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1、第七章 水污染及其防治,一、地球上水的分布,地球上的水量十分丰富，总量约为14亿立方千米。,地球上的水以各种不同形式分布于不同的地方。其中海水占97.3%占到地球表面积的70%。,全球的水分布,包气带,包气带水处于地表面以下潜水位以上的包气带岩上层中，包括土壤水、沼泽水、上层滞水以及基岩风化壳（粘土裂隙）中季节性存在的水。 包气带水的主要特征是受气候控制，季节性明显，变化大，雨季水量多，旱季水量少，甚至干涸。包气带水对农业有很大意义，对建筑工程有一定影响。,潜水,埋藏在地表以下第一层较稳定的隔水层以上具有自由面的重力水叫潜水。潜水的自由表面，承受大气压力，受气候条件影响，季节性变化明显，春、夏
2、季多雨，水位上升，冬季少雨，水位下降，水温随季节而有规律的变化，水质易受污染。,承压水,地表以下充满两个稳定隔水层之间的重力水称为承压水或自流水。由于地下水限制在两个隔水层之间，因而承压水具有一定压力，特别是含水层透水性愈好，压力愈大，人工开凿后能自流到地表。因为有隔水顶板存在，承压水不受气候的影响，动态较稳定，不易受污染。,水的重要性,水是生命的源泉，是生命存在与经济发展的必要条件，同样是构成人体组织的重要部分。水在人体内的含量达70%，其余30%左右为固体营养物（蛋白质、碳水化合物、脂质、矿物质、维生素等）。人体60%的水在细胞内，40%在流体内（血、消化液、唾液、胆液、泪水、汗液、肠液、
3、胃液）。成年人每天需水2.5 -3升，其中直接饮用1升左右，食物中补充1升，人体新陈代谢形成0.5升。明代李时珍在本草纲目中著到：“药补不如食补，食补不如水补”，水不愧为百药之王。,中国水资源状况,中国水资源总量为2.8万亿立方米。其中地表水2.7万亿立方米，地下水0.83万亿立方米，由于地表水与地下水相互转换、互为补给，扣除两者重复计算量0.73万亿立方米，与河川径流不重复的地下水资源量约为0.1万亿立方米。中国水资源总量居世界第六位，人均占有量为2240立方米，约为世界人均的1/4，在世界银行连续统计的153个国家中居第88位。,按照国际公认的标准 人均水资源低于3000立方米为轻度缺水；
4、 人均水资源低于2000立方米为中度缺水； 人均水资源低于1000立方米为重度缺水； 人均水资源低于500立方米为极度缺水。 中国目前有16个省(区、市)人均水资源量(不包括过境水)低于严重缺水线，有6个省、区(宁夏、河北、山东、河南、山西、江苏)人均水资源量低于500立方米，为极度缺水地区。,中国水资源地区分布不均，水土资源不相匹配。长江流域及其以南地区国土面积只占全国的36.5%，其水资源量占全国的81%；淮河流域及其以北地区的国土面积占全国的63.5%，其水资源量仅占全国水资源总量的19%。,二、水循环,三、水质,水质即水的品质。是指水与其中所含杂质共同表现相互来的物理学、化学和生物学的
5、综合特性。水中的杂质，按照其颗粒大小不同可以分为三类：颗粒最大的为悬浮物质；其次是胶体物质；颗粒最小的是离子和分子，称为溶解物质。,四、水质指标,(1)物理指标(嗅味、温度、浑浊度、透明度、颜色等) (2)化学指标 (a)非专一性指标：电导率、pH值、硬度、碱度、无机酸度等； (b)无机物指标：有毒类金属、有毒重金属、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐等； (c)非专一性有机物指标：总耗氧量、化学耗氧量、生化耗氧量、总有机碳、高锰酸钾指数、酚类等； (d)溶解性气体：氧气、二氧化碳等 (3)生物指标(细菌总数、大肠菌群、藻类等) (4)放射性指标(总射线、总射线、铀、镭、钍等),常用水质指标,1、pH,
6、天然水是一个pH值的缓冲体系，其缓冲作用主要来自碳酸化合物对水的pH值平衡。 天然水体 69 物理、化学和生物特性 饮用水 6.58.5 生活污水呈弱碱性 工业废水pH偏离中性范围很远,2、BOD,Biochemical Oxygen Demand：生化需氧量或生化耗氧量(一般指五日生化学需氧量)，表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指示。说明水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。,通常情况下是指水样充满完全密闭的溶解氧瓶中，在20的暗处培养5d，分别测定培养前后水样中溶解氧的质量浓度，由培养前后溶解氧的质量浓度之差，计算每升样品消耗的
7、溶解氧量，以BOD5形式表示。其单位ppm或毫克/升表示。其值越高说明水中有机污染物质越多，污染也就越严重。,BOD，生化需氧量（BOD）是一种环境监测指标，主要用于监测水体中有机物的污染状况。一般有机物都可以被微生物所分解，但微生物分解水中的有机化合物时需要消耗氧，如果水中的溶解氧不足以供给微生物的需要，水体就处于污染状态。,3、COD,化学需氧量（COD或CODcr）是指在一定严格的条件下，水中的还原性物质在外加的强氧化剂的作用下，被氧化分解时所消耗氧化剂的数量，以氧的mg/L表示。化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度，这些物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等，但一般水及废水中
8、无机还原性物质的数量相对不大，而被有机物污染是很普遍的，因此，COD可作为有机物质相对含量的一项综合性指标。,BOD COD 关系,COD是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量。水样在一定条件下，以氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量为指标，折算成每升水样全部被氧化后，需要的氧的毫克数，以mg/L表示。它反映了水中受还原性物质污染的程度。该指标也作为有机物相对含量的综合指标之一。,五、水环境质量标准,地表水环境质量标准 污水综合排放标准 生活饮用水水质标准,地表水环境质量标准（ GB 3838-2002 ）,地表水环境质量标准（GB3838-83）为首次发布，1988年为第一次
9、修订，1999年为第二次修订，2002年为第三次修订。,与GHZB1-1999相比，本标准在环境质量标准基本项目中增加总氮一项指标，删除了基本要求和亚硝酸盐、非离子氨和凯氏氮三项指标，将硫酸盐、氯化物、硝酸盐、铁、锰调整为集中式生活饮用水地表水源地补充项目，修订了pH、溶解氧、氨氮、总磷、高锰酸盐指数、铅、粪大肠菌群7个项目的标准值，增加了集中式生活饮用水地表水源地特定项目40项。本标准删除了湖泊水库特定项目标准值。,对应地表水上述五类水域功能，将地表水环境质量标准基本项目标准值分为五类，不同功能类别分别执行相应类别的标准值。水域功能类别高的标准值严于水域功能类别低的标准值。同一水域兼有多类使
10、用功能的，执行最高功能类别对应的标准值。,依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类： 类主要适用于源头水、国家自然保护区； 类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产场、仔稚幼鱼的索饵场等； 类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区； 类主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； 类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。,污水综合排放标准（ GB 8978-1996 ）,中华人民共和国环境保护法、 中华人民共和国水污染防治法 中华人民共和国海洋环境保护法 控制水污染
11、，保护江河、湖泊、运河、渠道、水库和海洋等地面水以及地下水水质的良好状态，保障人体健康，维护生态平衡，促进国民经济和城乡建设的发展。,生活饮用水卫生标准（GB57492006）,随着经济的发展，人口的增加，不少地区水资源短缺，有的城市饮用水水源污染严重，居民生活饮用水安全受到威胁。1985年发布的生活饮用水卫生标准（GB574985）已不能满足保障人民群众健康的需要。为此，卫生部和国家标准化管理委员会对原有标准进行了修订，联合发布新的强制性国家生活饮用水卫生标准（GB57492006）,新标准具有以下三个特点： 一是加强了对水质有机物、微生物和水质消毒等方面的要求。 二是统一了城镇和农村饮用水
12、卫生标准。 三是实现饮用水标准与国际接轨。新标准水质项目和指标值的选择，充分考虑了我国实际情况，并参考了世界卫生组织的饮用水水质准则，参考了欧盟、美国、俄罗斯和日本等国饮用水标准。,六、水体污染,水体污染是指水体因某种物质的介入，超过了水体的自净能力，导致其物理、化学、生物等方面特征的改变，从而影响到水的利用价值，危害人体健康或破坏生态环境，造成水质恶化的现象。,1、污染成因,环境污染物的来源称为污染源。 从污染源划分，可分为点污染源和面污染源。,点污染是指污染物质从集中的地点（如工业废水及生活污水的排放口）排入水体。 它的特点是排污经常，其变化规律服从工业生产废水和城市生活污水的排放规律，它
13、的量可以直接测定或者定量化，其影响可以直接评价。,面污染则是指污染物质来源于集水面积的地面上（或地下）。如农田施用化肥和农药，灌排后常含有农药和化肥的成分，城市、矿山在雨季，雨水冲刷地面污物形成的地面径流等。 面源污染的排放是以扩散方式进行的，时断时续，并与气象因素有联系。,中国拥有地球上7%的耕地，但化肥和农药的使用量却是全球总量的35%。根据国家统计局的数据，202X年中国粮食产量首次突破6亿吨大关，连续第十年实现增产。但在“十连增”的背后，却是化肥超量使用的事实，环保部生态司司长庄国泰指出，中国南方农作物的复种指数很高，基本上靠化肥来支撑，而化肥施用后只有35%的部分有效，剩下的65%都
14、变为污染物留在了环境当中。 “听说有的地方，地下水抽上来都可以当肥料用。”,农村主要使用氮、磷、钾三种肥料，氮肥主要是促进茎秆和叶子的生长，而磷肥则有利于让籽粒更加饱满。如果过多使用其中某一种肥料，缺乏配合，可能造成叶子长得过大，但籽粒饱满度不足。或者籽粒饱满，但茎秆的强度不够，来阵风就刮倒了，最终还是影响整体产量。过度施肥造成的水环境污染、耕地质量退化，甚至还会影响国家的粮食安全战略。,202X年3月5日上午，李克强总理在政府工作报告中提出，要“整治农业面源污染，建设美丽乡村。我们要像对贫困宣战一样，坚决向污染宣战”，这是治理农业面源污染首次被写入政府工作报告。,2、水体污染物的主要来源,水
15、污染主要是由人类活动产生的污染物造成，它包括工业污染源，农业污染源和生活污染源三大部分。,水体污染来源示意图,工业废水是水域的重要污染源，具有量大、面积广、成分复杂、毒性大、不易净化、难处理等特点。,农业污染源包括牲畜粪便、农药、化肥等。农药污水中，一是有机质、植物营养物及病原微生物含量高，二是农药、化肥含量高。中国没开展农业方面的监测，据有关资料显示，在1亿公顷耕地和220万公顷草原上，每年使用农药110.49万吨。中国是世界上水土流失最严重的国家之一，每年表土流失量约50亿吨，致使大量农药、化肥随表土流入江、河、湖、库，随之流失的氮、磷、钾营养元素，使2/3的湖泊受到不同程度富营养化污染的
16、危害，造成藻类以及其他生物异常繁殖，引起水体透明度和溶解氧的变化，从而致使水质恶化。,生活污染源主要是城市生活中使用的各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等，多为无毒的无机盐类，生活污水中含氮、磷、硫多，致病细菌多。,中国90的城市地下水不同程度地遭受着有机和无机有毒有害污染物的污染。中国水利部副部长李国英8日表示，将在202X年底前全面完成地下水污染的调查和评估，有计划对地下水污染进行修复。,其他污染源：油轮漏油或者发生事故（或突发事件）引起石油对海洋的污染，因油膜覆盖水面使水生生物大量死亡，死亡的残体分解可造成水体污染。,3、水体污染性质,从污染的性质划分，可分为物理性污染、化学性污染和生物性污染。 有机物污染的特征是耗氧，有毒物的污染特征表现为生物毒性。,（1）悬浮物污染 不仅影响水体外观、增加浑浊度，而且妨碍光合作用，影响植物生产。 （2）热污染 热电厂等的冷却水是热污染的主要来源，直接排入水体，可引起水温升高，溶解氧减少，某些毒物的毒性升高，导致鱼类死亡或水生生物种群改变。,物理性污染,（3）放射性污染,水体放射性污染是指人类活动排放出的放射性污染物进入水体，使水体的放射性水平高于本
