水环境保护复习资料.doc

水环境保护复习提要第一章 水环境水体：地球表面水覆盖地段的自然综合体。包括水、水中溶解物、悬浮物、水生动物、植物、微生物及底泥。水环境：水的物理、化学特性及水体生物所构成的共同体透明度：采用黑白色相间的圆盘(萨克斯盘直径30cm)垂直放入水中，从水面算起，直到刚分辨不出黑白颜色为止，这个深度称为透明度。它表示水的透光能力。并非光线到达的绝对深度。水色：是指光线从水中经水分子和悬浮颗粒物质散射和反射而达到观察者眼中的光线，不包括水面反射光。矿化度：描述地下水中矿物质含量的指标。在水化学中是指水中各种元素的离子、分子和化合物的总含量。通常根据一定体积的水蒸干后在105110下恒重所得的残渣重量，其单位可用mg/L或，g/kg表示。1、 水有哪些反常的物理性质，其原因？答：水的性质：（1）水的液体性：除水外，存在于地球表面唯一的无机液体是汞元素。从三个氢化物外推，水应当在沸腾。但由于形成氢键，水的沸点和熔点明显升高。（2）水的某些热学性质：水的热学性质与其形成氢键有关。大约有的能量用于破坏固体的范德华力，余下的用于破坏剩余的氢键，所以水具有较高的比热和氢化热。另外，水的热容量值在30时最小。由于氢键的特性，其蒸发热为540cal/g，水具有明显的热稳定性，要改变水温或水相都需要极大的能量。水对调节空气及陆地上的温度起着重大的作用。（3）水的密度：水的密度随温度的变化而变化，并具有反常的性质。冰在0的密度是0.9168g/cm3，但相同温度的水的密度是0.9999g/cm3 。这种融化收缩现像是冰的晶格破坏造成的。当将的水加热时，它的密度增加，在3.49时其值最大，为1.000g/cm3，当温度继续增加，密度则下降。在水环境研究中，这种现像是极其重要的。（4）水的表面张力及黏度：在水和空气界面上，水的表面张力在15时为373.510-5N，黏度为0.11410-1Pa。当水的温度升高高时，黏度降低。如果将压力加到液体水上，黏度则首先降低，然后在较高压力下开始增加。原因：气态水是以单分子形式存在的，由个氧原子和个氢原子组成的。水分子间通过氢键相互缔结在一起，造成了水的许多反常物理性质。正是水分子之间相互依靠氢键结合，才有了地球上的江河湖泊与海洋，有美丽的云彩与繁花似锦的世界，否则地球上将是一片荒漠。2、天然水中的溶解气体及离子答：气体，如O、H、N、CO、CH、NH、HS，以及惰性气体都能溶解在天然水中，但主要气体成分是氧气和二氧化碳。主要正电荷离子：a、K、Ca、Mg 主要负电荷离子：Cl、SO、HCO、CO3、碳酸盐体系对天然水pH值控制的机理答：天然水中CO与HCO保持一定的比例，它们随水中的CO与HCO的含量而变。溶解CO是控制天然水pH的重要缓冲体系。纯水可以离解成H3O和OH，其pH7，水呈中性。但天然水中溶解的CO与水分子形成HCO, HCO可按下式分解: HCO= HCO + H HCO = CO + H 由近似公式可以看出，当水中CO含量增加，pH 值将降低，CO含量减少，pH 就增加。可以解释当水中水生植物光合作用强时，CO消耗快， pH 值增加的现象。这表明碳酸盐体系对天然水pH 控制具有极其重要的作用。4、天然水的分类答：一般根据离子总数，按矿化度分成如下四种类型：（1）淡水：1.0g/kg （2）盐化水： 25g/kg （3）海洋盐度的水：2550g/kg （4）咸水：50g/kg5、水体的分类，湖泊的分类答：水体分为海洋、河流(运河)、湖泊(水库)、沼泽、冰川、积雪、地下水和大气圈中的水等按湖盆的成因可将湖泊分成个类型：构造湖、冰川湖、水力冲刷湖及水力沉积湖、 下陷湖、火山湖、山崩湖、风成湖及次生湖。此外还有人工湖。6、水体中氮的循环变化答：当天然水中满足有氧存在时，产生的氨在硝化细菌作用下首先氧化成亚硝酸盐，然后再进一步氧化成硝酸盐；当环境为酸性时，向相反方向发展，氨和硝酸之间反应，释放出氮气即为脱氮作用，这种过程可能在酸性土壤或植物体内发生；固氮过程也是释放能量的过程，为硝化细菌提供了能量；氨、亚硝酸盐与硝酸盐是绿色植物的氮源，脱氮作用防止了生物圈中硝酸盐的积累。第二章 水体污染与自净水质：指水与其所含杂质共同表现出来的物理、化学和生物学的综合特性。浑浊度：表示水中所含悬浮物多少的指标，以1L蒸馏水中含有1mg二氧化硅为1个浑浊度单位。水硬度：指溶于水的钙、镁等盐类的总量，以 CaCO3(mg/L)表示。 化学耗氧量：指在一定条件下（如测定温度等），强氧化剂（如高锰酸钾、重铬酸钾等）氧化水中有机物所消耗的氧量，单位：mg/L。 生化需氧量：水中需氧性微生物分解有机物时所消耗的溶解氧量，能准确反应水体受到有机物污染的程度，单位mg/L。 细菌总数：指1ml水在营养琼脂培养基中经37，24小时培养后所生长的细菌菌落总数。总大肠菌数：是一群存在于人和动物肠道内的需氧及兼性厌氧的，在37，24小时内能使乳糖发酵、产酸产气的G无芽孢杆菌。 粪大肠菌群：培养于44.50.2的温水浴内能生长繁殖使乳糖发酵而产酸产气的大肠菌群细菌 点源污染：长期连续性集中排放污染物质，并对水体环境构成严重危害。 面源污染：受外界气象、水文条件控制的不连续性、分散排放污染物质。1、受污染水体的物理性状变化及判断（）水温：地面水温随日照与气温的变化而变化，地下水的温度与地温有关，水的比热很大，水温不易发生剧烈变动。如果改变超过正常的变动范围，表明有污染的可能。在采水样进行水质检验时，必须记录水温。（）色度：清洁水水层浅时无色，深时呈浅兰色。水体呈现异色时必须分析原因：含腐殖质时呈棕色或棕黄色；大量藻类繁殖时呈绿色或黄绿色；深层地下水含大量低铁，汲出地面后氧化成高铁而呈现黄褐色。（3）浑浊度：清洁的水应是透明的，浑浊度是表示 水中所含悬浮物多少的指标，以1L蒸馏水中含有1mg二氧化硅为1个浑浊度单位。浑浊度可影响水的感官性状和净化消毒效果。生活饮用水卫生标准规定浑浊度不超过5度。（4）臭：清洁的水没有异臭。有大量的藻类或原生动物时，可有水草臭或腥臭。生活污水可有不同程度的臭气。（5）味：清洁的水应适口而无味，水中溶解的各种盐类和杂质达到一定浓度时，可使水产生异味。氯化物有咸味；硫酸钠或硫酸镁有苦味；铁盐有涩味；含大量腐殖质时有沼泽味2、天然水体的pH值参数及三氮物质在水体中存在的意义答：天然水的PH值一般在7.28.5之间。 三氮主要指氨氮（NH3 -N）、亚硝酸盐氮(NO2-N)、硝酸盐氮(NO3-N)。 氨是在无氧条件下的最终产物，若在有氧条件下，氨进一步被微生物转化为亚硝酸盐及硝酸盐，即所谓无机化。在此分解过程中，进入水体的微生物也逐渐消亡。因此，测定水中“三氮”，有助于了解水体污染和自净情况。3、水体富营养化及原因，防治途径水体富营养化：指在人类活动的影响下，氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其它生物大量死亡的现象。这种现象在河流湖泊中出现称为水华，在海洋中出现称为赤潮。原因：（1）未经处理的污水排放（2）工厂和汽车尾气中的氮氧化物（3）含磷清洁剂的排放（4）自然界释放的氮、磷化合物（5）无机肥料排放（6）饲养场有机肥料的排放（7）街道、草地和建筑释放物（8）水土流失产物（9）氨氧化物气体溶解（10）已经处理的废水排放防治途径：(1)控制外源性营养物质输入。如果减少或者截断外部输入的营养物质，就使水体失去了营养物质富集的可能性。为此，首先应该着重减少或者截断外部营养物质的输入，控制外源性营养物质，应从控制人为污染源着手，应准确调查清楚排入水体营养物质的主要排放源，监测排入水体的废水和污水中的氮、磷浓度，计算出年排放的氮、磷总量，为实施控制外源性营养物质的措施提供可靠的科学依据。 (2)减少内源性营养物质负荷。输入到湖泊等水体的营养物质在时空分布上是非常复杂的。氮、磷元素在水体中可能被水生生物吸收利用，或者以溶解性盐类形式溶于水中，或者经过复杂的物理化学反应和生物作用而沉降，并在底泥中不断积累，或者从底泥中释放进入水中。减少内源性营养物负荷，有效地控制湖泊内部磷富集，应视不同情况，采用不同的方法。4、地面水、地下水、降水的卫生学特征地面水的卫生学特征5（1）水质较软，含矿物质较少（2）浑浊度大，细菌含量高（3）水中溶解氧含量高（4）丰水期（一年中降水最多）时，水量最大 枯水期（一年中降水最少）时，水量最少地下水的卫生学特征（1）硬度较大，含矿物质盐类较多（2）所含的溶解氧量较少（3）物理性状较好，细菌含量较少 降水的卫生学特征（1）水质较好，含矿物质少（2）水量无保证，受季节、地域影响较大（3）不同地区降水组成不同（4）能反映大气物质组成，易被污染5、江河水、水库水及湖泊水体自净作用及特点答：水体自净：是指水体受污染后，污染物在水体的物理、化学和生物学作用下，使污染成分不断稀释、扩散、分解破坏或沉入水底，水中污染物浓度逐渐降低，水质最终又恢复到污染前的状况。水体自净过程的特征：（1）浓度逐渐降低（2）毒性降低（3）重金属可沉淀至底泥或进入食物链（4）复杂有机物分解为二氧化碳和水（5）不稳定的转变为稳定的化合物（6）初期，水中溶解氧含量急剧降低，到达最低点后又缓慢上升，并逐渐恢复正常（7）有毒的污染物，可使水中生物种群和数量大为减少，随着自净过程，生物种群和数量逐渐回升，趋于正常 水体自净阶段：（1） 有机物的自净：第一阶段 化学氧化分解，历时数小时 第二阶段 生物化学氧化分解，一般要延续数日 第三阶段 含氮有机物的硝化过程，延续一个月左右（2）生物净化：在河流、湖泊、水库等水体中生存的细菌、真菌、藻类、水草、原生动物、贝类、昆虫幼虫、鱼类等生物，通过它们的代谢作用分解水中污染物，使其数量减少，直至消失。第三章 水质监测与污染防治1、污染源调查的内容与方法内容：面污染源调查、点源污染调查、工业污染源调查、生活污染源调查、农业污染源调查、水污染事故调查、污染物入河量调查方法：污染源的调查，一般可采用点面结合的方法，分为详查和普查两种。详查是对重点污染源调查。普查是对区域内所有的污染源进行全面调查，但各类污染源应有各自的侧重点，同类污染源中，应选择污染物排放量大、影响范围广、危害程度大的污染源作为重点污染源2、水资源保护的工程措施水利工程措施：调蓄水工程措施，进水工程措施吗，湖、库底泥疏浚农林工程措施：植树造林，涵养水源，减少面源，发展生态农业市政工程措施：完善下水道系统工程，建设城市污水处理厂并提高其功能，城市污水的天然净化系统，生物工程措施3、水质监测的方法答：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、等离子体发射光谱（ICPAES）法等。其中，化学法（重量法、容量滴定法和分光光度法）在国内外水质常规监测中还普遍被采用。（百度） 基本控制模式三级控制 一级控制 源头控制 管理标准4、水污染控制的模式 二级控制 污水集中处理 出水标准 三级控制 尾水最终处理 环境标准 再利用/环境水体5、减少点源污染与面源污染的措施点源污染： 工业废水：优化产业结构、调整规划布局；清洁生产；就地处理，达到污水排放标准； 生活污水：合理进行人口密度及分布规划；公众教育， “绿色消费”、“绿色生活”：无磷洗衣粉面源水污染 城市径流：集雨水利用，减少硬质地面，增加绿化用地 农村面源：发展节水农业，减少土壤侵蚀，合理利用农药，截流农业污水，畜禽粪便处理，乡镇企业废水及村镇生活污水处理第四章 海洋环境保护1、海洋污染源的分类答：按污染类型分：(1)工业污染源；(2)农业污染源；(3)交通运输污染源；(4)生活污染源按排放途径分：(1)直接排放：工业废水和城市污水的直排放，海上船舶排放，资源开放排放，邻海带入；(2)非直接排放：经过河流将污染物携带入海，大气搬运，沉降、降水、海气交换进入海洋。 2、海洋环境功能区分类功能类别内容执行水质类别一类海区适用于海洋自然保护区，珍稀海洋生物保护区国家一类海水水质标准二类海区适用于人类食用直接有关的海洋加工业用水区，如盐业、食品工业、海水淡化业等国家一类海水水质标准三类海区适用于渔业、一级海水养殖场、海水浴场等国家二类海水水质标准四类海区适用于二级海水养殖场、海滨旅游区、一般工业区用水国家二类海水水质标准五类海区适用于海洋港口、航道