第1章 水质与水质标准.ppt

1、第一章 水质与水质标准,1.1天然水中杂质的种类与性质 1.1.1 天然水体中的杂质 天然水中存在的杂质主要来源： 自然环境（所接触的大气、土壤等） 人类活动（生活、工农业生产用水等） （1）按水中杂质的尺寸，可以分为溶解物、胶体颗粒和悬浮物3种。 溶解物：主呈真溶液状态的离子和分子（离子交换，渗透法） 胶体颗粒：主是细小的泥砂、矿物质等无机物 和腐殖质等有机物（混凝、沉淀、过滤） 悬浮物：主是泥砂类无机物质和动植物新陈代谢的产物，尺寸大易除（沉淀、气浮）,(2)从化学结构上可以将水中杂质分为无机物、有机物、生物等几类。 无机杂质（主要是溶解性离子、气体、悬浮性的泥砂）表现PH、电导率、硬度、

2、含盐量等。 有机杂质（常见腐殖质类、蛋白类） 生物杂质（主要是原生动物、藻类、细菌、病毒等）表现 为色度、浊度等。 (3)从杂质的来源分为天然的、污染性的两类 2.1.2 各种典型水体的水质特点 一般将天然水体分为地表水和地下水两类，地表水又可以分为江河水、湖泊水库水、海水等。,江河水：不同流域、不同季节、不同 气候条件下差别很大；含盐量、硬度偏低；浊度变化大。 湖泊、水库水：水质变化小；含盐量、硬度较江河高；浊度较小；易富营养化。 海水：含 盐量高（MgCl2、CaSO4) 地下水：水质较稳定、含盐量、硬度较高；浊度低。,1.2 水体的污染与自净 1.2.1 水中常见污染物及来源 按化学性质

3、，可以分为无机污染物和有机污染物； 按物理性质，可以分为悬浮性物质、胶体物质和溶解性物质。 按常用污染物的污染特征分： 1可生物降解的有机污染物耗氧有机污染物 （碳水化合物、蛋白质、脂肪等）COD、BOD、TOD、TOC表示 2难生物降解的有机污染物（人工合成化合物、纤维素、木质素等植物残体） 3无直接毒害作用的无机污染物（颗粒状无机杂质、酸碱度、氮磷等营养杂质） 4有直接毒害作用的无机污染物（氰化物、砷化物和重金属离子）,1.2.2 水体的富营养化 水体的富营养化：富含磷酸盐和某些形式的氮素的水，在光照和其他环境条件适宜的情况下， 使藻类过量生长，大量消耗水体中的溶解氧，而后藻类、水生物死亡

4、使异养微生物代谢活动中，水体中的溶解氧很可能被耗尽，造成水体质量恶化和水生态环境结构破坏的现象。,水体的富营养化危害很大，对人类健康、水体功能等都有损害，包括： （1）使水味变得腥臭难闻。 （2）降低水的透明度。 （3）向水体中释放有毒物质。 （4）影响供水水质并增加供水成本。 （5）消耗水中的溶解氧。对水生生态的影响。,1.2.3 水体的自净 水体的自净：是水体在流动中或随着时间的推移，水体中的污染物自然降低的现象。 通过物理（扩散、迁移、吸附、沉降等）、化学作用和生物作用对水体中有机物的氧化分解，使污染物质浓度衰减，是水体自净的主要过程。 可以用两个相关的水质指标来描述水体的自净过程。 一

5、个是生化需氧量BOD，该值越高说明有机物含量越多，水体受污染程度越严重； 另一个是水中溶解氧DO，它是维持水生物生态平衡和有机物能够进行生化分解的条件。,一般在单一污染源的情况下，BOD与DO变化曲线如图2-1所示。 氧垂线(DO曲线）方程 菲里普斯方程： 在一条河流中，质量守衡原理： 流入的BOD量-流出的BOD量+流段中增加的BOD量-流段中有机物分解所需的BOD量=该流段BOD增量 化简后可得到：,同理可导出流段内DO的质量平衡方程式： Q-进入水体断面的流量 C-水体中的DO值 b-水体中的BOD值 M-沿水流方向单位时间单位距离内增加的BOD值 N单位时间单位距离内水中植物光合作用增

6、加的溶解氧量 r1-耗氧率 r2-单位时间单位体积内的大气充氧率,图1-1 BOD和DO变化曲线,1.3 饮用水水质与健康 1.3.1 水中的生物对人体健康的影响 水中的生物(主要是微生物)与人体健康关系密切，影响比较大的主要有细菌、病毒、致病原生动物，此外还有藻类、真菌、寄生虫、蠕虫等。 1.3.2 水中的化学物质对人体健康的影响 1微量元素及其他无机物。 2有机物 3放射性物质 4消毒剂及消毒副产物,1.4 用水水质标准 水质标准：是用水对象(包括饮用和工业用水对象等)所要求的各项水质参数应达到的限值。可分为国际标准、国家标准、地区标准、行业标准和企业标准等不同等级。 生活饮用水水质标准制

7、定的原则. 生活饮用水的水质标准分为四大类： 感官性状和一般化学指标 毒理性指标 细菌学指标（微生物学指标） 放射性指标 生活饮用水水质标准的制定：主要是根据人们终生用水的安全来考虑的 水中不得含有病原微生物； 水中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康； 水的感官性状良好。,感官性状和一般化学指标 1.色度 饮用水的颜色是由于带色有机物、金属或高色度的工业废水造成。水色的存在使饮用者不快甚至感到厌恶。衡量水中的色度用铂钴标准比色法，规定相当于1mg铂在1L水中所具有的颜色称为1度。“国标”规定色度不超过15度，并不得呈现其他异色。 2.混浊度 混浊度本身并不直接代表水的性质，而是综合性地反

8、映水的混浊程度，属于感官性质。混浊度大小与水中的悬浮物质、胶体物质的含量有关。混浊度用白陶土标准比浊法测定，相当于1mg白陶土在1L水中所产生的混浊程度作为一个混浊度单位，用度表示。“国标”规定不超过3度，特殊情况不超过5度。 3.臭和味 “国标”规定饮用水不得有异臭、异味。测定水中臭气没有标准的单位表示，一般常以水样在40及60时测者的感觉用文字定性描述并以臭气强度表示。描述臭气强度分为6级。味在强度上也分为6级。,4.肉眼可见物 “国标”规定水中不得含有肉眼可见物。 5. pH值 pH值是水中氢离子浓度倒数的对数值。是衡量水中酸碱度的一项重要指标。 6.总硬度 含有钙与镁离子的水叫做具有“

9、硬度”的水。水中钙离子与镁离子含量的综合叫做水的总硬度。水的硬度有分为暂时硬度和永久硬度两种，总硬度是这两种硬度之和。 “国标”规定：生活饮用水的总硬度不能大于450mg/L（以碳酸钙计）。 7.铁 铁在天然水中普遍存在，是人体不可缺少的营养素。水中含铁量在0.30.5mg/L时无任何异味，达1mg/L时便有明显的金属味，在0.5mg/L时色度可大于30度。“国标”规定：生活饮用水中含铁不应超过0.3mg/L。 8.锰 锰也是人体需要的微量元素之一。水中含锰量如超过0.15mg/L时，水就会产生金属涩味。毒性较小，“国标”规定不应超过0.1mg/L，是从感官和危害角度提出的。,9.铜 水中含铜

10、量达1.5mg/L时就会有明显的金属味，超过1mg/L的水，可以使衣服器皿及白瓷器染成绿色。但铜也是人体需要的微量元素之一。“国标”规定主要从感官出发，不应超过1.0 mg/L。 10.锌 当水中含锌量达10 mg/L时，水是浑浊的，在5 mg/L时水中有金属涩味。“国标”规定不应超过1.0 mg/L也是根据感官性状要求制定的。 11.挥发酚类 酚分为挥发酚与不挥发酚，水中含酚主要来自工业废水污染，特别时炼焦和石油的工业废水，其中以苯酚为主要成分。“国标”规定：根据感官要求，定为饮用水中挥发酚类含量不应超过0.002 mg/L。 12.阴离子合成洗涤剂 其化学性质稳定，较难分解和消除，毒性极低

11、。“国标”规定为不应超过0.3 mg/L。,13.硫酸盐 硫酸盐在天然水中普遍存在，但含量过高就会使水具有苦涩味，且能使人腹痛、腹泻、甚至便血。“国标”规定不应超过250 mg/L。 14.氯化物 水中氯化物含量过高，使水产生令人厌恶的味道，长期饮用氯化物含量过高的水还会引起高血压、心脏病和婴儿猝死，“国标”主要根据味觉考虑规定为不应超过250 mg/L。 15.溶解性总固体 水中溶解性总固体主要成分为钙、镁、钠的重碳酸盐、氯化物和硫酸盐等无机物。“国标”规定溶解性总固体不应超过1000 mg/L。,毒理性指标 1.氟化物 氟化物在自然界广泛存在；使人体正常组织成分之一。“国标”综合考虑饮用水

12、氟含量对牙齿的轻度影响和氟的防龋，以及堆广大高氟区饮水进行除氟或更换水源所付的经济代价，规定饮用水中氟含量不得超过1 mg/L。 2.氰化物 水中氰化物有剧毒，氰化物使水呈杏仁气味，其嗅觉阈浓度为0.1 mg/L。“国标”采用一定安全系数，规定饮用水中氰化物不得超过0.05 mg/L（以游离氰根计）。 3.砷 水中的砷化物有毒，“国标”规定不应超过0.05 mg/L使安全。 4.硒 硒使人体必需的元素之一。但硒的化合物有毒，在人体内有明显的蓄积作用。 5.汞 汞，是剧毒物质。汞化合物分为有机汞与无机汞，无机汞中的氯化汞和硝酸汞的毒性较高，汞在人体内蓄积性高，残毒性久，浓缩性大。“国标”规定不得

13、超过0.001 mg/L。,6.镉 镉是有毒元素，食用镉污染的食物可能会蓄积于体内造成慢性中毒。“国标”规定饮用水中镉含量不超过0.01 mg/L。 7.铬 铬的化合物有二价、三价和六价，其中六价铬毒性最大，可引起皮肤、粘膜、肝、胃、肾、口腔、血液部分的疾患，并有导致肺癌的可能。“国标”规定为不得超过0.05mg/L。 8.铅 铅常随饮水和食物进入人体，摄入量过多可引起中毒。世界卫生组织于1972年规定每人每周摄入铅的总耐受量为3mg，当饮用水中铅含量为0.1mg/l时可能引起儿童血铅浓度的增高，根据国内管网水含铅量一般均低于0.05 mg/L的实际情况，“国标”规定铅浓度不得超过0.05 m

14、g/L。 9.银 银的主要毒性表现为皮肤、眼和粘膜着色，称为银质沉着症。由于银一旦被吸收，就能长期保存在组织中。“国标”根据国外饮水中银的限量标准，规定饮水中银的浓度不得超过0.05 mg/L。,10.硝酸盐 硝酸盐含量过高可引起婴儿得变性血红蛋白血症，还可能引发癌症。“国标”定为饮用水中硝酸盐氮含量不得超过20 mg/L。 11.氯仿 当水源被污染，原水中含有机物或腐殖质时，加氯消毒就可能生成许多有机氯化合物，其中以氯仿为最常见。世界卫生组织饮用水水质准则中推荐氯仿在饮用水中得建议值为30g/L，考虑到我国国情，“国标”建议饮用水中氯仿含量得试行标准为60g/L。 12.四氯化碳 四氯化碳也

15、是致癌物质，“国标”根据世界卫生组织饮用水水质准则得建议值，建议饮用水中四氯化碳含量试行标准为3g/L。,13.苯并（）芘 凡是含碳物质在燃烧（特别试400900）时都能产生苯并芘等多环芳烃。“国标”推荐饮用水中苯并（）芘含量得试行标准为0.01g/L。 14.滴滴涕 滴滴涕是一种持久性农药，在人体内有很强得蓄积性。“国标”从严考虑，建议在饮用水中滴滴涕得试行标准为1g/L。 15.六六六 六六六可在水中稳定，有强烈异臭。工业品六六六可使小鼠致癌，考虑到六六六目前已停用，但仍有残留，“国标”建议饮用水中六六六含量得试行标准为5g/L。,细菌学指标 1.细菌总数 细菌总数是指一毫升水样在普通琼脂

16、培养基中经3724小时得培养所生长得各种细菌菌落总数.“国标”定为每毫升不超过100个。 2.大肠菌群 水中所含大肠杆菌得数量，通常用大肠杆菌群来表示，其意义为一升水中所含得大肠杆菌数。“国标”规定大肠杆菌3个/L，这在流行病学上是安全的,但最新”国标”规定不得检测出。 3.游离性余氯 自来水必须经过消毒，因此有适量的余氯在水中，以保持持续的杀菌能力防止外来的再污染。“国标”规定，用氯消毒时出厂水游离性余氯不低于0.3mg/L，管网末梢水不低于0.05mg/L。,放射性指标 世界卫生组织饮用水水质准则规定饮用水中放射线性物质总放射性为0.5Bq/L，总放射性为1.0 Bq/L。这是基于假设每人每天摄入2L水时所摄入的放射性物质按成年人的生物代谢参数估算出一年内对成年人产生的剂量确定的。因为有较大的安全系数可以不考虑年龄的差异和饮水量的不同。“国标”据此确定的放射性指标限值时世界卫生组织的推荐值。,1.5 污水的排放标准 污水排放标准制定的依据 依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低划分为5类： 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地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的梭饵场等