水环境现状和保护教材

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1、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 1 物理性指标 如温度，色度， 嗅和味，浑浊度，透 明 度 ，总固体，悬浮 固体，溶解固体。 2 化学性指标 如PH、阴阳离 子、重金属、氰化物、农药 。 3 生物性指标 如细菌数，大肠 菌群数，病毒。 水污染水污染 水质物理指标 1、温度 2、嗅和味 稀释倍数法 3、色度 比色法 （氯铂酸钾和氯化钴） 稀释倍数法 4、浊度 浊度仪、分光光度法 5、悬浮物 三、水质化学指标 1、pH 天然水体pH一般在69。 天然水体具有缓冲能力： CO2 、HCO3- 2、酸度和碱度

2、 碱度：能与强酸发生中和反应的全部物质。 酸度：能与强碱发生中和反应的全部物质。 四、水质有机物指标 水体中有机物种类繁多，很难进行全面 分析。 一般用化学需氧量、生化需氧量、总需 氧量等指标表示。 用CxHyOz表示有机物： CxHyOz + （x +1/4y - 1/2z)O2 xCO2 + 1/2yH2O 如果有机物中含有 N、S、P,分别氧化成 硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐。 好氧菌：（藻类） C106H263O110N16P + 138O2106CO2 + 16NO3- +HPO42- + 122H2O + 18H+ 呼吸 光合 当缺氧的时候，厌氧菌大量繁殖。 有机物分解的产物不同。 C、

3、N 、S CH4、H2S、NH3 水质发臭变黑。 反映水体有机物含量的指标： 1、溶解氧 常温下（25）为8mg/L左右。 温度低， 温度高， 2、化学需氧量 3、生化需氧量 4、总需氧量（TOD） 水体中有机物完全氧化所需的氧量。 NNO, SSO2 5、总有机碳（TOC） 水中有机物燃烧生成CO2，测定CO2的含量， 应减去碳酸盐产生的CO2。 1有机污染物 （1）农药： 水中常见的农药主要分为： 有机氯、有机磷和氨基甲酸酯类农药。 通过喷施农药、地表径流及农药工厂的废水排人水 体中。 有机氯农药 a.难以被化学降解和生物降解，在环境中的滞留时 间很长； b.具有较低的水溶性和高的辛醇-水

4、分配系数，大部 分被分配到沉积物有机质和生物脂肪中。 辛醇-水分配系数： 化学物质在辛醇中的浓度与在水中浓度的比值。 c. 在土壤、沉积物和水生生物中都已发 现这类污染物。 d.水中农药的浓度是很低。 有机磷农药和氨基甲酸酯农药 a.杀虫力较高(与有机氯农药相比); b.较易被生物降解，在环境中的滞留时 间较短，在土壤和地表水中降解速率较 快; C. 在水中溶解度较大，目前在地表水中 能检出的不多，污染范围较小。 （2）多氯联苯（PCBS） 多氯联苯是联苯经氯化而成；有210种化合物； 化学稳定性和热稳定性较好； 作为变压器、电容器的冷却剂、绝缘材料、耐腐蚀的 涂料等。 极难溶于水，不易分解；

5、 辛醇一水分配系数高，在水生生物体内和沉积物中 的浓度较高。 1973年以后，各国陆续开始减少或停止生产。 （3）卤代脂肪烃： 易挥发，在大气中进行光解； 在地表水中，进行生物或化学降解， 其降解速率是很慢的。 在水中的溶解度高，辛醇-水分配系 数低，在沉积物有机质或生物脂肪层中 的分配较少。 （4）醚类： 七种醚类化合物属美国优先污染物： 双-（氯甲基）醚 CH2Cl-O-ClCH2 双-（2-氯甲基）醚 双-（2-氯异丙基）醚 2-氯乙基-乙烯基醚 双-（2-氯乙氧基）甲烷 大多存在于水中，辛醇-水分配系数很低， 生物积累和在底泥上的吸附能力都低。 4-氯苯-苯基醚 4-溴苯-苯基醚 辛醇

6、-水分配系数较高，有可能在底泥有机质和 生物体内累积。 （6）苯酚类和甲酚类： 酚类化合物具有高的水溶性、辛醇-水分配系数 小； 主要残留在水中，大多数酚并不能在沉积物和 生物脂肪中发生富集； 饮水指标：0.002mgL-1； 污水：0.1 mgL-1。 （7）酞酸酯类： 辛醇水分配系数高； 主要富集在沉积物有机质和生物脂肪体中。 酞酸二甲酯、酞酸二丁酯等 （8）多环芳烃类（PAH）： 多环芳烃在水中溶解度很小，辛醇-水分配 系数高； 地表水中滞留性污染物，主要累积在沉积 物、生物体内和溶解的有机质中。 最终归趋可能是吸附到沉积物中，然后进 行缓慢的生物降解。 在地表水体中其浓度低。 2金属污

7、染物 镉、铬、汞、铅、砷、铜、锌等 （1）镉： 污水综合排放标准 总镉 0.1mgl-1 镉是水迁移性元素 除了硫化镉外，其它镉的化合物均能溶 于水。 存在形式： Cd2+ 、CdOH+、Cd(OH)2、CdC1X、 Cd(NH3)X、 Cd(HCO3)X、CdSO4等。 水体中悬浮物和沉积物对镉有较强的 吸附能力。 悬浮物和沉积物中镉的含量的90以上 。 水生生物对镉有极强的富集能力。 日本的痛痛病就是由于长期食用含镉 量高的稻米所引起的中毒。 镉能在动物的肾脏、动脉和肝脏内积 累。骨痛病患者体内积累了大量的镉。 镉引起贫血、高血压、肾脏损害、骨 质以及新陈代谢障碍。 （2）汞：0.05mg

8、l-1 天然水体中汞的含量很低，一般不超过 1.0g/L。 水体中汞以Hg2+、Hg(OH)2、 CH3Hg(OH)、CH3HgC1、C6H5Hg+为主要形 态； 在悬浮物和沉积物中主要以Hg2+、HgO、 HgS、CH3Hg(SR)、(CH3Hg)2S为主要形态 。 在生物相中，汞以Hg2+、CH3Hg+、 CH3HgCH3为主要形态。 Hg2+易被水中有机质、微生物或其他 还原剂还原为Hg，即形成气态汞，并由 水体逸散到大气中。 溶解在水中的汞约有1-10转入大 气中。 水体中的悬浮物和底质对汞有强烈的 吸附作用。 在微生物的作用下，无机汞能转变成 剧毒的甲基汞; 甲基汞有根强的亲脂性，极

9、易被水生 生物吸收，通过食物链逐级富集。 日本著名的水俣病就是食用含有甲基 汞的鱼造成的。 (3)铅： 1.0mgl-1 存在形式： Pb2+、PbOH+、Pb(OH)2、Pb(OH)3- 、PbCl+、 PbC12。 存在形式受CO3- 、SO42-、OH-、Cl-和pH 的影响 在中性和弱碱性的水中，主要是Pb(OH)2 水体中悬浮颗粒物和沉积物对铅有强烈的吸 附作用 铅被吸收后在血液中循环，除在肝、 脾、肾、肺中外，90%存在于骨骼中。 (4)砷： 0.5mgl-1 毒性：低浓度下五价砷是无毒的。三价砷 是剧毒的，因为亚砷酸盐与蛋白质中的巯基发 生反应。 存在形式： H3AsO3 、H2

10、AsO3-、H3AsO4。 砷可被颗粒物吸附、共沉淀至底部沉积 物中。 水生生物能富集水体中无机和有机砷化合 物。 无机砷被环境中厌氧细菌还原而产生甲基 化，形成有机砷，如CH3AsH2。 甲基砷的毒性仅为砷酸钠的1/200 （5）铬： 1.5mgl-1 存在形式： Cr3+、CrO2-、CrO42-、Cr2O72- 三价铬大多数被底泥吸附转入固相，少量溶 于水，迁移能力弱。 易生成氢氧化物的沉淀。 六价铬在碱性水体中较为稳定并以溶解状态 存在，迁移能力强。 毒性：六价铬毒性比三价铬大。 因为肠胃对三价铬的吸收率很低，只有0.5% ，而对六价铬高得多。 （6）铜：0.5mgl-1 铜是人体糖代

11、谢过程中必需的微量元素。 对红血球形成十分重要。 存在形式： 与OH-、CO32-和C1-的浓度有关，同时受pH的影响 。 pH为57时，Cu(OH)2CO3 pH7时，CuO、Cu2+、CuOH+ pH8以上时， Cu(OH)2、Cu(OH)3-、CuCO3及 Cu(CO)22-形式存在。 水体中颗粒物能强烈的吸附铜离子，使铜最终 进入底部沉积物中。 （7）锌：2.0mgl-1 人必需微量元素，锌有助于儿童发育和帮助 骨骼生长，有助于防止动脉硬化和皮肤病。 缺锌可引起侏儒病，影响核酸的合成和蛋 白质的代谢等。 锌过量，会引起发育不良、新陈代谢失调 和腹泻。 存在形式： Zn2+、Zn(OH)

12、N(N-2) 、与C1-、有机酸和氨基 酸等形成可溶性配合物。 迁移： 锌可被水体中悬浮颗粒物吸附，向底部沉积 物迁移，沉积物中锌含量为水中的1万倍。 水生生物对锌有很强的吸收能力，富集倍数 达103-105倍。 水污染的定义（Water Pollution ) 水污染即水体因某种物 质的介入，而导致其化 学、物理、生物或者放 射性等方面特征的改变 ，从而影响水的有效利 用，危害人体健康或者 破坏生态环境，造成水 质恶化的现象称为水污 染。 三 水污染概念 全球水污染概况 人类的活动会使大量的工业、农 业和生活废弃物排入水中，使水 受到污染。目前，全世界每年约 有4200多亿立方米的污水排入江

13、 河湖海，污染了5.5万亿立方米的 淡水，这相当于全球径流总量的 14%以上。 全球有10亿人饮用未经处理的水 源水，其中半数人口在亚洲，1/3 在东盟和东亚国家，占该地区人 口的21，农村地区更为突出， 据WHO估计，亚洲地区不安全 饮水造成的过早死亡为73万人。 全球重大水污染事件 1、水俣病事件 1953 1956年 水俣病事件 日本熊本县水俣镇一家氮肥公 司排放的废水中含有汞，这些废水 排入海湾后经过某些生物的转化， 形成甲基汞。这些汞在海水、底泥 和鱼类中富集，又经过食物链使人 中毒。 当时，最先发病的是爱吃鱼 的猫。中毒后的猫发疯痉挛，纷纷 跳海自杀。没有几年，水俣地区连 猫的踪影

14、都不见了。1956年，出现 了与猫的症状相似的病人。因为开 始病因不清，所以用当地地名命名 。1991年，日本环境厅公布的中毒 病人仍有2248人，其中1004人死亡 。 全球重大的水污染案例 2 罗马尼亚境内金矿厂漫坝 2000年1月30日，罗马尼亚境 内一处金矿污水沉淀池，因积 水暴涨发生温漫坝，10多万升 含有大量氰化物、铜铜和铅铅 等重金属的污水冲泄到多瑙河 支流蒂萨河，并顺流南下，迅 速汇入多瑙河向下游扩散，造 成河鱼大量死亡，河水不能饮 用。匈牙利、南斯拉夫等国深 受其害，国民经济和人民生活 都遭受一定的影响，严重破坏 了多瑙河流域的生态环境，并 引发了国际诉讼。 全球重大的水污染案例 3 骨痛病事件 1955 1972年 骨痛病事件 镉是人体不需要的元 素。日本富山县的一些铅 锌矿在采矿和冶炼中排放 废水，废水在河流中积累 了重金属“镉”。人长期饮 用这样的河水，食用浇灌 含镉河水生产的稻谷，就 会得“骨痛病”。病人骨骼 严重畸形、剧痛，身长缩 短，骨脆易折。 全球重大的水污染案例 4 剧毒物污染莱茵河事件 1986年 11月1日，瑞士巴塞尔市桑多兹化工厂仓库失火，近30吨剧 毒的硫化物、磷化物