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1、第八讲 水污染与固体废弃物,水是地球上一切生命赖以生存、也是人类生活和生产中不可缺少的基本物质之一。20世纪以来，由于世界各国工农业的迅速发展，城市人口的剧增，缺水已是当今世界许多国家面临的重大问题，尤其是城市缺水状况，越来越加剧。,水污染,1.对水资源的基本认识,水资源定义通常是指可供人们经常可用的水量，即大陆上有大气降水补给的各种地表、地下淡水体的储存量和动态水量。,（1）水资源- 海水：96.5%; 淡水:2.53% 冰川、深层地下水、永冻层底冰、永久雪盖等占淡水总量99.66%; 河水、淡水湖泊水、浅层地下水：0.34%(占水体总量十万分之七),（2）水循环,地球表面的水在太阳辐射能和
2、地心引力的相互作用下，不断地蒸发和蒸腾到大气中，并在空气中形成云，在大气环流的作用下传播到不同的地域，再以降水或降雪等形式回到海洋或陆地的表面。,（3）水资源的重要作用,调节气候 塑造地球表面的形态 水具有物质运输的功能 水是一切生物必不可少的物质 水是人类生成和生产的最基本的物质基础,（4）影响水资源丰缺的主要因素,地理位置 地形条件 土壤和植被 人类活动,2.水体污染和重要污染物,2.1水体污染 （1）水体概念 水体含义：水体系河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川和海洋等“贮水体”的总称。 在环境科学领域中，水体不仅包括水，而且还包括水中的悬浮物、底泥及水中生物等。 从自然地理的角度看，水
3、体是指地表水被覆盖的自然综合体。,（2）水体污染,水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量，从而导致水体的物理特性、化学特性和生物特性发生不良的变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用。 水的污染有两类：一类是自然污染；另一类是人为污染。当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。,（3）水质（污染）指标,CODChemical Oxygen Demand：即化学需氧量，指用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需的氧量，以每升水消耗氧的毫克数表示。 B
4、ODBio-Chemical Oxygen Demand：即生物化学需氧量，简称生化需氧量，表示在有氧条件下，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。 TOD：当有机物完全被氧化时，C、H、N、S分别被氧化为CO2、H2O、NO和SO2，此时的需氧量称为总需氧量. TOC：表示的是污水中有机污染物的总含碳量。 DO：水中氧溶解的量。该指标是水生生物生存的基本条件，一般含量低于4mg/L时鱼类就会窒息死亡。,悬浮物：指水中呈固体状的不溶解物质。 细菌污染指标：在水处理工程中，对污水进行细菌分析主要用两种指标表示水体被细菌污染的程度：1ml水中细菌（杂菌）的总数与水种大肠菌的多少
5、。水中含有大肠菌，即说明已被污染。 有毒物质指标：我国已制定了“地面水中有害物质的最高允许浓度”的指标，列出汞、隔、铅、铬铜、锌、镍、砷、氰化物、氟化物、挥发性酚、石油类、六六六、DDT等40种有毒物质。,2.2 水体中主要污染物,（1）无机无毒物 大致可以分为三种类型：一是属于砂粒、矿渣一类的颗粒状的物质；二是酸、碱无机盐类、三则是氮、磷的植物营养物质。 （2）无机有毒物 重金属如Pb、Hg、Cd、Cr等 非金属的无机毒性物质如氰化物、砷、硒等。,喝了含砷的地表水而中毒的孩子,（3）有机无毒物,有机无毒物主要指需氧有机物。有机污染物排入河流后，产生溶解氧效应和生态效应。 （4）有机有毒物 这
6、类物质多属于人工合成的有机物质，往往含量低，毒性大，异构体多，毒性大小差别悬殊。常见的有：农药、酚类化合物、多环芳烃（PAH）、多氯联苯（PCB）、表面活性剂等。 （5）水体中的其他污染物 石油类污染物； 火电站和原子能发电站大量的热废水排入水体造成的热污染； 原子能反应堆、原子能电站等排泄物又引起水体的放射性污染。,海洋油污染,2002年11月21日，一只羽毛上沾满油污的海鸟卧在被污染的西班牙西北部菲尼斯特雷附近的海滩。 2002年11月19日，悬挂巴哈马国旗的“威望号”油轮在西班牙西北部135海里处断裂沉没，致使船上装载的大约2万多吨燃料油泄漏到大海里，使西班牙500公里的海域和183个海
7、滩受到严重污染，成为大规模人为水污染的典型案例。,2002年6月10日至12日。我国河南省襄城县紫云镇黄南村新寨水库中大量死鱼漂浮在水面上。新寨水库水域面积400多亩，由于水库上游企业长期将生活垃圾和工业污水不加任何处理直接排入水库，致使水体污染严重，导致当地农民承包养殖的至少10万公斤活鱼死亡。,2001年度七大水系监测的752个重点断面中，类水质占29.5%，类水质占17.7%，类和劣类水质占52.8%。其中，七大水系干流154个国控断面中，类水质断面占50.6%，类占26.0%，类和劣类占23.4%，各水系干流水质好于支流。2001年度七大水系污染由重到轻的顺序依次是：海河、辽河、淮河、
8、黄河、松花江、长江和珠江。与上年相比，污染轻重顺序未变，污染程度相近。,长江水系 142个水质监测断面，其中干流断面42个，以类水质为主，、类水的比例分别为9.5%、81.0%、7.1%和2.4%。主要一级支流（岷江、沱江、嘉陵江、乌江、汉江、湘江、资江、沅江、澧水和赣江）断面100个，类水质占68.0%。长江水系的主要污染指标是石油类、氨氮和高锰酸盐指数。,南京外秦淮河“锈”色令人忧,水体污染源,指的是向水体排放污染物的场所、设备和装置。 点污染源：生活污水、工业污水。 面污染源：农村灌溉形成的径流、大气降水（酸雨）。,一些工业废水中的主要污染物,3.水质标准,水质标准：是指为了保障人体健康
9、，维护生态平衡，保护水资源，控制水污染，在综合水体自然环境特征、控制水环境污染的技术水平及经济条件的基础上，所规定水环境中污染物的容许含量、污染源排放的数量和浓度等技术规范。 东方水处理网（http:/ （1）物理自净:稀释、扩散、沉淀 （2）化学自净:氧化还原、酸碱中和、沉淀溶解、分解化合、吸附解吸、凝聚胶溶等 （3）生物自净:微生物作用下，有机化合物转化为低级有机物和简单无机物的过程。,水体富营养化,（1）富营养化的发生 水体富营养化的发生主要是由于水体中氮、磷等营养元素的增多所引起的。从现象看，其发生与水体中藻类的多寡密切相关。,云南滇池发生蓝藻,水体发生富营养化,（2）富营养化程度的判
10、断标准 一般地说，总磷和无机氮分别超过20mg/m3和300 mg/m3就认为水体处于富营养化状态。 （3）富营养化的危害与防治 富营养化发生后，将先引起水底有机物消耗速度超过其生长速度，处于腐化污染状态，并逐渐向上层扩展，在严重时可使一部分水体区域完全变为腐化区。这样，由富营养而引起有机体大量生长的结果，倒过来又走向反面，藻类、植物及水生物、鱼类趋于衰亡以至绝迹。这些现象可能周期性地交替出现，破坏水域地生态平衡并且加速湖泊等水域地衰亡过程。,对水体富营养化防治的方法可归纳于下表,5 水污染综合防治,（1）水污染综合防治的必要性和迫切性 一是水资源紧缺、供需不平衡的矛盾突出，而水环境污染严重使
11、这一矛盾更加突出，迫切需要解决：二是以点源治理为基础的排污口净化处理，不能有效地解决水污染问题，必须从区域或水系的整体出发进行水污染综合防治，由点源治理的尾部控制过渡到源头控制，才能从根本上控制水污染,（2） 水污染综合防治的基本原则,转变经济增长方式，提高资源利用率与水污染治理相结合 合理利用环境的自净能力与人为措施相结合 污染源分散治理与区域污染集中控制相结合 技术措施要与管理措施相结合,（3） 水体污染综合防治的主要对策,水环境功能分区是进行水污染综合防治的依据 制定水污染综合防治规划 实行排污许可证制度，对主要污染源逐步由浓度向总量控制过渡,表 地球上水资源的分布,表 年平均降水量与平
12、均蒸发量之比（P/E）与纬度的关系,全球各大洲年降水和年径流状况,地球上淡水资源再时间和空间上的极不均匀分布，并受到气候变化的影响，致使许多国家或地区的可用水量甚缺。例如我国长江、珠江、浙、闽、台及西南诸河流域的水量占全国总水量的81.0%，而这些地区的耕地仅占全国的35.9%；而华北和西北地处于干旱或半干旱气候区，其降雨和径流都很少，季节性缺水很严重。北非和南撒哈拉地区、阿拉伯半岛、伊朗南部、巴基斯坦和西印度是年降雨长期平均变化最大的区域，其变化幅度超过40%，美国西部、墨西哥北部、非洲西部、巴西最东端以及智利部分地区也是如此。因此，世界许多地区会出现区域性的供水危机。,200多年来，世界人
13、口趋向于集中在占地球较小部分的城镇和城市中，在20世纪中期以来这种城市化进程已明显加快。我国在改革开放后的20年中，城市的数量增加了好几倍，城市的规模也越来越大。目前世界城市居民约占世界人口的41.6%。而城市占地面积只占地球上总面积的0.3%。在城市和城市周围又大量建设了工业区，因此集中用水量很大，超过当地水资源的供水能力。 例如，日本年降雨量1818mm，但由于73%的工业集中在太平洋沿岸，而且东京、大阪、名古屋三大城市周围50km以内，不到国土的1%土地以上居住了全国人口32%，因此这些城市用水十分紧张。 返回,水体有两个含义：一般指河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、海洋的总称，再环境学领
14、域中则把水体当作包括水中的悬浮物、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。由于污染物的入侵，使许多水体受到污染，致使其可利用性下降或丧失。因此，水体污染是破坏水资源、造成可利用水资源缺乏的重要原因之一。,受污染的长江,受污染的黄河,城市生活和工农业用水都存在大量的浪费。由于管理不善，工程配套和工艺技术落后，城市管网和卫生设施的漏水很普遍，是城市生活用水中浪费最大的一相。据统计，美国城市管网漏水量平均达每人每天60L，占全部用水量的10%15%。北京漏水量占总用水量的10%40%，甚至可达70%。工业上从水资源取用的水量远远超过其实际耗水量。如美国1970年统计表明，占全国工业用
15、水量78%的热电站用水，其实际耗水量仅为其取用水量的1%。农村大水漫灌，利用率很低，而且渠道渗漏很大，不仅浪费水资源，而且引起土壤的次生盐渍化和潜育化，降低土壤质量。,由于地表径流的减少，水资源的开发由地表转入地下，但由于对地下水的盲目过量开采，引起了一系列的后果。我国北方地下水年开采量超过了370亿m3，河北沧洲1973年地下水位降落漏斗为16km2，中心水位埋深33m，到1980年已达到2700 km2，中心水位达68m，这种现象再北方较普遍。由于过量开发地下水，导致上海、天津市都发生了严重的地面下沉。一些沿海城市出现了海水入侵，使地下水含盐量过高，失去饮用价值。,地表水位下降示意图,返回
16、,我国多年平均年降水量为28214亿m3，其中河川径流约占94%，低于巴西、全苏联、加拿大、美国和印度尼西亚，约占全球径流量的5.85%，居世界第六位。平均径流深284mm，位世界平均值的90%，居世界第七位。可见，我国的水资源还是比较丰富的。然而，我国人口众多，按12亿人口计算，平均每人每年占有的河川径流量2260m3，不足世界的1/4，分别是美国人均占有量的1/6，前苏联的1/8，巴西的1/9和加拿大的1/58。我国地域辽阔，平均每公顷耕地的河川径流占有量约为28320m3，为世界平均的80%。所以，我国水资源量与不需要不适应的矛盾十分突出，以占世界7%的耕地和6%的淡水资源养活着世界上22%的
