第七讲 水体自净PPT演示幻灯片

第二章水污染与水体自净1、2.1水体与水环境条件2.1.1水体概念2.1.1.1水体(水环境)的概念有两层含义：一般指海洋、河流、湖泊、水库、沼泽、地下水等蓄水体(载体)的总称。从环境科学的概念来看，水体不仅包括水(H2O)，还包括悬浮物、溶解物质、底泥和水生生物等。因此，水体被称为一个完整的生态系统，或一个完整的自然综合体。天然水的特性天然水是一种成分非常复杂的溶液，含有三大类物质：悬浮物质(10-7-10-3m，ummm)1)无机悬浮物质：主要来自地表，是由于降雨径流的冲刷和输送而带入水体的不溶性矿物颗粒。2)有机悬浮物：指浮游生物(包括浮游植物和浮游动物)和微生物(指细菌、真菌等)。)在水中。透光光合水中的溶解氧为悬浮物，3、2。胶体物质(d=10-910-7m，um nm)，1)无机胶体：硅酸盐，水合氧化物(氧化铁，氧化铝等。)，粘土矿物(蒙脱石、伊利石等。)；2)有机胶体：有机腐殖质，主要由碳、氢、氧(高达98.5%)和少量氮、磷、钾、钙等组成。3)有机-无机复合胶体，4，3)可溶性物质(D5毫克/升，如果DO1mg/升，将导致鱼类死亡。如果水体缺乏溶解氧，水中的厌氧菌将繁殖并变得活跃，这将腐蚀和分解有机物，同时产生恶臭气体，如甲烷(CH4)、硫化氢(H2S)，并使水体发臭变黑。在水中溶解氧含量较高的情况下，溶解氧可以促进好氧细菌降解有机污染物。可见，水中溶解氧含量是反映水质的一个重要参数。地表水环境质量标准规定一类水为333，607.5毫克/升；二类水：6毫克/升；三类水：5毫克/升；第四类水333，603毫克/升；第五类水333，602毫克/升，7，天然水体中的CO2，水体中的CO2来源：有机物分解产生的CO2，水生生物呼吸释放的CO2；大气中的二氧化碳在水中的溶解；特殊的地质条件增加了水中的二氧化碳含量。CO2在水中的影响：它是水生植物光合作用不可缺少的原料；水中过量的CO2会对水生生物造成麻醉和毒性。水中的二氧化碳也被称为侵蚀性二氧化碳，它会腐蚀水下混凝土和金属。水中水生生物的特征：由于水生生物的不同空间分布和生活方式，水生生物一般可分为以下生态类群：1。微生物：水中微生物的总称。主要指水中的细菌和真菌(霉菌和酵母)。其结构简单，形状微小(微米)，但繁殖速度快，分布广，对水质有很大影响。浮游生物：可以漂浮在整个水层的植物和动物的总称。它们的个体相对较小，一般不能移动，只能随水流漂流。浮游植物：指各种浮游藻类，如绿藻、蓝藻、硅藻等。它构成了有着无数颜色的水生植物的世界。颤藻、螺旋藻、浮游动物：有四类：原生动物：动物界中最原始、最低级的单细胞动物。轮虫：多细胞的低等无脊椎动物，身体呈圆柱形或细长形。速殖吸虫：小型甲壳动物，统称为水蚤，身体短，节段不明显。桡足类也是一种小型浮游甲壳动物，身体很长，可以清楚地分为头部、胸部和腹部，以藻类为食。轮虫、腕足类、桡足类、浮游动物、11、3种底栖生物：指生活在水体底部的各种动物和植物。根据生活场所和生活方式的不同，可进一步分为：a)固着生物：生活在底泥或各种带根或胶体柄的附着物上的水生植物和藻类；还有一些原生动物也可以生活在水底。底栖生物是指栖息或埋藏在底泥中并能轻微移动的各种动物，如蠕虫(水蠕虫)、水生昆虫(摇蚊幼虫、浮游幼体等)。)、几种水虫、摇蚊幼虫、13、4种飞蚊鱼，这是一种运动器官发达、运动能力强的水生生物，如各种鱼类。水体沉积物：水体沉积物是未被人类污染的水体沉积物：的一个组成部分，其组成与邻近陆地基本相同。沉积物来自各种外来物质，如地表径流冲刷、污水排放和废物倾倒。起初，它们主要以悬浮形式存在于水中。由于流速降低以及吸附和沉淀，沉积物沉积在底部，形成沉积物的一个组成部分。悬浮物的沉积包括：固体颗粒的沉降与颗粒尺寸、比重等有关。溶解物质的沉降方式包括：被固体颗粒吸收后沉入水底；水生生物的吸收在体内积累，最终与残留物一起沉淀在底泥中。通过化学反应沉淀形成不溶性物质。研究水中底泥的意义：底泥可以固定或消除污染物，成为吸收污染物的场所，使水体自洁；另一方面，在一定条件下，底泥中的污染物也会返回水中，造成水体的二次污染。沉积物是水生底栖生物的良好生存环境。各层沉积物的状况可以反映水污染状况(历史和现状)。能量流：太阳辐射可以被绿色植物吸收，转化为化学能，通过光合作用固定在有机物中，然后转移给食草动物，然后流向更高层次的消费者。这些有机物最终被细菌分解，细菌将植物光合作用所固定的能量消散到环境中。此外，各种生物在新陈代谢中会消耗一些有机物质，并以热的形式逃逸到环境中。这种能量流过生物系统的现象只是单向的，所以它被称为单向能量流。生产者/自养生物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，并利用太阳能将水中简单的无机物(CO2、H2O)转化为有机物(碳水化合物)，同时释放氧气。(CH2O)代表主要由碳水化合物组成的合成有机化合物。消费者/异养生物指的是不能自己产生有机物质并依靠吞食其他生物来维持其在水体中的生命活动的各种生物。消费者根据他们的饮食习惯和获得食物的顺序分为几个等级：一级/一级消费者：食草动物；二级/二级消费者：初级食肉动物；第三级消费者：第二级食肉动物；等等：(一般不超过4 5级)。各种细菌的形态分解者指微生物(真菌、细菌等)。)在水中，其功能特别是将有机物分解成无机物。根据分类，地球上有两种类型：1。海洋水体：2。陆地水体：a .地表水体；地下水体。2.1.3水体类型，97.4%的海水和2.53%的淡水，按水流特征划分：1。流动水体；2.静止的水体。河流水环境条件(动态水体)动态水体条件，污染物可以随水流动并易于迁移；移动的水面与大气之间的界面可以相互混合渗透，氧气容易进入水中，即复氧条件良好，有利于有机污染物的降解和水生生物的生长，从而将水质向好的方向转化。不同的河底沉积物对水生生物(植物和动物)有很大的影响。2.湖泊水环境条件(属于静止水体)夏季：典型的深水湖泊具有明显的垂直分层。原因是太阳辐射随水深而减少，水深可分为：2.1.4水环境条件(河流、湖泊和水库)，25，等温水层(也称为温水层)，位于湖的上层，水温相同。温跃层，也称为温度突变层，位于下面冷水层形成了湖的下层，接近4(39)。冬季：上层温度低，下层温度稍高。由于夏冬水温分布的不同，溶解氧含量随水深而变化：夏季，溶解氧具有最高的上层和最低的下层；冬季：溶解氧浓度沿水深较高，变化不大。从生物学的角度来看，湖泊沿着水深和补偿深度分为两个区域：当光照强度等于水面上阳光辐射的1%的相应深度时。这个深度的光能刚好足以平衡光合作用产生的氧气和自养呼吸所需的氧气。1%的日光照在水面上。补偿深度将湖水分为两个区域：亮区(层)；补偿深度以上主要是自养生物；2深暗带(层):由于该带光线较弱，异养生物占优势。水库水的环境条件环境条件介于湖泊和河流之间。水污染的定义和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，导致水体和底泥的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低水体的利用价值。这种现象被称为水体污染。引自中国大百科全书环境科学部，30，美国水污染法的定义：“污染”一词是指人为引起的替代性、物理性、生物性和放射性污染。因此，Terminategritymans being improved ，Alternationofintegritymanimpairmentorinjury . quoted from clean water actsec . 502-19(美国国会，1987)，31，上述两个水污染定义强调：2.2.2不同天然水体的污染特征：河流污染特征：1)易于运输污染物的开放式污染物，主要通过流动和扩散运动在河流中移动。水污染主要是由人为因素造成的，而不是自然因素。污染导致水和底泥的物理和化学性质以及生物群落的组成发生变化，从而降低了使用价值。污染程度随径流量的变化而变化。径流量Q稀释能力污染程度3)河流自净能力强主要是由于水流速度快，与大气混合能力强，因此复氧能力大。4)河流污染容易控制，33，2)湖泊和水库的污染特征：湖泊稀释和输送能力弱，属于污染物循环易沉淀和封闭的类型。湖泊对污染物的转化和富集有很大的影响。湖泊富营养化是一种湖泊污染。湖泊水温分布随季节变化，夏季分层，影响水的生物特性和化学活性。地下水是存在于地表之下的水，填充在土壤和岩石的孔隙和裂缝中。水流动很慢，所以它的污染不同于地表水。其特点是：地下水污染过程非常缓慢：污染物在随水渗入地下水之前会被土壤颗粒截留、过滤、吸附和分解，因此地下水不易被污染；地下水污染有两种方式：直接污染和二次污染：直接污染：污染物直接随水渗入地下水，如工业废水；氮随着灌溉水渗入地下水。地下水污染一旦被污染，很难净化和恢复地下水，所以保护地下水应着眼于预防。二次污染物：在水的渗透过程中，表面污染物会作用于土壤中的其他物质，并产生化学反应，产生另一种污染地下水的污染物。例如，地表酸、碱和盐会溶解土壤中的钙和镁，并在渗透过程中将它们带入地下水，从而增加地下水的硬度。地表水中的有机物被土壤微生物降解，并在渗透过程中消耗氧气，因此带入的溶解氧较少。水体中污染物的主要来源。水体污染源的定义：引起自然水体水质变化的物质(2)水污染源的分类根据污染物产生的特点，污染源可分为两类：(37)污染物从独立的、可确定的位置进入水体，污染物可以确定，如城市生活污水的集中排放；工矿企业工业废水集中排放；牲畜集中饲养场的污水排放；污水处理厂的废水；垃圾填埋场渗滤液浓缩。(1)点源污染(pointsourcesofpollution)，38 source (38)定义：污染物从大面积产生，并从各个方向排入水体，而不是从固定位置进入水体。污染物产生的区域很广，可以以扩散的形式不连续地进入水体，并且在进入水体之前已经在地面上运输，因此很难对污染物进行测量。扩散污染的范围与气象事件以及地貌和地质条件有关。例如：农业区、牧区、草原或林区的地表径流；城市地表径流；大气中的湿沉降或干沉降(包括酸雨、降尘等。)；建筑工地的地表径流。(2)非点源污染/非点源污染，(39)、(1)自然污染源：指自然因素造成的污染源，如：特殊地质条件，如有些温泉水含硫丰富；火山爆发可以丰富一些化学元素。自然植物在自然死亡和腐烂时会产生一些有毒物质。上述物质进入水体时会造成污染。2)人为污染源：指在人类活动(生活和生产活动)中直接或间接向水体排放污染物而形成的污染源，如工业废水、生活污水等。工业废水：具有量大、污染物种类多、成分复杂、毒性强的特点。工业废水是目前水污染的主要来源。其排放形式集中，是点污染源。2)城市污水：城市污水包括生活污水，生活污水通过城市下水道，与工业废水和城市降水形成的径流混合后排入水体，其组成非常复杂。生活污水的成分非常复杂，包括：有机污染物：淀粉、脂肪、蛋白质、糖、尿素等。植物养分：氮、磷等。病原微生物：主要来自医院污水；无机污染物：氮、钙、镁、碳酸氢盐、氯化物、硫化物、磷酸盐等。(3)农田排水：农田施用的各种化肥和农药，除被作物吸收或分解发挥作用外，大部分留在土壤和水中，随农田排水或降雨径流排入水体造成污染。它是一种非点源污染，经常导致水体富营养化。大气沉降(降水减少和降水):大气污染物主要来自二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物、有害有毒气体以及矿物燃烧和工业生产过程中产生的粉尘。这是非点污染源。这些污染物可以自然沉降，也可以随着降水进入水体造成污染。例如，湖泊酸化。工业废渣和城市垃圾：工业废渣是指工业生产过程中产生的固体废物。城市垃圾是指生活垃圾、垃圾桶等。水中主要污染物分类(按化学毒性):1)无机无毒物质：酸和碱、常见无机盐、氮和磷等植物营养素；2.2.4水中的主要污染物及其危害，2)无机毒物：主要指各种重金属(汞、镉、铅、铬、砷)、氰化物和氟化物；(3)有机无毒物质：在水中容易分解的有机化合物。如碳水化合物、碳水化合物、脂肪、蛋白质、纤维素等。4)有机毒物：苯酚、多环芳烃和各种合成的具有蓄积性的稳定有机化