第七讲 水体自净.ppt

第二章水体污染与水体自净,2.1水体及水体环境条件2.1.1水体概念2.1.1.1水体（水环境）的概念,具有二种含义：一般指海洋，河流，湖泊，水库，沼泽及地下水等贮水体（载体）的总称。从环境学概念，水体不仅包括水(H2O)，还包括水中悬浮物、溶解物质，底泥及水生生物等。故称水体是一完整的生态系统，或称为是一个完整的自然综合体。,天然水的特点：,天然水是成份十分复杂的溶液，含有三大类物质：悬浮性物质（10-7-10-3m,ummm）1）无机悬浮物质：主要来自地表，由于降雨径流的冲刷与搬运带入水体中,为非溶性矿物微粒。2）有机悬浮物质：指水中浮游生物（包括浮游植物和浮游动物）及微生物（指水中细菌，真菌等）。,悬浮性物质透光性光合作用水中溶解氧,2.胶体物质（d=10-910-7m,umnm）,1）无机胶体:硅酸盐、水合氧化物（氧化铁、氧化铝等）、粘粒矿物（蒙脱土、伊利土等）；2）有机胶体:有机腐殖质，主要由C、H、O组成（达98.5%），及少量的N、P、K、Ca等3）有机无机复合胶体,3.溶解性物质（d5mg/L，若DO1mg/L，则会造成鱼类的死亡。如水体缺少DO，则水中厌气性细菌会繁殖并活跃起来，会使有机物发生腐败分解，同时产生甲烷（CH4）、硫化氢（H2S）等恶臭气体，并使水体发臭变黑。水体中DO含量较多的情况下，DO可促使好氧性细菌对有机污染物的降解。可见，水体中DO含量是反映水体水质好坏的一个重要参数,地表水环境质量标准规定：I类水:7.5mg/L;II类水:6mg/L;III类水:5mg/L;IV类水:3mg/L;V类水:2mg/L,天然水体中的二氧化碳CO2,水体中CO2的来源：有机物分解时产生的CO2：,水生生物的呼吸作用而释放出来的CO2；来自大气中CO2在水中的溶解；特殊的地质条件使水体中CO2含量增加。,水体中CO2的影响：是水生植物光合作用不可缺少的原料；水体中CO2过多，会造成对水生生物的麻醉作用和毒害作用；水中CO2又称为侵蚀性CO2，会对水下混凝土及金属产生腐蚀。,水体中水生生物的特征：,由于水生生物的空间分布和生活方式不同，一般可以将水生生物分为以下几个的生态类群：1水微生物(Micro-Organism)：水中微型生物的总称。主要指水中的细菌，真菌（霉菌和酵母菌）等。其结构简单、形体微小（以微米计），但繁殖快分布广，对水质有极大的影响。2浮游生物(Plankton)：指在整个水层中能浮游生活的植物和动物的统称。它们的个体都比较小，一般无运动能力，只能在水中随波逐流，其包括：,海水藻,A）浮游植物：指各种浮游性的藻类，如绿藻，兰藻，硅藻等，构成万紫千红的水中植物世界。,颤藻,螺旋藻,B）浮游动物：,有四大类：原生动物：是动物界最原始最低等的单细胞动物。轮虫：多细胞低等无脊椎动物，身体多为圆筒形或纵长状。技角类：是小型甲壳动物，统称水蚤，体短，分节不明显。,桡足类：亦为小型浮游甲壳动物，身体纵长，可明显地分为头胸部和腹部，以藻类为食物。,轮虫技角类桡足类浮游动物,3水底生物：,是指生活在水体底部的各种动植物总称。根据生存的场所和生活方式的差别，又细分为：A）固着生物：指以根或胶质柄固着在水底底泥或各种附着物上生活的水草和藻类；还有某些原生动物亦可在水底固着生活。,B）底栖生物,指栖息在水底底泥上或埋在底泥中稍能活动的各种动物，如蠕虫动物（水蚯蚓）水生昆虫（摇蚊幼虫、浮游稚虫等）,几种水蚯蚓,摇蚊幼虫,4浮泳动物：,这是一类有发达运动器官和很强运动能力的水生生物，如各种鱼类。,水体底泥,水体底泥是水体的组成部分:未受到人为污染的水体底泥其组成情况与邻近的陆地基本相同。底泥来自各种外来物，如地面径流的冲刷，污水排放，废弃物的倾倒，起初主要以悬浮形式存在于水中，由于流速的降低及吸附聚沉等作用而沉积水底形成了底泥的组成部分。,悬浮物质的沉降包括:,固体粒子的沉降其与粒径、比重等有关；溶解物质的沉降其途径有：被固体粒子的吸附后沉入水底；水生生物的吸收聚集于体内，最终随残体沉淀于底泥；通过化学反应生成不溶的物质而沉淀。,研究水体中底泥的意义：,污染物可被底泥固定或被消除，成为消纳污染物场所，可使水本身得到自净；但另一方面，在一定条件下底泥中的污染物也可以重返到水中，造成水的二次污染；水体底泥是水生底栖生物的良好生活环境；底泥各层的情况可以反映水体污染的状况（历史的和现在的）。,2.1.2水生态系统,能量流动：,太阳辐射能被绿色植物吸收后，通过光合作用，转变成化学能固定在有机物中，然后转移到草食性动物，再向更高级的消费者流动，这些有机物质，最后由细菌所分解，将植物光合作用所固定的能量散逸到环境中。此外，各种生物在新陈代谢作用中，自身也会消耗掉一部分有机物，并以热的形式散逸到环境中。能量的这种通过生物系统流动的现象仅是单向的，故称为能量单向流动。,1）生产者/亦称自养者（Producer/Autotrophs),是指水体中的绿色植物。它们可以依靠体内叶绿素的特殊功能光合作用，利用太阳能，将水中简单无机物（CO2,H2O）化合成有机物质（碳水化合物），同时释放出氧气。,其中，(CH2O)代表合成的以碳水化合物为主的有机物。,2）消费者/亦称异养者（Consumer/Heterotrophs）,是指本身不能制造有机物，在水体中靠吞食其他生物来维持生命活动的各种生物。消费者按其食性及取得食物先后次序分为若干等级：初/第一等级消费者：草食动物；次/第二等级消费者：第一级肉食动物；第三级消费者：第二级肉食动物；以此类推：（一般不超过45级）。,各种细菌的形态,3）分解者（Decomposor）：,指水体中微生物（真菌，细菌等），其功能专门是将有机物分解为无机物。,水生态系统示意图,按类型划分，在地球上分为二类：1.海洋水体：2.陆地水体：A.地表水体；B.地下水体。,2.1.3水体类型,海洋水97.4%,淡水2.53%,按流动特征划分：1.流动水体；2.静水水体。,1.河流水环境条件（属动水水体）动水条件，污染物可随水流动，易于迁移；动水面与大气交界面可以相互混渗，氧气易于进入水中，即复氧条件好，有利于有机污染物的降解，水生生物的生长，使水质向好的方向转化。河底不同底泥对水生生物（植物与动物）影响较大。2.湖泊水环境条件（属静水水体）夏季：典型的深水湖泊有明显的垂直分层现象。其原因是太阳辐射随水深而减弱，可分为：,2.1.4水体环境条件(河流,湖泊水库),等温层(Isothermallager)亦称作暖水层，位于湖泊的上层,水温一致。温跃层(Thermocline)亦称温度突变层，位于等温层以下，温度迅速下降，通常水深每增加一米，温度至少下降1。冷水层构成湖水下层，是一个接近于4（39）的冷水层。,冬季：呈上层温度低，下层温度稍高。,由于夏冬水温分布不同，溶解氧含量随水深变化亦不同：,夏季：溶解氧上层最多，底层最少；冬季：沿水深溶解氧浓度都较高，变化不大。,从生物学观点，湖沿水深分为2个带：,补偿深度：当光照强度等于水面日光辐射的1%的相应深度。这个深度上的光能正好足以使光合作用产生的氧与自养生物的呼吸作用需要的氧相平衡。,1%水面日光照辐射,补偿深度将湖水分为两个带：光亮带（层）：在补偿深度以上，自养生物占优势；2深暗带（层）：因该带光线弱，异养生物占优势。,3.水库水环境条件其环境条件介于湖泊与河流之间。,2.2水体污染及其危害,2.2.1水体污染定义与水体自净的定义主要是由于人类活动排放的污水进入河流、湖泊、海洋或地下水等水体，使水和水体底泥的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值，这种现象称为水体污染。引自中国大百科全书环境科学分册,美国关于水污染法定的定义：,Theterm“Pollution”meansman-madeorman-inducedalternationofchemical,physical,biological,andradiologicalintegrityofwater.Thetermintegritymeans“beingunimpaired”,therefore,alternationofintegritymeansimpairmentorinjury.QuotedfromtheCleanWaterActSec.502-19(U.S.Congress1987),以上两个水污染的定义都强调：,2.2.2不同天然水体的污染特点：河流污染特点：1）属污染物易于搬运的开放型污染物质在河流中运移的方式主要是随流运动及扩散运动。,水污染主要是人为因素造成的而不是自然因素造成的；污染造成了水，水体底泥的物化性质以及生物群落组成发生变化，降低了使用价值。,2）污染程度随径流量变化而异径流量Q稀释能力污染程度3）河流的自净能力强主要由于水流动快，与大气混掺能力强，故复氧能力大。4）河流的污染易于控制,2.湖泊水库污染的特点：,湖泊稀释和搬运能力弱，属于污染物循环中易于沉积封闭类型。湖泊对污染物质的转化和富集作用强。湖泊的富营养化，是湖泊污染易发生的一种类型。湖泊水温分布随季节变化而异，在夏季有分层现象，则对水的生物特性及化学活性都有影响。,地下水是存在于地表以下，充满在土壤岩石孔隙和裂缝中的水，水流动十分缓慢，故其污染不同于地表水，其特点是：地下水污染过程十分缓慢：污染物随水分下渗达地下水之前，沿程会被土壤颗粒截留、过滤、吸附和分解，故地下水不易被污染；地下水污染途径有直接污染和间接污染两种情况：直接污染：污染物直接随水分渗入地下水，如工业废水的渗入；氮素随灌溉水渗入地下水等。,3.地下水污染：,地下水一旦受污染，难以净化复原，故地下水保护重在预防。,间接污染：地表污染物随水分下渗过程中，可作用于土壤中的其它物质，产生化学反应生成另一种污染物而污染地下水，如：地表的酸碱盐类在下渗过程中会使土壤中的钙鎂溶解并带入地下水使得地下水硬度增加；地表水中有机物在下渗过程中，被土壤微生物降解而耗氧，故带入的溶解氧较少。,2.2.3水体污染物质的主要来源,1.水体污染源的定义：引起天然水体水质变化的物质称为污染物。而任何向天然水体排放污染物的场所、设备和装置，称为水体污染源。,2.水体污染源的分类按污染物生成特点污染源可以分成两类：,污染物从独立的可以确定的位置进入水体，污染物可被测定，例：城市生活污水的集中排放；工矿企业，工业废水的集中排放；牲畜集中喂养场污水的排放；污水处理场的出水；集中垃圾场的渗滤水。,1）点污染源（pointsourcesofpollution）,定义：污染物从大面积范围产生的，污染物从四面八方排入水体，并不是从某一个固定的位置进入水体。污染物产生在广阔的面积上，以扩散形式，可以是不连续的进入水体，而且在进入水体之前已经在地面上输移，对污染物进行测定较难。扩散型污染的范围与气象事件，地貌地质条件有关系。例：农业地区，牧区，草原或森林地区的地面径流；城市地面的径流；大气中湿的或干的沉降（包括酸雨，降尘等)；施工工地的地面径流。,2）非点污染源/面污染源（NonpointSourcesofPollution）,1）自然污染源：指因自然因素造成的污染源，例：特殊的地质条件，如有的温泉水中富含硫元素；火山爆发，可使某些化学元素富集；天然植物在自然死亡腐烂过程中会产生某种毒性物质。以上这些物质进入水体中会造成污染。2）人为污染源：指人类的活动（生活和生产活动）中直接或间接把污染物排入水体而形成的污染源，如工业废水，生活污水等。,按形成原因分类:,1）工业废水：其特点是量大，污染物种类多，成分复杂，毒性强。工业废水是当前水体污染的主要来源，其排放形式集中，故为点污染源。2）城市污水：城市污水包括生活污水，通过城市下水道并与工业废水及城市降水形成的径流混合后排入水体，故其成分十分复杂。,3.人为污染源简介,生活污水的成份十分复杂，包括：,有机污染物：淀粉，脂肪，蛋白质，糖类，尿素等；植物营养物：N,P等；病源微生物：主要来自医院污水；无机污染物：N，Ca，Mg，碳酸氢盐，氯化物，硫化物，磷酸盐等。,3）农田排水：农田施用各种化肥，农药，除被作物吸收或被分解与发挥外，大部分残留在土壤和水中，可随农田排水或降雨径流排入水体造成污染。它属非点污染源，往往会造成水体的富营养化问题。,4）大气沉降物（降沉与降水）：大气污染物主要来自矿物燃烧及工业生产过程中产生的二氧化硫，氮氧化物，碳氢化合物以及排出的有害有毒气体和粉尘等。它属非点污染源，这些污染物可以自然降落或随降水带入水体而造成污染。例如湖泊酸化问题。,5）工业废渣和城市垃圾：工业废渣指工业生产过程中产生的固体废弃物；城市垃圾指生活垃圾，商业垃圾等。,水体中主要污染物的分类（按化学毒性分）：1）无机无毒物：酸碱及一般无机盐，氮磷等植物营养物；,2.2.4水体中的主要污染物及其危害,2）无机有毒物：主要指各类重金属（汞，镉，铅，铬，砷）及氰化物，氟化物；,3）有机无毒物：水中易被分解的有机化合物。如碳水化合物，糖类，脂肪，蛋白质，纤维素等；,肺炎杆菌,4）有机有毒物：苯酚，多环芳烃及各种人工合成的具累积性的稳定有机化合物。如有机氯，有机磷，农药，有机汞等。5）致病的微生物：主要指生活污水，屠宰工厂及医院等排出的废物水，都含有各类的病原体病菌，病毒及寄生虫等。,大肠杆菌,致病的微生物污染造成的污染事故：,1848年、1854年英国发生霍乱，各死亡约万余人；1892年德国汉堡霍乱流行，死亡7500余人1991年14月，南美秘鲁发生霍乱，30万人染病，死亡达750人，经济损失达10亿美元；1995年，非洲津巴布韦爆发疟疾，25万人染病，50500人死亡。据统计，全球有1/4可预防的疾病是由于环境污染造成的，1/7的死亡仅仅是由于没有干净的饮水和卫生设施造成的。,2.2.4.1.需氧污染物：Aerobicorganicpollutant包括碳水化合物，蛋白质，脂肪，糖类，木质素等有机化合物，大部分有机物呈胶体微粒状，主要由碳，氢，氧组成，占全部重量的98.5%，其特点是：一般不具有毒性；容易被微生物所分解，最终分解为简单的无机物（如二氧化碳和水），但在分解过程要消耗水中的溶解氧，故称需氧污染物。例如葡萄糖的分解：,主要污染物可归纳成以下几种：,降低水中的溶解氧:水中含10mg/L有机污染物，若全部分解掉，则要消耗水中约12mg/L氧，一般情况下（水温20，正常大气压）水中氧含量为9.17mg/L。,需氧污染物的危害：,在缺氧的水环境中，有机物经厌氧微生物不完全分解则会是放出硫化氢，氨及甲烷等有毒难闻的气体，使水色变黑发臭。,需氧污染物的表示法：,由于需氧污染物化学组成十分复杂，主要由C,O,H（占98.5%）组成，还有其他元素：S,N,P,K,Ca等。如氨基酸（是蛋白质的基本单元）分子式：RCH(NH2)COOH（式中，R表示氢氧根）,因此，对每种有机污染物中各种成份进行定量测定相当困难，如何定量确定？根据需氧污染物分解要耗氧的特点，故采用有机污染物完全分解时氧的需要当量或其他物质当量来表示需氧污染物的含量，一般采用以下几个指标：,水中有机污染物在微生物分解下消耗氧可分为二个阶段：第一阶段：炭化阶段,其有机污染物分解反应速度dL/dt与有机污染物当时t时刻的浓度L成正比关系，即符合一级动力学反应规律：,1）生（物）化（学）需氧量（BOD:Bio-ChemicalOxygenDemand),式中，L碳化阶段有机污染物在t时刻的浓度，即水中剩余的有机污染物含量，以BOD(mg/L)表示,即要分解这部分有机污染物的所需的耗氧量；dL/dt表示为碳化阶段有机污染物的反应速度，右式负号表示有机污染物在不断减少（mg/Ld）；K1碳化阶段反应速度常数（耗氧系数）（1/day）,若已知初始时刻t=0，L=L0，求解上式一阶常微分方程得：,可见L随时间t按指数函数规律递减。若令被微生物分解的那部分有机污染物含量为y（亦以BOD表示），则,第二阶段：硝化碳化阶段（Nitrification）,在该阶段，硝化阶段也符合一级动力学反映规律：,式中，Ln硝化阶段t时刻有机污染物的含量，以BOD表示（mg/L）；Kn硝化阶段的反应速度常数（1/day）(KnK1)。,若已知硝化阶段初始时刻t=0(即t=tc,tc为碳化结束的时刻)，有机污染物含量为LN=LN0，则方程的解为：,那么在这二个阶段（炭化+硝化）在t时刻被分解的有机污染物总量（以BOD表示，mg/L）应为：,在硝化阶段，在t=t-tc时刻被分解的有机污染物含量为：,碳化硝化阶段的有机污染物分解过程示意图,L有机污染物在t时刻的浓度，即水中剩余的有机污染物含量；y在t时刻被分解的有机污染物总量,由于KnK1，故与碳化阶段比较，在硝化阶段有机污染物分解的耗氧量很少(yn1.2mg/L;透明度:5g/cm3,元素周期表中原子序数大于20的金属元素。从环境污染角度,主要指对生物具有毒性作用的五种金属(俗称“五毒”):汞(Hg),镉(Cd),铅(Pb),铬(Cr)及类金属砷(As).,水体中重金属的来源:来自自然界人为污染,2.2.4.3水体重金属污染及其危害,微生物不能降解重金属，(相反,水体中某些重金属在微生物作用下会转化成毒性更强的化合物，如无机汞甲基汞)；生物体可吸收重金属,并通过食物链*的放大作用,在较高级的生物体内富集起来。,1.重金属的污染的特点:,水体中微量浓度的重金属,即可产生毒性效应。重金属产生毒性范围:110mg/L(ppm*)，有的重金属如Hg，Cd甚至在0.010.001mg/L范围也产生毒性；,*食物链（食物网）,在自然界生物群落中，不同物种生物之间存在甲吃乙、乙吃丙、丙吃丁的食物关系，形成一连串的链状食物关系，称为食物链。食物链的特点：“百分之十”规律：能量随食物链的延长而递减：如丙生物吃掉丁生物10份，有90%左右能量在丙种生物的新陈代谢中被消耗掉，仅10%储存在丙生物中，以此类推。数目金字塔定律：处于食物链较低层次的生物群落，总是数目较多而个体小；反之，其数目少而个体大，形成数目和大小分布为金字塔式的几何关系。,1)汞的污染及其危害汞(Hg)是一种银白色唯一成液态的金属元素,比重13.6(20时)，汞在天然水体中浓度0.1ug/L(ppb，十亿分之一),在底泥中汞的含量一般为0.010.15mg/L。,几种常见重金属的污染及其危害,水体中汞的污染主要来源是含汞工业废水的排放:制碱及电解法生产氯气,用汞作电解;塑料工业,化肥工业用HgCl2作催化剂;天然汞矿的开采流失.,在多数地表水中,含氧多,汞主要以无机化合物如Hg(OH)2形式存在,其溶解度大,故易于随水迁移;水体中汞可被无机胶体,有机胶体及矿物胶体等强烈吸附，由于吸附作用可使水中汞由天然溶液转入固相而沉积于悬浮物和底泥中;在底泥处于还原的环境中,如有硫离子存在,则可结合生成HgS沉淀;,b)汞在水体中的存在形式:,汞的甲基化:水中二价汞离子经过微生物作用转变为有剧毒的甲基汞(甲基汞可溶于水,保持稳定,易被鱼,贝类吸收,而且在脂肪中溶解度大于水,故易集蓄在生物体内)汞的生物富集作用:水体的水及底泥中无机汞有机汞均可被水生生物吸收,并通过水生生物食物链作用,逐级积累起来,以至于在食物链高层次的鱼虾类体内达到很高的浓度.如海水中含汞0.1ppb(ug/L)。经生物放大后,到达鱼类体内,浓度高达10005000ppb*,生物放大倍数达1万5万。,汞离子,无机汞化合物及有机汞对生物体均有毒性效应,尤其是甲基汞.进入人体的甲基汞,约有15%积蓄在脑组织造成对中枢神经系统的损害,且是不可逆的。d)水体汞污染的防治:由于汞一旦进入水体,靠自净难以消除,故严禁向水体中排放汞及其化合物,要求车间实行零排放.饮用水:Hg7ug/L(ppb),c)汞污染的危害性:,汞污染案例水俣病（Minamatadisease）,由于摄入富集在鱼、贝中的甲基汞而引起的中枢神经疾患。它是公害病的一种，因最早(1953年)发现在日本熊本县水俣湾附近渔村而得名。发现经过和病因：1953年在日本熊本县水俣湾附近的渔村中,出现了原因不明的中枢神经性疾病患者症状，其症状有四肢末端和口周围感觉障碍；运动失调;中心性视野缩小等。1956年，这类患者激增到96名，其中18名死亡。,此后，以熊本大学水俣病医学研究组为中心，开展了流行病学调查研究。1968年9月确认水俣病是人们长期食用受含有汞和甲基汞废水污染的鱼、贝造成的。污染源则是水俣氮肥厂，由于长期排出的汞渣，污染了该水域，并通过食物链对人造成危害。,水俣病病例,镉(Cd)是相对稀少的金属,其化学性质与锌相类似,故二种金属常伴生出现。在大多数情况下镉存在于铅锌矿中,含量约0.20.4%,在未污染的天然水中Cd的浓度1ppb(ug/L).,2）镉污染及其危害:,a)镉的水污染主要来源:采矿（铅锌矿的选矿废水）和冶炼过程流失;以镉为原料的各种工业(电镀,合金,碱性电池)的废水排放;磷肥中含一定量镉,故施用磷肥的土壤中含镉量也较高.,主要存在悬浮物和底泥中，天然水中以简单离子Cd2+存在。底泥对Cd的浓集系数*可达5,00050,000，因此当被镉污染的水灌溉农田后,极易被土壤吸附并蓄积土壤中(土壤对镉的吸附率可达8095%)。,b)镉在水体中的主要存在形式:,环境受到镉污染后，镉可在生物体内富集，通过食物链进入人体，引起慢性中毒。,c)镉的危害性:,镉的污染是通过含镉灌溉水土壤吸附大米吸收进入人体的过程造成对人体的危害：,引起肾脏功能失调，慢性镉中毒主要影响肾脏;进入骨骼中取代钙,影响骨骼的正常代谢从而造成骨骼疏松、萎缩、变形等，最典型的例子是日本著名的公害病痛痛病急性镉中毒，大多是由于在生产环境中一次吸入或摄入大量镉化物引起的。含镉气体通过呼吸道会引起呼吸道刺激症状，如出现肺炎、肺水肿、呼吸困难等。镉从消化道进入人体，则会出现呕吐、胃肠痉挛、腹疼、腹泻等症状，甚至可因肝肾综合症死亡。,痛痛病发生在日本富山县神通川流域部分镉污染地区的一种公害病，以周身剧烈疼痛为主要症状而得名。病因:据日本厚生省1968年公布的材料，痛痛病发病的主因是当地居民长期饮用受镉污染的河水，并食用此水灌溉的含镉稻米，致使镉在体内蓄积而造成肾损害，进而导致骨软化症。,镉污染案例痛痛病：,本病潜伏期可长达1030年，一般为28年。初期，腰、背、膝关节疼痛，随后遍及全身。由于髋关节活动障碍，步态摇摆。数年后骨骺变形，身长缩短(比健康时约缩短2030厘米)，骨骼严重畸形（如下图所示）。患者疼痛难忍，骨脆易折，卧床不起，呼吸受限，最后往往死于其他合并症。截至1968年5月共确诊患者258例，其中死亡128例；到1977年12月又死亡79例。,c)镉污染的预防措施,镉一旦排入环境，它对环境的污染就很难消除，因此预防镉中毒的关键在于控制排放和消除镉污染源。中国生活饮用水卫生标准规定镉含量不得超过0.01毫克升，工业企业设计卫生标准规定地面水中镉最高容许浓度为0.01毫克升；工业“三废”排放试行标准规定废水中镉含量不得超过0.1毫克升。对慢性镉中毒患者体内蓄积的镉，目前尚无安全的排镉方法。,铬(Cr)元素广泛地存在于环境中,天然水体中铬的含量：地表水10mg/L；地下水0.52mg/L。铬是人体不可缺少的微量元素(能增加人体内胆固醇的分解和排泄，铬的缺乏可导致糖尿症,动脉硬化)。大量的铬污染环境，也会危害人体健康。水体中铬的污染主要来源：铬铁冶炼、耐火材料、电镀、制革、颜料和化工等工业生产以及燃料燃烧排出的含铬废气、废水和废渣等都是铬污染源。,3）铬的污染及危害:,铬的污染危害性：自然界中没有纯的金属铬,铬有多种价态，其中仅三价铬和六价铬具有生物学意义,对人和动物可产生毒性效应,如三价铬可透过胎盘对胎儿的生长起抑制作用和致畸作用。尤其是六价铬,其毒性为三价铬的100倍,且溶于水易被生物吸收和积蓄。六价铬是强致突变物质可致肺癌。我国水质标准中规定饮用水1.5mg/L，就会造成毒性效应。氟污染物主要来源：氟污染主要来自铝的冶炼、磷矿石加工、磷肥生产、钢铁冶炼和煤炭燃烧等过程。陶瓷、玻璃、塑料、农药、铀分离等工业也排放含氟化合物。在自然条件下，有的地区土壤和水以及农作物氟含量较高，有时可达有害健康的水平。水中氟的污染主要来自农田施用磷肥,炼铝炼钢等工业废水.,3.氟化物,氟污染的危害,高浓度氟(如氟化氢)污染可刺激皮肤和粘膜，引起皮肤灼伤、皮炎、呼吸道炎症。低浓度氟污染对人畜的危害主要为牙齿和骨骼的氟中毒。牙齿氟中毒表现为牙齿着色、发黄、牙质松脆、缺损或脱落。骨骼氟中毒表现为腰腿疼、骨关节固定、畸形。,2.2.4.5水体内的农药和化肥污染及其危害,农药的主要类型:无机农药和有机农药无机农药:由汞,砷,硒,铅等组成的无机化合物，是最早使用的农药，毒性大,在土壤及人体内残留量大,时间长，现已禁用。,1.农药污染及其危害:农药是防治农业病虫害和控制杂草的化学药品，也是控制某些疾病的病媒昆虫（如蚊、蝇等）的重要药剂。但由于农药种类多，用量大，农药污染已成为环境污染的一个重要方面。,有机农药:一般可分为两大类:,有机氯农药:如DDT和六六六(六氯化苯),杀毒芬等，其特点:A.化学性能稳定,不易分解,在土壤及生物体内残留期长达数年.(残留期:化学物质在土壤中含量降解减少75100%所需的时间)；B.不易挥发；C.疏水性,但易积累在脂肪中。,有机磷农药:,含磷有机化合物.如杀虫剂(敌百虫,敌敌畏等),杀菌剂(稻瘟净,克瘟散等),杀线虫剂(除线特,线虫磷)，其特点是:A.可在水中分解,不易残留，残留期仅几天几周；B.在动植物体内受酶的作用可分解,不易积累。,农药的污染路径示意图,(99%),农药,土壤,叶面,土壤，水体,杀害目标(1%),农药对动植物体的危害及其防治:,农药是一种化学性环境污染物，可对多方面造成污染：对大气的污染：主要来自农药的喷撒；对水体的污染：主要来自：向水体直接施用农药；含农药的雨水落入水体；植物或土壤粘附的农药，经水冲刷或溶解进入水体；生产农药的工业废水或含有农药的生活污水污染水体，等等；对土壤的污染：直接向土壤或植物表面喷撒农药，是造成土壤污染的重要原因；对农作物的污染：农药可被农作物吸收，进入植物体内。,人体,农药,农药对人体造成毒害的途径：,农药的富集作用,生物体能从环境中摄取稳定的、脂溶性强的有机氯农药，通过食物链的方式，在生物体内逐级富集。1967年美国G.M.伍德韦尔的研究表明，美国长岛水域中DDT的浓度随着营养级的递升而急剧增加:,水中DDT（0.00005ppm）,浮游生物（0.04ppm）,虾类（0.16ppm）,鸬鹚体内（26.4ppm）,针鱼（2.07ppm）,鸥鸟体内（75.5ppm,为水中含量的151万倍）,农药对健康造成的危害：,环境中