清华大学王占生教授课件-水源水质污染与水处理技术

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1、水源水质污染水源水质污染 王占生王占生 清华大学环境科学与工程系，北京，清华大学环境科学与工程系，北京，100084100084 过去给水工作者主要的任务是去除水中浊过去给水工作者主要的任务是去除水中浊 度与细菌病毒，因此只要控制住浊度（感度与细菌病毒，因此只要控制住浊度（感 官性状）与余氯（消毒剂），水就可以饮官性状）与余氯（消毒剂），水就可以饮 用。因为当时水源比较清洁，污染较小，用。因为当时水源比较清洁，污染较小， 但经过几十年的发展水源已受到不同程度但经过几十年的发展水源已受到不同程度 各种各样的污染。各种各样的污染。 一、无机离子污染一、无机离子污染 二、有机物污染二、有机物污染 三

2、、内分泌干扰物三、内分泌干扰物 四、其他值得关注的有机污染物四、其他值得关注的有机污染物 五、微生物污染五、微生物污染 一一 、无机离子污染、无机离子污染 汞引起的水俣病汞引起的水俣病 镉引起的痛痛病镉引起的痛痛病 找出污染源进行处理，多数获得缓解。找出污染源进行处理，多数获得缓解。 二 、有机物污染 有机物的人工合成，促进了社会发展，方有机物的人工合成，促进了社会发展，方 便了人们的生活。目前已合成的化学物质便了人们的生活。目前已合成的化学物质 达到达到1000万种，经常使用的有万种，经常使用的有7-8万种。万种。 但是它们是双刃剑，造福于人类也危害人但是它们是双刃剑，造福于人类也危害人 类

3、，由于生产、使用与废弃等过程不当，类，由于生产、使用与废弃等过程不当， 已经对环境造成了污染，引发环境安全危已经对环境造成了污染，引发环境安全危 机。它们通过食物链又进入人体产生种种机。它们通过食物链又进入人体产生种种 危害与潜在威胁。危害与潜在威胁。 二 、有机物污染 随着分析技术的飞速发展，仪器分析技术广随着分析技术的飞速发展，仪器分析技术广 泛应用，水体与饮用水中有机物曾成为研究泛应用，水体与饮用水中有机物曾成为研究 热点。热点。1981年报道在世界范围内水体中共检年报道在世界范围内水体中共检 出出2221种有机物，其中饮用水中检出种有机物，其中饮用水中检出765种有种有 机化合物。机化

4、合物。 美国环境保护署提出水体中美国环境保护署提出水体中129种应优先控制种应优先控制 污染物名单（俗称黑名单），其中污染物名单（俗称黑名单），其中114种为有种为有 机污染物。我国曾提出适合我国国情的黑名机污染物。我国曾提出适合我国国情的黑名 单，包括单，包括14类类68种，其中有机物为种，其中有机物为58种。种。 二 、有机物污染 应优先控制有机物中均包括了挥发性卤代应优先控制有机物中均包括了挥发性卤代 烃，其中三氯甲烷、溴仿等物质是消毒副烃，其中三氯甲烷、溴仿等物质是消毒副 产物，而多氯联苯、氯丹、二噁英、氯酚、产物，而多氯联苯、氯丹、二噁英、氯酚、 邻苯二甲酸脂、部分杀虫剂等是内分泌干

5、邻苯二甲酸脂、部分杀虫剂等是内分泌干 扰物或是可疑的内分泌干扰物。扰物或是可疑的内分泌干扰物。 二 、有机物污染 国际上有两本关于环保的经典名作：国际上有两本关于环保的经典名作： 1 1962年年Carson“寂静的春天寂静的春天” 指出：指出：DDT、666等难降解的有机氯类农等难降解的有机氯类农 药所带来的生态灾难。药所带来的生态灾难。 2 1996年年CoLborn在在“我们被偷走的未来我们被偷走的未来” 指出：生物体长期暴露于低浓度的有机合指出：生物体长期暴露于低浓度的有机合 成化合物下将存在潜在危害，生殖生长能成化合物下将存在潜在危害，生殖生长能 力逐渐降低并最终导致种群灭绝（内分泌

6、力逐渐降低并最终导致种群灭绝（内分泌 干扰物质的危害）。干扰物质的危害）。 三、内分泌干扰物三、内分泌干扰物 上世纪上世纪90年代人们关注到内分泌干扰物对野年代人们关注到内分泌干扰物对野 生动物与人类的危害生动物与人类的危害。 1996年美国环保局列出年美国环保局列出60种内分泌干扰物种内分泌干扰物。 1997年世界野生动物基金会列出年世界野生动物基金会列出68种种。 1998年日本在全国范围内进行了水环境中的年日本在全国范围内进行了水环境中的 内分泌干扰物普查并于内分泌干扰物普查并于1999年公布了年公布了75种内种内 分泌干扰物分泌干扰物。 三、内分泌干扰物三、内分泌干扰物 内分泌干扰物一

7、般具有类似于激素的结构内分泌干扰物一般具有类似于激素的结构 或功能，可以模拟激素的作用与受体相结或功能，可以模拟激素的作用与受体相结 合，从而干扰生物体的正常生理功能。合，从而干扰生物体的正常生理功能。 作用机理是：进入生物体的内分泌干扰物作用机理是：进入生物体的内分泌干扰物 与生物体本身的激素竞争靶细胞上的受体，与生物体本身的激素竞争靶细胞上的受体， 产生阻碍作用，影响内分泌系统与其他系产生阻碍作用，影响内分泌系统与其他系 统的互动作用。统的互动作用。 三、内分泌干扰物三、内分泌干扰物 内分泌干扰物的危害内分泌干扰物的危害 ： 1 干扰生殖系统功能和生物体正常发育，生干扰生殖系统功能和生物体

8、正常发育，生 殖机能下降或出现异常生理现象；殖机能下降或出现异常生理现象； 2 干扰免疫系统正常功能，降低生物体的免干扰免疫系统正常功能，降低生物体的免 疫力，具有致癌性，容易诱发肿瘤；疫力，具有致癌性，容易诱发肿瘤； 3 干扰神经系统正常功能与发育，损害神经干扰神经系统正常功能与发育，损害神经 系统导致行为失控等反常现象。系统导致行为失控等反常现象。 内分泌干扰物质主要是内分泌干扰物质主要是农药农药、除草剂除草剂、灭灭 菌剂菌剂、涂料涂料、塑料增固剂等塑料增固剂等。 对野生动物的危害：导致种群减少与灭绝对野生动物的危害：导致种群减少与灭绝 对人类的危害：生殖系统癌变率增加对人类的危害：生殖系

9、统癌变率增加、不不 育夫妇增加、女婴数超过男婴。育夫妇增加、女婴数超过男婴。 三、内分泌干扰物三、内分泌干扰物 实例：实例： 1995年年，研究者发现在美国佛罗里达州的研究者发现在美国佛罗里达州的 阿伯谱卡湖中阿伯谱卡湖中，雄性短吻鳄雌性化雄性短吻鳄雌性化，阴茎阴茎 萎缩到正常的萎缩到正常的1/2-1/4，其血液中的雄性激其血液中的雄性激 素在减少素在减少，在鳄鱼卵中被检出在鳄鱼卵中被检出5-8mg/L的的 DDT，新生的卵子有较高畸形发生率新生的卵子有较高畸形发生率， 因此被认为是湖周围的化学公司将因此被认为是湖周围的化学公司将DDT 衍生物衍生物，DDE和狄氏剂等农药未经去除和狄氏剂等农药

10、未经去除 直接排入湖中造成的直接排入湖中造成的。 三、内分泌干扰物三、内分泌干扰物 实例：实例： 对水生鱼类研究发现，壬基酚进入鱼体后可导致对水生鱼类研究发现，壬基酚进入鱼体后可导致 鱼类雌性化，雄性鱼生殖腺退化，体内出现只有鱼类雌性化，雄性鱼生殖腺退化，体内出现只有 雌性有的卵黄蛋白原，幼鱼出现变态发育。雌性有的卵黄蛋白原，幼鱼出现变态发育。 野生鸭求偶交配等行为异常，繁殖率下降。蛙类野生鸭求偶交配等行为异常，繁殖率下降。蛙类 胚胎发育受抑制，幼蛙性成熟期延长。胚胎发育受抑制，幼蛙性成熟期延长。 一些鸟类种群减少，生殖力下降，卵壳变薄、孵一些鸟类种群减少，生殖力下降，卵壳变薄、孵 化率降低，

11、胚胎发育过程中出现变态，雄性生殖化率降低，胚胎发育过程中出现变态，雄性生殖 腺雌性化。腺雌性化。 三、内分泌干扰物三、内分泌干扰物 实例：实例： 海豚海豚、鲸鱼集体自杀鲸鱼集体自杀，失去辨别能力失去辨别能力，因因 为他们追逐海船为他们追逐海船，船体涂料船体涂料（采用三丁基采用三丁基 锡锡、三苯基锡等防治贝类附着三苯基锡等防治贝类附着）还有鱼网还有鱼网 防腐剂影响神经系统所致防腐剂影响神经系统所致。受影响的还有受影响的还有 螺丝螺丝，已发现雌性螺丝具有雄性生殖器阴已发现雌性螺丝具有雄性生殖器阴 茎及输精管现象茎及输精管现象。 三、内分泌干扰物三、内分泌干扰物 实例：实例： 2005年年6月月5日

12、日参考消息参考消息登载路透社华盛顿登载路透社华盛顿6月月2 日电日电，发表在美国发表在美国科学科学杂志上的华盛顿州立大杂志上的华盛顿州立大 学生殖生物学中心主任迈克尔学生殖生物学中心主任迈克尔斯金纳的文章说：斯金纳的文章说： 祖父母甚至曾祖父母中毒都可能殃及孙辈健康祖父母甚至曾祖父母中毒都可能殃及孙辈健康。 斯金纳和同事们在孕鼠妊娠期间胚胎出现性别特征斯金纳和同事们在孕鼠妊娠期间胚胎出现性别特征 的某个时候给它注射了葡萄园经常使用的杀真菌剂的某个时候给它注射了葡萄园经常使用的杀真菌剂 农利灵和取代了滴滴涕的一种杀虫剂甲氧氯农利灵和取代了滴滴涕的一种杀虫剂甲氧氯。这些这些母鼠产下的雄性幼鼠的精子

13、数量比正常水平低母鼠产下的雄性幼鼠的精子数量比正常水平低20%， 而且活力不足而且活力不足，这意味着精子游动能力差这意味着精子游动能力差，生育能生育能 力下降力下降。当这些雄鼠同没有受到这些毒素影响的雌当这些雄鼠同没有受到这些毒素影响的雌鼠交配后鼠交配后，它们产下的雄性幼鼠中它们产下的雄性幼鼠中90%有类似问题有类似问题， 这个影响会延续四代这个影响会延续四代。 三、内分泌干扰物三、内分泌干扰物 实例：实例： 在野生动物中呈现的问题已经逐渐在人类群体中出在野生动物中呈现的问题已经逐渐在人类群体中出 现。现。 婴儿先天性畸形增多，新生婴儿免疫力下降，儿童婴儿先天性畸形增多，新生婴儿免疫力下降，儿

14、童 性成熟提前。性成熟提前。 生殖系统癌变病例增加：男性睾丸癌患者生殖系统癌变病例增加：男性睾丸癌患者19791991 年增加了年增加了50%，全球每年约有，全球每年约有120万妇女确诊为乳腺万妇女确诊为乳腺 癌，癌，50万妇女死于乳腺癌，发病率以每年万妇女死于乳腺癌，发病率以每年520%速速 度上升；子宫癌发病率也急剧上升。度上升；子宫癌发病率也急剧上升。 三、内分泌干扰物三、内分泌干扰物 实例：实例： 1992年丹麦卡尔桑德等人通过年丹麦卡尔桑德等人通过20多个国家多个国家15,000人人 调查得出结论，从调查得出结论，从1940年到年到1990年年50年间人类精子年间人类精子 数量不断下

15、降，精子密度下降数量不断下降，精子密度下降50%，精液量减少，精液量减少 25%，生殖系统功能下降，他们指出是环境污染，生殖系统功能下降，他们指出是环境污染 造成，引起了国际上震动。造成，引起了国际上震动。 20世纪世纪40年代我国男性平均精子密度年代我国男性平均精子密度6,000万个万个 /ml，90年代只有年代只有2,000万个，精子活度也大幅下万个，精子活度也大幅下 降，降，19811996年年16年间全国年间全国39个市万名男子精液个市万名男子精液 量、数目、活动能力下降量、数目、活动能力下降10.3、18.6和和10.4%，工，工 业化地区更明显。业化地区更明显。 三、内分泌干扰物三

16、、内分泌干扰物 实例：实例： 西方发达国家约有西方发达国家约有20%夫妇苦于没有孩子。夫妇苦于没有孩子。1998年年 底我国医学部门统计目前我国每底我国医学部门统计目前我国每8对夫妇中有一对对夫妇中有一对 不育。不育。 浙江省每年有浙江省每年有30多万对夫妻结婚，但每年新增加不多万对夫妻结婚，但每年新增加不 孕不育家庭就有孕不育家庭就有3万多个，而在这万多个，而在这3万多个家庭中，万多个家庭中， 约约5000个是因男方无精或少精导致的。著名泌尿外个是因男方无精或少精导致的。著名泌尿外 科专家陈昭典教授解释说，由于环境污染日益严峻，科专家陈昭典教授解释说，由于环境污染日益严峻， 环境内分泌干扰物中大量的环境雌激素已严重威胁环境内分泌干扰物中大量的环境雌激素已严重威胁 男性生殖健康，环境内分泌干扰物已成为男性健康男性生殖