《精编》水和废水监测管理

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1、环境监测技术 第一节水质污染与监测 第二节水质监测方案制订 第三节水样的采集和保存 第四节水样的预处理 第五节物理指标检验 第六节金属化合物的测定 第七节非金属无机物的测定 第八节有机污染物的测定 第九节底质监测 第十节活性污泥性质的测定 水和废水监测 环境监测技术 第一节水质污染与监测 水资源概述水污染情况水质监测与评价水污染防治策略 环境监测技术 水是人类社会的宝贵资源 全球水资源 淡水资源 一 水资源概述 人类易于利用的淡水约占全部淡水的20 左右 而直接能取用的河 湖淡水仅占全部淡水的0 3 14亿 km3 3800万 km3 环境监测技术 水体是地表水圈的重要组成部分 指的是以相对稳

2、定的陆地为边界的天然水域 包括有一定流速的沟渠 江河和相对静止的塘堰 水库 湖泊 沼泽 以及受潮汐影响的三角洲与海洋 把水体当做完整的生态系统或综合自然体来看待 其中包括水中的悬浮物质 溶解物质 底泥和水生生物等 水体可划分为 类型 的概念和 区域 的概念 1 按 类型 可划分为 1 海洋水体 包括海和洋 2 陆地水体 包括地表水体 河流 湖泊 沼泽 地下水体 2 区域 的概念 是指某一具体的被水覆盖的地段 如太湖 洞庭湖 鄱阳湖 按类型划分它们同属于陆地地表水体中的湖泊 按区域划分它们是三个区域内的水体 环境监测技术 区分水质与水体的概念十分重要 水质主要指水相的质量 通过水体的物理 色度

3、悬浮物等 化学 有机和无机物含量 和生物 细菌 微生物 浮游生物 底栖生物 的特征及组成状况 反映了水体环境自然演化过程和人类活动影响的程度 水体则包含有除水相以外的固相物质 内容广泛得多 例如重金属元素污染物可从水相转移到固相底泥中 水相中重金属含量较低 而底泥受到重金属污染 从水体范畴已受到重金属的污染 环境监测技术 水资源供应不足是世界各国所面临的严重问题 由于地理条件的差异引起的水资源分布不均水污染导致的水质性缺水 海水被蒸发后 又以大气降水形式回归海洋的 称为局部的海洋水分循环 陆地水自地表蒸发到大气中 又以降水形式回到陆地的称为局部的内陆水分循环 上述两种情况融合以后 形成比较复杂

4、的水分循环 称为全球水分循环 淡水循环的主要形式为降雨 循环分布区域为大气层到地下5公里 淡水储藏主要为地下水 浅水层蓄水层 和地表水 河流 湖泊 沼泽 冰川等 人类能够较好利用的只是那些循环较快的淡水 大约1100万km3 环境监测技术 目前世界各国每年所消耗的淡水约2088km3 连同可以循环使用的水 总量约为3300km3 a 约占全球全年总径流量的90 其余10 的淡水流到海洋中 因而从全球角度来看水资源是丰富的 但是 随着世界人口的不断增加和工农生产的迅速发展 人类对水量的需求日益增多 而水资源的利用和水量分布极不平均 可用的水源和人口分布不成比例关系 与此同时 人类利用水资源时 又

5、使未经处理的废水和废物排入水体造成人为的水质污染 环境监测技术 A 有限的水资源 各种威胁世界人口急剧膨胀 平均每人用水量上升 工业用水急剧增加 拉美和亚洲的大农业生产 全球变暖 工业生产 采矿业 地球表面 硬壳化 缺水实例美国Ogallala蓄水层 墨西哥谷地城市下陷 中东危机 努比亚蓄水层 海水侵蚀 中国 奇迹 华北平原 地下水位年均下降1 5米 环境监测技术 B 水的厄运 有毒物的排放 农药 化肥 细菌 医院废弃物 化学物质和放射性物质 污染 工业 农业 畜牧业等的污染 S N等 酸雨 湿地 森林的消失湿地功能 控制侵蚀 储蓄水份 过滤污染物 工业化 城市化 大规模的农业灌溉导致湿地消失

6、森林功能 保护和净化水源阻挡污染物入侵 出口创汇砍伐森林 全球气候变暖海平面上升 沿海湿地消失 土壤水份 江河湖海加剧蒸发 积雪场数量减少 湖水更新时间变长 环境监测技术 过渡灌溉和不可持续的农业灌溉并不总是好事 可能的负面影响 土地盐碱化 沙漠化 表层土寝室 水资源短缺咸海 世界第四大湖阿姆河 锡尔河机械化农业 体积减少80 毒盐 大坝和水库大坝目的 水力发电 改进航运 城市用水和农业灌溉弊端 淹没植被 滋生细菌 吸收土壤中的汞 被鱼吸收 生物链富集作用 淹没植被 分解释放温室气体和硫化氢等 地震生态系统的破坏 实例 充满毒物的世界水系统中国80 的主要河流不适合鱼类生存亚洲之最日本 污染源

7、主要为高度氯化的溶剂俄罗斯 75 的河水和湖水不适宜引用美国 液化粪便溢出粪便和抗生素致死塑料袋和药品的污染 阻塞湿地和排水系统 化学物质和荷尔蒙 德国 部分地区自来水含高浓度的雌性激素 环境监测技术 中国的水资源状况中国水资源紧张 多年平均水资源总量为28124亿立方米 按1998年人口计算 人均水资源占有量为2221立方米 仅为世界人均的1 4 居世界第121位 水土资源的区域分布条件不相匹配 南方片北方片内陆河片生态环境用水问题突出黄河 永定河泥沙河道西北内陆地区河流生态脆弱全国300多个城市缺水 其中近百个城市严重缺水 环境监测技术 中国的地表水资源主要集中在七大水系 长江 年径流量

8、9513亿立方米 黄河 年径流量 661亿立方米 松花江 年径流量 762亿立方米 辽河 年径流量 148亿立方米 珠江 年径流量 3338亿立方米 海河 年径流量 228亿立方米 淮河 年径流量 622亿立方米 环境监测技术 按人均拥有水量计 我国仅有2200m3 人 约占世界平均水平的1 4 据上海2000年的统计 上海淡水资源 总量 595 6亿m3 地表水593 5亿m3可利用118 8亿m3 地下水2 1亿m3 上海2000年需水量为158 5亿m3 环境监测技术 污染物进入水体后首先被稀释 随后经过复杂的物理 化学和生物转化 使污染物浓度降低 性质发生变化 水体自然地恢复原样的过程

9、称为自净 自净能力决定着水体的环境容量 洁净水体所能承载的最大污染物量 当污染物进入河流 湖泊 海洋或地下水等水体后 其含量超过了水体的自然净化能力 使水体的水质和水体底质的物理 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和使用功能的现象 被称作为水体污染 1984年颁布的中华人民共和国水污染防治法中为 水污染 下了明确的定义 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 二 水污染情况 环境监测技术 一 水质污染分类化学型污染 由酸碱 有机和无机污染造成的污染 物理型

10、污染 色度 浊度 悬浮固体 热污染 放射性 生物型污染 生活污水 医院污水 二 水体污染来源水体污染源指的是向水体排放污染物的场所 设备和装置等 通常也包括污染物进入水体的途径 工业废水 农业退水 含灌溉 农药喷洒 养殖排泄等 生活污水 含复杂的混合型城市污水 三 主要水污染类型 环境监测技术 环境监测技术 环境监测技术 日本水俣病事件 从1949年起 位于日本熊本县水俣镇的日本氮肥公司开始制造氯乙烯和醋酸乙烯 由于制造过程要使用含汞 Hg 的催化剂 大量的汞便随着工厂未经处理的废水被排放到了水俣湾 1954年 水俣湾开始出现一种病因不明的怪病 叫 水俣病 患病的是猫和人 症状是步态不稳 抽搐

11、 手足变形 神经失常 身体弯弓高叫 直至死亡 经过近十年的分析 科学家才确认 工厂排放的废水中的汞是 水俣病 的起因 汞被水生生物食用后在体内被转化成甲基汞 CH3HCl 这种物质通过鱼虾进入人体和动物体内后 会侵害脑部和身体的其他部位 引起脑萎缩 小脑平衡系统被破坏等多种危害 毒性极大 在日本 食用了水俣湾中被甲基汞污染的鱼虾人数达数十万 环境监测技术 四 富营养化 营养化 Eutrophication 是一种氮 磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象 水体富营养化类型 天然 湖泊 人为营养化的特征 共同特征为藻类和浮游生物大量繁殖 水体溶解氧量下降 使鱼类或其他生物大量死亡 水质恶化

12、的现象 因占优势的浮游生物的颜色不同水面往往呈现蓝色 红色 棕色 乳白色等 这种现象在江河湖泊中称为 水华 在海洋则称为 赤潮 水体富营养化状态判断标准 吉克斯塔特 Gekstatter 提出的划分水质营养状态的标准 并为美国环境保护局 EPA 在水质富营养化研究中得到采用 环境监测技术 贫营养湖泊与富营养湖泊特征比较 吉克斯塔特划分水质营养状态的主要参数和标准 环境监测技术 武汉东湖富营养化评价标准 环境监测技术 中国制定的 地面水环境质量标准GB3838 88 把水分为五类 一类水质 水质良好 地下水只需消毒处理 地表水经简易净化处理 如过滤 消毒后即可供生活饮用者 二类水质 水质受轻度污

13、染 经常规净化处理 如絮凝 沉淀 过滤 消毒等 其水质即可供生活饮用者 三类水质 适用于集中式生活饮用水源地二级保护区 一般鱼类保护区及游泳区 四类水质 适用于一般工业保护区及人体非直接接触的娱乐用水区 五类水质 适用于农业用水区及一般景观要求水域 超过五类水质标准的水体基本上已无使用功能 具体指标多达四十多项 且各个国家和地区会有一些差异 一些常见指标的分析后续内容详细介绍 2008年中国环境状况公报 指出 全国地表水746个国控断面 类水质比例为47 7 劣 类水质比例为23 1 五 中国水质标准和水质状况 环境监测技术 七大水系水质 类断面比例为55 0 劣 类为20 8 与上年相比 七

14、大水系 类断面比例升高5个百分点 劣 类断面比例下降3个百分点 2008年七大水系水质类别比例 长江水系水质状况干流水质为优 支流水质良好 14个目标考核断面中 12个达到2008年水质目标 黄河水系水质状况干流水质为优 支流为重度污染 9个目标考核断面中 7个达到2008年水质目标 珠江水系水质状况干流水质良好 支流水质优 广州段轻度污染 4个目标考核断面 均达到2008年水质目标 松花江水系水质状况干流为轻度污染 支流为中度污染 5个目标考核断面中 4个达到2008年水质目标 淮河水系水质状况干流为轻度污染 类断面同比增加43个百分点 支流为中度污染 25个目标考核断面中 20个达到200

15、8年水质目标 海河水系水质状况干 支流均为重度污染 18个目标考核断面中 11个达到2008年水质目标 辽河水系水质状况辽河干流为中度污染 辽河支流 大辽河为重度污染 大凌河为中度污染 5个目标考核断面中 2个达到2008年水质目标 环境监测技术 滇池 重度污染 重度富营养 滇池环境质量变化 1986 2008年 滇池氮 磷一直为 类 劣 类 富营养化程度严重 草海较外海更为严重 环境监测技术 太湖 重度污染 中度富营养 太湖环境质量变化 1989 2008年 太湖高锰酸盐指数和总氮浓度波动上升 总磷浓度变化不大 2008年4 9月太湖交替出现零星性水华和局部性水华 环境监测技术 巢湖 中度污

16、染 中度富营养 巢湖环境质量变化 1996 2008年 巢湖水质有好转趋势 总磷和总氮浓度略有下降 2005年以来水质由劣 类提高到 类 环境监测技术 洪泽湖 重度污染 轻度富营养 洪泽湖环境质量变化 1986 2008年 洪泽湖总氮 总磷浓度均有所升高 高锰酸盐指数基本维持在达标水平 洞庭湖 中度污染 中营养 洞庭湖环境质量变化 1997 2007年 洞庭湖总氮浓度有所升高 环境监测技术 鄱阳湖 轻度污染 中营养 鄱阳湖环境质量变化 2003年以来 鄱阳湖水质在 劣 类之间波动 泥沙淤积速度较快 湿地功能有下降趋势 存在的主要问题黄淮海流域缺水形式加剧 中国的主要湖泊富营养化问题突出 城镇缺水日益突出 用水浪费现象严重 水污染加剧 尤其是北方城市 干旱地区水土资源过渡开发 生态环境恶化超采地下水的危害 地处渤海之滨的河北沧州市由于过量开采地下水 市中心地面整体沉降以达1 68米 成为我国 成长 最快的地下水漏斗群之一 我国华北地区已经形成世界最大的 地下水漏斗 面积超过4万平方公里 解决调水和水资源短缺问题不单单是工程问题 也是一种哲学 思想和社会经济发展问题 南水北调不过是一种手段