北师大环境工程概论讲义07水污染及防治

1、第七章水污染及防治第一节水资源与水质概述我国水资源的主要问题：我国水资源人均和亩均水量少；水资源在地区分布上很不均匀，水土资源组合不平衡；水量年内及年际变化大，水旱灾害频繁。一、水质的概念：水的质量。是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二、水质指标：衡量水质的好坏，分为物理性（2小类）、化学性（3小类）、生物性三大类。1.悬浮物1）主要指：沙砾、悬浮固体、漂浮物2）危害：减少阳光对水面的穿透能力，从而衰减了水面下的光合作用；悬浮物的大量存在，堵塞鱼类的腮，导致死亡；可以吸附其他的污染物，进行协同的迁移。2 .生化需氧量（BoDBiochemicalOxygenDemand）生活污水和工业废水中所含的碳氢化合物、脂肪、蛋白质、木质素等有机化合物，可在微生物作用下分解生成简单的无机物Co2、H20等。这些有机物在分解的过程中需消耗大量的溶解氧，因而称为需氧污染物。1）定义：在有氧条件下，好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离氧的数量。（mg/1）或水中有机物经微生物分解时所消耗的溶解氧的数量2）是一种间接表示水被有机污染物污染程度的指标。Be）D越大，表示

2、有机污染越严重。3）测定条件：20,02充足，不搅动完全氧化一般为20天，常用5天为测定的标准时间。BOD5=70%BOD203 .化学需氧量（CoD-ChemicalOxygenDemand）1）定义：在酸性条件下能够将有机物氧化为H20和C02,此时所测出的耗氧量。或者：用化学氧化剂氧化水中有机物时，所需氧化剂的数量2）特点：测定时间短，不受水质限制。主要作为工业废水的污染指标。3）C0DB0D,COD与BOD的差值可表示不为微生物降解的有机物。4、植物营养物是指促使水中植物生长，从而加速水体富营养化的各种物质，主要指氮、磷。1）水体富营养化的概念什么是富营养现象？5 .pH值，反映水的酸碱强弱的指标6 .细菌污染指标：一般指大肠杆菌群数7 .有毒物质指标：1）定义：指达到一定浓度后，对人体健康、水生生物的生长造成危害的物质。2）品种繁多，检测内容视具体情况而定三、主要的水质标准I类：主要适用于源头水、国家自然保护区；II类：主要适用于集中式的饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等;In类：主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区;IV类：主

3、要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区;V类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。2 .污水综合排放标准：GB8978-88；分为两类标准。 I类：对人体健康有长远影响的污染物，共9种 H类：长远影响小于I类污染物，共有20种，依照排放水域分为3级标准进行控制。3 .生活饮用水水质标准：GB5749-85；共考核35项。*制定标准的原则卫生安全可靠化学成分对人无害使用时不致造成其他不良影响。4 .其他专项用水水质标准第二节水污染与防治一、水污染定义是指水体因某种物质的介入而导致其化学、物理、生物或放射性方面特性的改变，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。二、水体及水体污染 水和水体是两个不同的概念，在水环境污染中，区分两者是十分重要的。水体，一股指海洋、河流、湖泊、沼泽、水库、地下水的总称。环境学中把水体当作包括水中悬浮物、溶解物质、底泥和水生生物等的完整生态系统或自然综合体。水体按类型还可划分为海洋水体和陆地水体，陆地水体又分为地表水体和地下水体，地表水体包括河流、湖泊等。 水体污染是指人类活动排放的污染物进入水体后，含量超过了水体的

4、自净能力，使水质和底质的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，降低了水体的使用价值和功能的现象。水体污染的最主要的原因是工业废水的大量排放。 正常情况下，水体对污染物质有一定的承受能力，既所谓的环境容量。水体在其环境容量内，使排人其中的污染物质的浓度和毒性在物理、化学和生物等作用下自然降低，这是水体的自净作用。水体的自净作用常需一定的时间、一定范围的水域及适当的水文条件； 另外，水体自净作用还决定于污染物的性质、浓度及排放方式。水体的自净能力是有限的。水体的自净过程包括物理、化学和生物自净过程。物理过程包括混合、稀释、沉淀、扩散等；化学过程包括酸碱中和、氧化还原、分解化合、吸附、凝聚等；生物化学过程包括生物吸收、生物降解等。上述过程在水体中同时发生、相互影响，并相互交织进行。一般情况下，物理和生物化学过程在水体的自净中占主要地位。尤其是对海洋和容量大的河段等水体的自净作用，物理自净起着重要作用；生物自净作用很重要，其影响因素主要有溶解氧、温度和营养物质的碳氮比、酸碱度等，其中水中的溶解氧是衡量水体自净能力的主要指标。三、富营养化 由于过多的含植物营养物质（主要是N、P）的废水进入天然水

5、体引起的二次污染现象，属于有机污染类型，在湖泊、河口、海湾等水流较缓的区域最易发生。主要表现为水体中藻类及其他浮游生物迅速、大量繁殖，死后沉积水底，微生物分解之而消耗水中大量的溶解氧,使水质恶化，导致鱼类及其他水生生物由于缺氧大批死亡。同时，会加速湖泊的衰退，向沼泽化发展。 富营养化的发生主要是由于水体中N、P等营养元素增多引起的。在淡水中，磷是植物生长的限制因素；在海水中，氮是植物生长的限制因素。正常情况下，两者在各自的水系中含量是有限的，而一旦大量的含N、P的废水进入相应的水体中，消除了这一限制因素，在适宜的光照、温度、PH值的条件下，水生植物，尤其是藻类过度生长，反过来，死掉的藻类及其他浮游生物的残骸在腐烂的过程中，又把大量的N、P等释入水中。因此，富营养化的水体较难自净和恢夏到正常状态。 水体中的N、P营养物质主要来源有生活污水、农田排水及化肥、食品工业的废水。富含N、P的生活污水进入水体后，破坏了原有正常的N、P比例，尤其是其中含有的洗涤剂，不但是P的主要来源，还使水体产生大量的泡沫。而农田排水主要是由于氮、磷肥的使用，使土壤中累积了大量的营养物质，随农田排水进入附近水体中，

6、改变其中的N、P平衡。 富营养化的危害很大，主要使水体的水质恶化，透明度降低，大量藻类生长，消耗大量的溶解氧，使水底中的有机物处于腐化状态，并逐渐向上层扩展，严重时，可使部分水域成为腐化区。这样，由一开始的水生植物大量增殖到藻类、水生动植物、鱼类大量死亡乃至绝迹，此现象周期性交替出现，破坏水体的生态平衡，最终导致并加速湖泊等水域的衰亡。其次，对具有水产养殖功能的水体，严重的富营养化使一些藻类大量繁殖，使饵料质量下降，影响鱼类的生长，同时藻类覆盖水面再加上藻类死亡分解时消耗大量溶解氧，导致鱼类缺氧大批死亡，严重破坏水资源。还有对具有供水功能的水体，由于富营养化，大量增殖的浮游生物的分解产生异味，硝酸盐、亚硝酸盐含量的增大，并且是强致癌物亚硝酸胺的前身物，从而危害水源。由于引起富营养化污染源的更杂性及营养物质的难以去除，加上它的严重危害，使得富营养化的防治在水处理中成为最复杂、最困难，但必须解决的问题。首先，预防是关键，严格控制人为污染源，对进入水体的废水进行深度处理，除去N、P,使其达标排放；不使用含磷的洗涤剂和清洗剂；其次改变水体的水温参数如流速、含水量、温度，打破易形成富营养化的水域

7、条件，定期挖掘水体的底泥或进行深层曝气，使其不能释放N、P,以减少内源性N、P溶于水中；再次，可以利用水生生物吸收利用水中的N、P,例如选择一些大型水生植物，因其生长较快，收割后若处理适当，可用作燃料、饲料、或发酵生产沼气。四、水体的热污染天然水体接受“热流出物”而使水温升高到水生生物不适应的程度的现象。热污染主要来源热电厂的冷却水，冶金、化工、纺织等工业部门也有大量的废热水产生。直接排入水体后，使水温升高，造成的危害并不亚于有机物、重金属等的污染。实验证明，水体温度的微小变化对水生生态系统都有深刻的影响。水体热污染的危害主要归纳如下。使水中溶解氧减少,溶解氧是水生生物赖以生存的条件之一，也是水体净化的最重要因素之一。而水中溶解氧的溶解度与温度成反比；此外当温度、有毒物质一定时，如溶解氧下降，有害物质的毒性增强。使水体中重金属和有害物质的毒作用加大,水温升高，生物化学反应加快。重金属具潜在的危险，一些重金属可在微生物的作用下转化为金属有机物,产生更大的毒性，例如汞的甲基化。另外，水温升高，有害物质的毒作用加大，并且富集速度加快影响受害生物的生存。导致水体富营养化,，因N、P等物质的过剩

8、是产生富营养化的主要原因，但温度也是不可忽视的。首先，增温可促进有机物的分解，同时又使溶解氧下降，底泥处于厌氧状态，增强其释放N、Po其次，增温可以使耐温性和温性植物种类如蓝藻、绿藻增加，浮游植物异常增殖。使水生生物繁殖率下降，甚至引起鱼类种群的改变与死亡。水温是鱼类生长繁殖的重要因素，它可以改变体内的代谢速度，还可使鱼类感染疾病的几率增加。 热水还能使河面蒸发量加大，失水严重；抬高河床，增加洪水发生次数；引起致病微生物的大量繁殖，对人类健康带来影响。 热污染的防治，首先应制定可行的排放标准，并严格管理。同时加强对工矿企业的含热废水的及时监测，以限制废热水进入水体。其次，加强能量的利用率，改善冷却方式，使废水达标排放。此外，加强热污染源余热的综合利用。如温水养殖、城市集中供热、温室种植等。五、尾水最终处置主导：污水生态工程利用土壤-微生物-植物系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能，既达到对城市污水及部分工业废水的高级净化处理，又可利用其中的有用物质，实现污废水的资源化。污水生态工程的特点：费用低一水、土壤、细菌、高等植物和阳光效果好一达到或超过常规系统的处理程度空间大、时间长再利用途径：城市回用工业回用农业回用地下水回灌生态回用

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