污染 放射性污染 生物性污染和生理性污染 按污染物来源 可分成工业 农业 商业和生活污染 15 1 化学性污染 分有机污染物质和无机污染物质 有机污染包括 需氧污染物主要是由生活污水 牲畜污水 食品 造纸 纺织等工业污水所构成 其中含有大量蛋白质 脂肪 木质素 碳水化合物等有机污染物 它们以悬浮或溶解状态存在于水中 可由微生物和化学作用而降解 分解过程消耗水中大量氧气 按照污染性质分类 16 植物营养素主要是N和P的过量 源于农田排水 工业废水和生活污水 动物排泄物 特别由于大量滥用化肥以及含P合成洗涤剂 使水体N P污染增加 藻类及浮游生物大量繁殖 死亡 腐败 水体产生 富营养化 有机合成物质对环境污染最大的是有机氯农药 多氯联苯等 其化学性质稳定 微生物对之难于降解 毒性大 高等动物易于富集 17 稠环芳香烃 由石油等燃料的裂解或燃烧过程产生 由雨水或工业废水带入水体 油脂类物质 主要来源于石油 机械涂料 煤气 油脂等工业交通工具排弃物 船舶事故以石油为主 可挥发到大气 进入水体后 扩散速度极快 浮于水面 使水生动物死亡 其他有机有毒物质 主要是酚类 苯类 丙烯 醛类 氰化物 有机磷 有机硫等 18 无机污染物 重金属和类重金属污染主要是As Hg Pb Cd Cr Cu 等 它们在各种水体中有一个背景含量 酸 碱及一般无机盐类主要源于工业废水及矿山排水 水体pH值变化 可消灭或抑制微生物生长 导致水质恶化 19 2 物理性污染 主要表现在色度 浊度 水温以及由洗涤剂 染料 造纸废水等引起的泡状物污染 物理污染主要是工业废水 生活废水以及畜牧废水等引起 20 3 放射性污染 由放射性核素引起的一类污染 主要由核燃料开采 提炼 反应堆运转 核燃料元件制造 放射性同位素生产 应用 核动力船舰核武器试验等引起 21 4 生物性污染 这里指的是水体微生物的污染 包括一些致病细菌和病毒 生活污水 尤其是医院污水 细菌数量相当大 医院污水中大肠菌群数为1000万 1亿个 升 粪链球菌为100万 1000万个 升 细菌总数1000万 50亿个 升 22 5 生理性污染 指感官反应方面 如异味 臭味等等 恶臭发生于污染水体中 人能嗅到的恶臭物多达4000多种 危害大的有几十种 一般水体恶臭多属于有机质在厌气状态下腐败发臭 通常由具有硫代 巯基 硫氰基等基团的化合物引起 来源于化工类生产三废 也来自生活污水 粪便和垃圾 23 2 污染状况 丰水之省难觅清河广东省去年的环境状况公报给全省的水资源环境亮起了红灯 大部分城市江河水质受到较重污染 而今年第二 三季度公布的全省水环境质量状况又显示 因受有机污染物污染 导致全省水质性缺水日趋严重 对此 广东省一位副省长提出警告 如果对污染问题不给予足够重视 并采取切实可行的措施予以治理 那么随着用水量剧增 广东将有无净水可喝的危险 2000年法制日报 24 2001年19个地级以上城市江段中 水质达到 地表水环境质量标准 GHZB1 1999 类标准的有7个 占36 8 比上年下降5 3个百分点 城市江段水质以劣 类和 类为主 水质优秀 属 类的有东江河源市区段和韩江潮州市区段2个江段 占10 5 水质良好 属 类的有4个城市江段 占21 0 水质一般 属 类的有5个城市江段 占26 3 水质较差 属 类的有2个城市江段 占10 5 25 属劣 类的有珠江广州市区段 深圳河深圳市区段 佛山水道佛山市区段 小东江茂名市区段 东莞运河东莞市区段和南山河云浮市区段6个城市江段 占31 6 水质较差 很差的城市江段主要集中在珠江三角洲 超标城市江段水质呈现较明显的有机污染特征 主要污染指标为氨氮 其次是耗氧有机物和石油类 26 在广东 环境压力是一个不可忽视的环节 在有世界 制造工厂 之称的东莞 境内密布的水网 没有一条不是被污染成黑色的河流 27 2004年广东省GDP增长率达到14 2 然而 相当部分的经济增长仍是靠高投入 高消耗 高污染来实现的 与江苏 浙江等沿海省份相比 广东省的污染物排放水平明显偏高 广东省万元GDP的废水排放量为40 2吨 而江苏为33 5吨 浙江为28 8吨 山东为19 8吨 广东省万元GDP的化学需氧量排放为7 3吨 而江苏为6 1吨 浙江为7 1吨 山东为6 7吨 28 2007年广东抽查桶装饮用水发现逾六成不合格出货价仅1 2元至3元一桶的无证桶装水 水店却卖出了15元一桶的正品价 29 2002年中国海域环境质量状况1 水环境质量2 赤潮3 溢油4 海洋生物质量 30 1 水环境质量2002年 我国海域未达到清洁海域的面积约17 4万km2 与2001年基本持平 其中 较清洁海域和中度污染海域面积约1 1万km2和1 8万km2 较上年分别增加近1 2万km2和0 2万km2 轻度污染海域和严重污染海域面积约为2 0万km2和2 6万km2 较上年分别减少近0 6万km2和0 7万km2 31 严重污染海域主要分布在长江口 杭州湾 珠江口 辽河口等海域和少数人口集中 工业发达的大中城市沿海近岸海域 2002年 全海域海水中的主要污染物是无机氮 磷酸盐和铅 油类的污染程度明显减轻 全海域海水中铅的污染范围显著扩大 污染程度有所加重 32 渤海污染程度仍然较重 未达到清洁海域的面积约3 2万km2 占渤海总面积的比例由上年的24 6 增加到41 3 主要是受铅污染的海域面积明显增加 主要污染物是无机氮 磷酸盐 铅和汞 渤海海水环境质量状况图 33 珠江口海水环境质量状况图 34 长江口 杭州湾 海水环境质量状况图 35 2 赤潮2002年我国海域共发现赤潮73次 赤潮发生面积累计超过1万km2 部分海域及养殖区多次检测出亚历山大藻 Alexandrium 和裸甲藻 Gymnodrium 等有毒赤潮藻类 并在小范围内监测到有毒赤潮 在某些贝类中检测出赤潮毒素 11月福建连江海域发生的裸甲藻赤潮对当地的水产养殖业造成了近千万元的经济损失 36 赤潮发生时的红色波涛 船行过赤潮海域时的红色浪花 2000年发生在渤海湾的大面积赤潮 37 2002年中国沿海各省 市 自治区赤潮发现次数 2002年中国沿海各省 市 自治区赤潮发生面积百分比 38 3 溢油据不完全统计 1987年至1996年10年间 我国发生溢油事故为1856起 平均每两天发生一起 总溢油量达5803吨 而本世纪的前5年内 我国海域的吨级溢油污染事件就已经高达80多起 仅有一起就生态损失索赔 国家海洋局最新统计 2006年我国近海发生的重大溢油事件约16起 比上一年同比增长了225 据不完全推测 近五十年来 全世界因油类污染已有一千多种海洋生物灭绝 海洋生物量已逐年减少了40 39 海上溢油事故发生的海域 40 4 海洋生物质量监测结果表明 与2001年相比 2002年全国近岸部分海域海洋贝类体内的铅 砷 镉等重金属含量较上年有所升高 石油烃含量总体水平无显著变化 粪大肠菌群含量偏高 个别地点贝类体内检测出赤潮毒素 41 海洋生物污染监测样品 鱼内脏的采集 42 3 水污染的危害 1 危害人体健康与水有关的疾病有三类 两类是由水污染造成的 一类是 水中含有某些病原微生物 病菌 病毒 寄生虫 引起疾病特别是传染病的蔓延 如霍乱 伤寒 痢疾 蛔虫 血吸虫等 另一类是 水中含有有毒有害物质造成急慢性中毒 如氰化物 有机磷农药 砷 铅 汞等污染物 43 日本的水俣病 日本的水俣病 是由于使用汞催化剂生产氯乙烯和醋酸的工厂排放大量的含汞废水引起的 因甲基汞随废水排入海湾后经过食物链作用 甲基汞富集到鱼贝类体内 人或动物吃鱼贝类引起甲基汞中毒 由于中毒事件发生在日本的水俣市 故称汞中毒为水俣病 该病发生在1953年 当时曾有多数人是以神经系统症状为主的一种 奇病 有41人死亡 至1974年日本的水俣病患者已有1400人 申请要求确诊者还有4000人 44 日本发生的 痛痛病 痛痛病是1955年发生在日本富士山县神通川流域下游局部地区的一种公害病 发病的特点是 有明显的地区性 40 60岁的经产妇女发病最多 发病开始表现为腰背痛 关节痛 继而全身各部位都有痛感 痛的感觉有如针扎 因两腿髋关节和膝关节剧痛 走路有如迈鸭步 如长期得不到治疗 骨骼便会软化 骨质疏松变脆 因而活动时常发生多发性细微骨折 由于骨折部位发生痛 病人往往喊 痛呀痛呀 痛痛病的名称正是由此而来的 45 1968年5月 日本厚生省依据调查材料 确认此病是由于上游神冈铅锌矿在开采冶冈铅锌过程中所排出的含镉废水污染了神通川引起的 因为下游农民用此水灌溉稻田 镉便污染了土壤和沿岸饮水并被稻米吸收 46 2 影响工农业和水产业的发展 工业 水硬度 水中微生物的要求等 一般的天然水不能直接用于工业生产 更不用说污染的水 污染水会造成工业产品质量的下降 增加水净化工艺和生产成本 严重时会造成生产事故 农业 随着水体污染 很多地区都用污染了的天然水灌溉农田 水源紧张时甚至直接用污水灌溉 造成土壤污染 作物污染 严重时会使作物丧失食用价值 渔业 当水域受到严重污染时 会引起鱼 贝类的大量死亡 47 3 破坏生态平衡 水中生物很多 既有水草 藻类等绿色植物 又有鱼类等一些高级的动物 这些生物在水体内既相互依赖又相互制约 48 三 水质理化检验的任务和意义 水质和水质指标 概念 水中杂质的种类和含量决定了水的质量 我们将水及其中杂质共同表现出来的综合特征称为水质 衡量水中杂质的具体尺度称为水质指标 水质指标可反映出水中杂质的种类和数量 由此可判断水质的优劣和是否符合要求 49 水质指标的分类 从卫生学的角度出发 可将水质指标分成感官性状 化学 毒理学 细菌学和放射性等类 本课程重点学习理化检验这一部分 细菌学指标和放射性指标不作介绍 50 水质理化检验的基本任务是 1 水质本底值的监测 2 水污染现状和趋势的监测 水污染源的监测 积累污染预报资料 从而为治理污染提供依据 3 防止急慢性中毒和疾病蔓延 4 为监督执法的顺利进行提供依据 51 广东北江流域污染事故 2005年12月15日 北江韶关段出现镉严重超标现象 由于韶关冶炼厂设备检修期间超标排放含镉废水 造成了由企业违法超标排放导致的严重环境污染事故 52 53 为保障北江饮用水源环境安全 位于北江上游的重大污染源 广东省四会南江工业园的9家电镀厂2006年底前搬迁 2006 01 18来源 中国新闻网 广东省纪委 北江水域镉污染惩处10人2006 01 26来源 南方都市报 54 水质理化检验的意义 1 防止发生急慢性中毒和疾病蔓延 2 检查执行标准情况 3 为污染治理提供依据 55 四 水质理化检验方法 由于水质检测的对象多变 无论从所含组分或组分的量变化都很大 由于水对物质的易溶性 所以水中共存物质是非常丰富的 而对某一项目的检测值 往往对其精密度和准确度要求很高 因此 选择合适的分析方法就非常重要 56 选择分析方法的原则 灵敏度能满足定量要求 方法成熟 准确度高 操作简便 易于普及 抗干扰能力好 57 常用分析方法分类 1 国家或行业标准分析方法其成熟性和准确度好 是评价其他监测分析方法的基准方法 也是环境污染纠纷法定的仲裁方法 2 统一分析方法又称通用法 是经研究和多个单位的实验验证表明是成熟的方法 58 3 等效方法 试行法 是在国内少数单位研究和应用过 或直接从发达国家引进 供监测科研人员试用的方法 与前两类方法在灵敏度 准确度方面具有可比性 标准分析方法和统一分析方法均可在水质监测与执法中使用 59 我国已建立的全国统一监测方法中 包括水和废水91个项目 216种方法 其中有150种方法经标准化程序审定上升为国家标准方法 按照监测方法所依据的原理 水质监测常用的方法有化学法 电化学法 原子吸收分光光度法 离子色谱法 气相色谱法 ICP AES等 其中 化学法和分光光度法目前在国内外水质常规监测中还普遍被采用 占各项目测定方法总数的50 以上 60 常用水质项目的分析方法 61 五 水质理化检验结果表示 对于通用的物理指标 均按统一规定的国际单位名称表示 如温度以 表示 浑浊度和色度以 度 表示等 而对于其它指标 一般以毫克 升或微克 升表示 某些指标与测定方法有关 因此在表达时通常应表明 另外 必须注意以相应的有效数字显示出测定方法的精确程度 62 六 水环境污染控制及管理 1 水体污染的防治和管理 1 制定标准关于水体污染防治控制的标准 目前我国已制定了水环境质量标准和污染物排放等标准 63 水环境质量标准 地面水环境质量标准 GB3838 2002 海水质量标准 GB3079 82 渔业水质标准 GB11607 89 景观娱乐用水水质标准 GB12941 91 农田灌溉水质标准 GB5084 92 地下水质量标准 GB T14848 93 64 污水排放标准 污水综合排放标准 GB8978 96 医院污水排放标准 GBJ48 83 船舶污染物排放标准 GB3552 83 工业