浅谈化学中的水污染.doc

新乡学院毕业论文(设计)学 生 姓 名朱芳霞论 文 名 称浅谈化学中的水污染院(系)名 称化学与化工学院专 业 名 称化学教育年 级 班 级2008级1班指导教师姓名刘清玲指导教师职称副教授8目录内容摘要1关键词1Abstract1Key words1前言21化学污染22化学水污染的主要原因及来源23化学水污染的治理方法43.1 氧化还原法43.2 混凝法53.3酸碱中和法53.4 电化学法53.5超临界水氧化技术5前景展望6参考文献7致谢8内容摘要: 水是宝贵的自然资源, 也是人类生活、动植物生长和工农业生产不可缺少的物质。现今众多水资源遭受污染且日益严峻，可以说危及到人类的生活及可持续发展。本文着重介绍了化学水污染的原因及来源，然后针对我国水污染现象提出了具体治理措施。关键词: 水污染 原因 来源 污染治理方法Abstract: Water is a precious natural resources, and human life, animal and plant growth and industrial and agricultural production indispensable substances. Nowadays many water is polluted and increasingly severe, can say to endanger human life and sustainable development. This paper introduces the reasons and chemical pollution source, then based on our water pollution phenomenon puts forward concrete measures. Key words: Water pollution reason source pollution control method 前言水是生命的源泉、农业的命脉、工业的血液。 但比较容易被开发利用的、与人类生活生产关系最密切的湖泊、河流等地表水和人类可利用的地下水,仅占淡水总量的0. 34%。因而,就全球而言,人类可利用的淡水资源是非常有限的。 在这种淡水资源明显不足的情况下,由于人口的增长、工业规模的扩大、商业活动的频繁使得人们在对水的需求量扩大的同时对水的污染也加重了, 鉴于世界水资源短缺加上水体污染严重状况,让我们通过有效的行动,从我做起,为建设资源节约型社会,创建节水型城市,建设美好家园而努力吧。1化学污染1984年颁布的中华人民共和国水污染防治法中说明, 水污染即指“水体因某种物质的介入而导致其物理、化学、生物或放射性等特性的改变, 从而影响水的有效利用, 危害人体健康或破坏生态环境, 造成水质恶化的现象”。 水体污染可分为化学型、物理型和生物型污染三种类型: 化学型污染是指由于向水体中排放酸、碱、有机和无机污染物质造成的水体污染; 物理型污染排入水体的泥沙、悬浮性固体物质、有色物质、放射性物质及高于常温的水造成的水体污染; 生物型污染指随污水排入水体的病原微生物造成的水体染1。 2化学水污染的主要原因及来源化学水污染的污染杂质是化学物品造成的水体污染。化学性污染根据具体污染杂质可分为6 类: (1)无机污染物质(2)无机有毒物质(3)有机有毒物质(4)需氧污染物质(5)植物营养物质(6)油类污染物质。(1)无机污染物质:水中酸碱浓度异常的一种水污染现象。天然水的pH 值常为6.58.5, 当pH 值小于6.5 或大于8.5 时, 表示水体受到酸类或碱类污染。污染水体的无机污染物质有酸、碱和无机盐类。酸碱盐类主要有:硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、氢氧化钠、无机盐。水中酸性物质主要来源于制酸、农药、化工、人造纤维等工厂的含酸废水, 冶金、金属加工的酸性工序以及矿山排水和酸雨等。水中碱性物质主要来源于制浆厂、碱法造纸厂、制碱厂、印染厂、制革厂和炼油厂等的含碱废水。 (2) 无机有毒物质:污染水体的无机有毒物质主要是重金属等有潜在长期影响的物质, 主要有汞、镉、铅、砷、铜、锌等元素。重金属污染物一般具有潜在危害性, 水中的微生物难于使之分解消除, 经过“虾吃浮游生物, 小鱼吃虾, 大鱼吃小鱼”的水中食物链被富集, 浓度逐级加大。而人正处于食物链的终端, 通过食物或饮水, 将有毒物摄入人体。若这些有毒物不易排泄, 将在人体内积蓄, 引起慢性中毒。重金属污染物的毒害不仅与其摄入机体内的数量有关, 而且与其存在形态有密切关系, 不同形态的同种重金属化合物其毒性可以有很大差异2。 主要来自：a、矿山排水和运输途中落下的矿石 b、冶金、化工、化肥、机械制造、电子仪表、涂料等工业废水c、地表径流 d、农田排水e、大气中降落于水体的无机粉尘。 (3)有机有毒物质:大多数为难降解有机物。在水中的含量虽不高, 但因在水体中残留时间长, 有蓄积性, 可造成人体慢性中毒、致癌等生理危害。例如有机氯农药, 毒性大, 化学性质稳定, 残留时间长, 且易溶于脂肪、蓄积性强而在水生生物体内富集, 其浓度可达水中的数十万倍,不仅影响水生生物的繁衍, 且通过食物链危害人体健康。 (4) 需氧污染物质:是来自于城市生活污水及食品、造纸、印染等。工业废水中含有的大量碳氢化合物、蛋白质、脂肪、纤维素等有机物质, 本身无毒性, 但在分解时需消耗水中的溶解氧, 故称为耗氧有机物。大量耗氧有机物排入水体后, 使水中溶解氧急剧减少, 水体出现恶臭, 破坏水生生态系统, 对渔业生产的影响甚大。(5)植物营养物质:植物性营养物主要指含有氮磷等植物所需营养物的无机、有机化合物, 如氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐以及农田排水中残余的氮和磷的有机化合物。含氮的有机物中最普遍的是蛋白质, 含磷的有机物主要有洗涤剂等。一旦这些污染物排入水体, 随着蛋白质在水中的分解, 氮的有机化合物不断减少, 而氮的无机化合物不断增加，水体出现富营养化现象。浮游生物大量繁殖, 因占优势的浮游生物的颜色不同, 水面往往呈现蓝色、红色、棕色等。这种现象在江河、湖泊称为水华, 在海洋上则称为赤潮。藻类聚集在水体的上层, 一方面发生光合作用, 放出大量氧气, 使水体表层的溶解氧达到过饱和; 另一方面藻类遮蔽了阳光, 使底部植物因光合作用受到阻碍而死去。这些在水体底部的死亡的藻类尸体和底部植物在厌氧条件下腐烂、分解, 又将氮、磷等植物营养元素重新释放到水中, 再供藻类利用，这样周而复始, 就形成了植物营养元素在水体中的物质循环。 在藻类大量繁殖的季节, 会造成大量鱼类的死亡， 引起水体生态系统的变化。 (6)油类污染物质: 主要指石油对水体的污染。石油对水体污染主要是烷烃、环烷烃、芳香烃等。在石油的开采、炼制、贮运、使用过程中, 原油和各种石油制品进入环境而造成污染,其中包括通过河流排入海洋的废油、船舶排放和事故溢油、海底油田泄漏和井喷事故等。 石油或其制品进入海洋等水域后, 由于石油比水轻又不溶于水,覆盖在水面上形成薄膜层, 既阻碍了大气中氧在水中的溶解, 妨碍水生植物的光合作用, 又因油膜的生物分解和自身的氧化作用, 会消耗水中大量的溶解氧, 致使海水缺氧, 同时抑制了生物的正常运动。如油膜会堵塞鱼的鳃部, 使鱼呼吸困难, 甚至引起鱼类死亡。食用在含有石油的水中生长的鱼类, 还会危害人身健康。3化学水污染的治理方法3.1 氧化还原法 向水中加入某种物质，使溶解于水中的有毒物质因发生氧化还原反应转化为无毒无害物质的方法，称氧化还原处理污水法。废水氧化还原法分为氧化法和还原法两大类。氧化法主要用于水中氢化物、硫化物、酚、醇、醛、油类等有毒物质去除及脱色、脱臭、杀菌等。常用的氧化剂有：氧、臭氧、氯等。还原法主要用于冶炼工业生产Cu、Pb、Zn、Cr、Hg等废水处理。常用还原剂有：铁屑、锌粉、氰化亚铁、亚硫酸盐、硫酸亚铁等3。 3.2 混凝法 混凝法是通过向污水中投加混凝剂，使细小悬浮颗粒和胶体颗粒聚集成较粗大的颗粒而沉淀，得以与水分离，使污水得到净化的方法。可降低印染废水中的浊度、色度，去除多种高分子物质、有机物，以及某些重金属有毒物质。混凝法的机理主要是压缩双电层，吸附表面中和，吸附架桥和沉淀网捕四种。3.3酸碱中和法酸碱中和法是指采用加碱性物质处理酸性废水，加酸性物质处理碱性废水，让两者中和后，加以过滤可将废水基本净化。 3.4 电化学法 水处理中的电化学法是利用溶液与外电路组成回路，使电能和化学能发生转化，电流在溶液中通过并促进化学反应的方法。电化学法处理废水具有氧化还原、凝聚、气浮、杀菌消毒和吸附等多种功能，并具有设备体积小，占地面积少，操作简单灵活，可以去除多种污染物，同时还可以回收废水中的贵重金属等优点。近年已广泛应用于处理电镀废水、化工废水、印染废水、制药废水、制革废水、造纸黑液等的研究4。3.5超临界水氧化技术 除了以上常规处理方法，新工艺层出不穷。超临界水氧化技术（SCWO）3,4是一种在均相中进行，反应不会因相间转移而受限制，能够快速破坏有机物结构的新型氧化技术5。SCWO 是一项高温高压技术，利用水在超临界条件下（Pc= 220.55 bar, Tc =373.976）的特性，处理有机化合物和有毒废物及有机反应研究（如选择性氧化）。超临界水的独特性质是超临界水氧化工艺和有机物质完全溶于超临界水中，相界面消失，形成单一相，使有机物与氧气能够自由均相反应，反应速度得到了急剧提高。反应完成后，即生成了包括水、气体和固体的混合物，有机物中的 C 转化为CO2，H 转化为H2O， 氯转化为氯化物离子，硝基化合物转化为硝盐，S 转化为硫酸盐，P 转化为磷酸盐。排放的气体中无NOx、酸气（如HCl 或SOx等）和粉尘微粒等，CO的含酸量低完全符合排放水标准和气体排放标准。另外，因超临界水氧化反应具有极快的反应速度，即使用小型的设备，也可处理大量的废水。SCWO 的技术优点有：绿色化学，环境友好，且用途广泛。对难分解有机物有高的处理效率。被排的气体中无NOx、酸气和粉尘等二次大气污染物。使处理水符合法律上的排放水标准，只存在极微量的有机物。可进行多样浓度的废水处理。氧化反应快，可使超临界水氧化装置设计上更加小型化，结构更紧凑。无需进行二次处理。前景展望水是地球上一切生命不可缺少的基本物质, 大量生产和生活污水排入江河、湖泊, 使众多水源遭受污染, 导致许多国家面临严重缺水形势。所以, 防治水污染、保护水环境, 已成为当今世界性的问题, 更是我国环境保工作的当务之急。 与其他国家相比较而言,我国的水资源矛盾更加严重。首先,我国的人均水资源严重短缺。我国只拥有全球7%的淡水资源,且60%的水资源分布在人口稀少的地方,这么少的淡水资源却要支撑着占全球人口21%的人们的生存和社会经济发展用水。其次,我国水污染严重。根据国家环境监测结果，水质达到一至三类标准的不到一半,而水质低于劣五类的占到了四分之一。在人均水资源严重不足的背景下,我国严重水污染更是加剧了水资源短缺的矛盾。所以,有针对性的加强我国水污染防治工作便成了我们急需要做的。 同时 以上介绍的各种技术绝大部分已经在国内外污水处理厂实际运行。就目前国际上污水处理发展现状看，并不存在适用于任何场合、有百利无一弊的所谓“最先进”技术，每一种工艺都有一个适应性问题。在选择处理工艺时一定要根据本地的实际情况，如水温、水质条件、经济发展水平、环境容量等，综合考虑，最终确定具体的处理工艺。熟悉了解国内外这些工艺，对其进行客观辩证分析，因地制宜地合理选择适用技术，对污水处理工程设计和建设都有着重要意义。此外，废水再利用，实现废水资源化，是目前解决节水、治污两大问题的最有效途径，在水资源严重短缺的当今社会有着重要意义6。参考文献1 水污染防治“十五”计划可能调整J.给水排水,2009,8:2628.2 陈宜菲.我国水环境污染现状及其防治J.黑龙江科技信息,2008,35:187188.3 鲁巧辉.浅析我国水资源与水污染治理现状J.中小企业管理与科技(上旬刊),2010,7:6872.4 薛志成.水体污染及其防治对策J.吉林水利,1999,8:168176.5 高廷耀,陈洪斌,夏四清,周增炎等.我国水污染控制的思考J.给水