水污染與水質監(jiān)測的課件

1、項目一項目一 課程導入課程導入 水污染與水質監(jiān)測水污染與水質監(jiān)測 任務一任務一 認識污水認識污水 一、啟發(fā)引導一、啟發(fā)引導 觀察生活中常見的污水，如生活污水、雨水、周圍化工 廠的工業(yè)廢水、校園內(nèi)的景觀水等，了解不同來源污水的 性質差別。 二、要點講解 水資源與水循環(huán) 4 水資源水資源 水循環(huán)水循環(huán) 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 水資源 G地球上約有97.3%的是海水，難以直接使 用。 G人類可利用淡水水量占總水量的3%。而 3/4以冰川、冰帽的形式存在，很難使用。 G關系最密切、又較易開發(fā)利用的淡水僅占 地球上總水量的0.3%。 5 水資源 G地球上約有97.3%的是海水，難直接使 用。 G人類可利用淡水

2、水量占總水量的3%。而 3/4以冰川、冰帽的形式，很難使用。 G關系最密切、又較易開發(fā)利用的淡水僅 占地球上總水量的0.3%。 6 水資源 水資源指可供人們經(jīng)常使用的水量，即大陸上由大氣降水 補給的各種地表、地下淡水體地表、地下淡水體的儲存量和動態(tài)水量。 地表水 包括河流、湖泊、冰川等，其動態(tài)水量為河流 徑流量，則地表水資源是由地表水體的儲存量 和河流徑流量組成 地下水 地下水的動態(tài)水量為降水滲入和地表水滲入補 給的水量，則地下水資源是由地下水的儲存量 和地下水的補給量組成 7 水資源 我國人均占有水量2400m3，相當世界人均占有量的1/4。 全國600多個城市缺水量600億m3。 水資源的

3、時空分布不均衡性水資源的時空分布不均衡性 S淮河以北的水資源量僅為全國水資源總量的19%， 而其耕地面積卻是全國耕地面積的64%。 S西北地區(qū)占據(jù)國土面積47%，只有7%的水資源量， 且集中在夏季。 8 水資源 我國人均占有水量2400m3，相當世界人均占有量的1/4。 全國600多個城市缺水量600億m3。 水資源的時空分布不均衡性水資源的時空分布不均衡性 S淮河以北的水資源量僅為全國水資源總量的19%， 而其耕地面積卻是全國耕地面積的64%。 S西北地區(qū)占據(jù)國土面積47%，只有7%的水資源量， 且集中在夏季。 9 水循環(huán) 在太陽能及其他自然力的作用下，通過降水、徑流、滲流 和蒸發(fā)等方式，構

4、成水的自然循環(huán)。 自然循環(huán) 10 水循環(huán) 水循環(huán)的主要方式：蒸發(fā)和運輸 11 水循環(huán) 社會循環(huán) 人類為了生活和生產(chǎn)，不斷取用天然水體中的水，經(jīng)過 使用，一部分天然水被消耗，但絕大部分卻變成生活污水 和生產(chǎn)廢水排放，重新進入天然水體。 12 與水的自然循環(huán)不同，在水的社會循環(huán)中，水的性質與水的自然循環(huán)不同，在水的社會循環(huán)中，水的性質 在不斷地發(fā)生變化。在不斷地發(fā)生變化。 水循環(huán)的交互影響 自然循環(huán) 平衡 破壞 取水 排放 水污染控 制工程 平衡 破壞 給水 處理 社會循環(huán) 13 污水的來源和分類 14 水的異常特性水的異常特性 天然水體中雜質天然水體中雜質 污水來源與分類污水來源與分類 污水的水

5、質指標污水的水質指標 水質標準水質標準 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 水的異常特性 v水的三態(tài)特性水的三態(tài)特性 固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài) v溫度體積效應溫度體積效應 水在3.98時有最大密 度，為1.000g/cm3。與一 般物質不同，水在結冰時 體積 膨脹。 v有機物和生命物質中氫元有機物和生命物質中氫元 素的來源素的來源 15 v熱容量最大熱容量最大 在所有液體和固體物質中， 水具有最大的比熱容。 v溶解及反應能力極強溶解及反應能力極強 溶解能力極強 可與許多物質進行反應 是一些化學反應的催化劑 v界面特性突出界面特性突出 除汞外，水具有最大的表 面張力 天然水體中雜質 懸浮物 溶解物膠體顆粒 地面水較渾濁，

6、細菌較多，硬度較低。 地下水較清、細菌少，深層井水細菌更少，但硬度較高。 16 17 污水是生活污水、工業(yè)廢水、被污染的降水和排入排水管污水是生活污水、工業(yè)廢水、被污染的降水和排入排水管 渠的其他污染水的總稱。渠的其他污染水的總稱。 GB8978-88GB8978-88污水綜合排放標準污水綜合排放標準中對污水的定義為：中對污水的定義為： “指在生產(chǎn)與生活活動中排放的水的總稱。排水量指在生指在生產(chǎn)與生活活動中排放的水的總稱。排水量指在生 產(chǎn)過程中直接用于工藝生產(chǎn)的水的排放量，不包括間接冷產(chǎn)過程中直接用于工藝生產(chǎn)的水的排放量，不包括間接冷 卻水、水廠鍋爐、電站排水卻水、水廠鍋爐、電站排水”。 水質

7、污染：水質污染：人為造成河流、湖泊、海洋等自然狀態(tài)的水，人為造成河流、湖泊、海洋等自然狀態(tài)的水， 在水的物理、化學、生物等方面發(fā)生變化，使水的利用受在水的物理、化學、生物等方面發(fā)生變化，使水的利用受 到妨礙的現(xiàn)象。到妨礙的現(xiàn)象。 城市污水來源 城市污水城市污水 雨水 工業(yè)廢水 生活污水 18 城市污水來源 R生活污水生活污水 R工業(yè)廢水工業(yè)廢水 R雨水雨水 住戶、公共設施、和工廠的住戶、公共設施、和工廠的 廚房、衛(wèi)生間、浴室及洗衣廚房、衛(wèi)生間、浴室及洗衣 房等生活設施中排出的水房等生活設施中排出的水 從工業(yè)生產(chǎn)中排放出來的水，從工業(yè)生產(chǎn)中排放出來的水， 來自工業(yè)生產(chǎn)的車間和廠礦來自工業(yè)生產(chǎn)的車

8、間和廠礦 降水、融雪降水、融雪 19 污水的的主要性質與指標（一） n物理性質 水溫、顏色、氣味、氧化還原電位等 n化學性質 酸堿度、化學/生化需氧量、化學毒物等 n衛(wèi)生學性質 致病微生物風險 20 n有機物有機物 v天然物質天然物質：碳水化合物、蛋白質、脂類等。：碳水化合物、蛋白質、脂類等。 v人工合成人工合成：染料、農(nóng)藥、殺蟲劑、聚合物、各種持：染料、農(nóng)藥、殺蟲劑、聚合物、各種持 久性有機物等。久性有機物等。 n無機物無機物 v氮、磷、硫化物、無機鹽類等氮、磷、硫化物、無機鹽類等。 n病原體病原體 v細菌、真菌、病毒、原生動物細菌、真菌、病毒、原生動物。 n干擾物干擾物 v激素、內(nèi)分泌干擾

9、素、藥物等激素、內(nèi)分泌干擾素、藥物等。 21 污水的水質指標（二） 城市污水中污染物的分類 v需氧型污染物可生物降解有機物等可生物降解有機物等 v毒物型污染物重金屬、化學毒物、病原體等重金屬、化學毒物、病原體等 v富營養(yǎng)型污染物N、P營養(yǎng)物營養(yǎng)物 v感觀型污染物漂浮物、氣味等漂浮物、氣味等 v其他 污染類型 22 水質指標 國際通用三大類指標：國際通用三大類指標： 物理性指標物理性指標 化學性指標化學性指標 生物性指標生物性指標 物理性水質指標 n水溫 v一般生活污水的水溫為1020 n色度 v表色、真色 n臭味 v來源：還原性硫、含氮化合物、揮發(fā)性有機物 24 物理性水質指標 n水溫水溫 v

10、一般生活污水的水溫為一般生活污水的水溫為10102020 n色度色度 v表色、真色表色、真色 n臭味臭味 v來源：還原性硫、含氮化合物、揮發(fā)性有機物來源：還原性硫、含氮化合物、揮發(fā)性有機物 25 物理性水質指標 n氧化還原電位氧化還原電位（ORP） v城市污水：約城市污水：約+100mv v小于小于+40mv或為負，可能污水已發(fā)酵或有工業(yè)還原劑或為負，可能污水已發(fā)酵或有工業(yè)還原劑 廢水的大量排入廢水的大量排入 v大于大于+300mv，可能有工業(yè)氧化劑的廢水大量排入，可能有工業(yè)氧化劑的廢水大量排入 n固體物質固體物質 v總固體（總固體（TS） v懸浮固體（懸浮固體（SS） 26 懸浮固體（SS,

11、 Suspended Solids） 水中固體物質的分類水中固體物質的分類 27 有機污染物指標 n化學需氧量（COD） 水中的有機物在強氧化劑強氧化劑作用下被氧化為CO2和H2O所需的氧化劑 量（折算為氧量） n五日生化需氧量（BOD5） 水溫為20的條件下，微生物微生物在5天內(nèi)將水中的有機物氧化降解 成無機物所消耗的溶解氧量 n總有機碳（TOC） 以碳含量表示的有機物含量 28 有機污染物指標 n化學需氧量化學需氧量（COD） 水中的有機物在水中的有機物在強氧化劑強氧化劑作用下被氧化為作用下被氧化為CO2CO2和和H2OH2O所需所需 的氧化劑量（折算為氧量）的氧化劑量（折算為氧量） n五

12、日生化需氧量（五日生化需氧量（BOD5） 水溫為水溫為2020的條件下，的條件下，微生物微生物在在5 5天內(nèi)將水中的有機物天內(nèi)將水中的有機物 氧化降解成無機物所消耗的溶解氧量氧化降解成無機物所消耗的溶解氧量 n總有機碳（總有機碳（TOC） 以碳含量表示的有機物含量以碳含量表示的有機物含量 29 化學需氧量（COD, Chemical Oxygen Demand） 強氧化劑：強氧化劑： v重鉻酸鉀重鉻酸鉀 o氧化徹底，水中氧化徹底，水中90%90%以上有機物可被氧化以上有機物可被氧化 o包括還原性的無機物（亞硝酸鹽、硫化氫、亞鐵等）包括還原性的無機物（亞硝酸鹽、硫化氫、亞鐵等） v高錳酸鉀高錳酸

13、鉀 o 氧化不充分氧化不充分 o測定測定BODBOD時用于估計稀釋倍數(shù)時用于估計稀釋倍數(shù) o 應用于一些難以測定應用于一些難以測定CODCr CODCr 的特定廢水的特定廢水 CODCr CODMn 30 生化需氧量（BOD, Bio-Chemical Oxygen Demand） BOD5的測定方法的測定方法 31 BOD5&BODu G每一種化合物都有較確定的每一種化合物都有較確定的BODBOD5 5/BOD/BODu u值值 G對于生活污水：對于生活污水：BODBOD5 5/BOD/BODu u0.60.60.70.7 32 有機污染物的氧化類型 PBOD5/COD0.45 易生化降解

14、PBOD5/COD0.3 可生化降解 PBOD5/COD0.3 生化性較差 33 氮（Nitrogen） v總氮（總氮（TN） v氨氮（氨氮（NH4 -N） ） v凱氏氮（凱氏氮（TKN） v亞硝酸鹽氮（亞硝酸鹽氮（NO2 -N） ） v硝酸鹽氮（硝酸鹽氮（NO3 -N） ） 53 N2 03 NH3、NH4 有機氮有機氮 NO2 NO3 典型生活污水中，典型生活污水中，TNTN含量為含量為20208585mg/Lmg/L，其中有機氮其中有機氮3030 40%40%，氨氮，氨氮606070%70%，亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮僅，亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮僅0 05%5% 34 磷（Phosphate） ?

15、城市污水中總磷（城市污水中總磷（TPTP）的構成的構成 v總磷總磷C CTP TP顆粒性磷 顆粒性磷X XTP TP溶解性磷 溶解性磷S STP TP q顆粒性磷顆粒性磷XTPXTP無機磷無機磷X XMeP MeP有機結合磷 有機結合磷 q溶解性磷溶解性磷S STP TP無機磷 無機磷S SPO PO4 4 S SF Fi iPSF PSF S SI Ii iPSI PSI 無機磷無機磷S SPO PO4 4正磷酸鹽聚合磷 正磷酸鹽聚合磷 溶解磷溶解磷S STP TPS SPO PO4 4 典型生活污水中，總磷含量為典型生活污水中，總磷含量為4 41515mg/Lmg/L， 其中有機磷約其中有

16、機磷約35%35%左右，無機磷約為左右，無機磷約為65%65%左右左右 35 衛(wèi)生學指標 n病原體： 病毒、病原菌、寄生蟲（原生動物和蠕蟲） n目前采用的水質指標： v糞大腸菌群（個/L） v總大腸菌群（個/L） v細菌總數(shù)（個/L） v賈第蟲胞囊（個/L） v隱孢子蟲卵囊（個/L） 36 衛(wèi)生學指標 n病原體：病原體： 病毒、病原菌、寄生蟲（原生動物和蠕蟲）病毒、病原菌、寄生蟲（原生動物和蠕蟲） n目前采用的水質指標：目前采用的水質指標： v糞大腸菌群（個糞大腸菌群（個/ /L L） v總大腸菌群（個總大腸菌群（個/L/L） v細菌總數(shù)（個細菌總數(shù)（個/L/L） v賈第蟲胞囊（個賈第蟲胞囊（

17、個/L/L） v隱孢子蟲卵囊（個隱孢子蟲卵囊（個/L/L） 37 分組討論 以自己的親身接觸或經(jīng)歷，來發(fā)表自 己的想法、如與自己生活最近的污水類型、 污水污染的危害等。 任務二任務二 課程導入課程導入 被污染的黃河 污水進入河流 污水進入農(nóng)灌渠 湖水富營養(yǎng)化 污水進入湖泊 一、啟發(fā)引導 二、要點講解 41 水體污染水體污染 水體的自然凈化水體的自然凈化 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1 1、水體污染與自凈、水體污染與自凈 水體污染 水體是指河流、湖泊、沼澤、地下水、冰川和海洋等 “儲水體”的總稱。水體不僅包括水，也包括水中的懸浮物、 底泥和水中生物等。 水體水體 水體污染水體污染 排入水體的污染物在數(shù)量上

18、超過該物質在水體中的本 底含量和水體環(huán)境容量，從而導致了水體的物理特征和化 學特征發(fā)生不良變化，破壞了水中固有的生態(tài)系統(tǒng)，破壞 了水體的功能及其在經(jīng)濟發(fā)展和人民生活中的作用。 42 水體自凈 天然水體天然水體 自凈過程自凈過程 43 水體自凈分類 水體能夠在其環(huán)境容量的范圍以內(nèi)，經(jīng)過物理、化學和 生物的作用，使排入水體的污染物質的濃度。隨著時間的 推移、流動的過程中自然降低。 水體自凈水體自凈 物理凈化物理凈化 化學凈化化學凈化 生物凈化生物凈化 稀釋、混和、沉淀等作用稀釋、混和、沉淀等作用 中和、氧化、還原、分解中和、氧化、還原、分解 等作用等作用 水中微生物對有機物的氧化分解等作用水中微生

19、物對有機物的氧化分解等作用 44 (一) 水質監(jiān)測技術 n1 化學分析法 n（1）重量分析法 n（2）容量分析法 n2 儀器分析法 n（1）光譜法 n（2）電化學分析法 n（3）色譜分析法 n3 生物技術 2.水質監(jiān)測 (二) 環(huán)境標準環(huán)境標準 n一、環(huán)境標準的作用一、環(huán)境標準的作用 n（1）環(huán)境標準是制訂環(huán)境保護規(guī)劃和計劃的）環(huán)境標準是制訂環(huán)境保護規(guī)劃和計劃的 重要依據(jù)。重要依據(jù)。 n（2）環(huán)境標準是判斷環(huán)境質量和衡量環(huán)保工）環(huán)境標準是判斷環(huán)境質量和衡量環(huán)保工 作優(yōu)劣的準繩。作優(yōu)劣的準繩。 n（3）環(huán)境標準是執(zhí)法的依據(jù)。）環(huán)境標準是執(zhí)法的依據(jù)。 n（4）環(huán)境標準是組織現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要手段）環(huán)

20、境標準是組織現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要手段 和條件。和條件。 n總之，環(huán)境標準是環(huán)境管理的技術基礎。總之，環(huán)境標準是環(huán)境管理的技術基礎。 （三）水質標準（三）水質標準 n（一）地面水環(huán)境質量標準（一）地面水環(huán)境質量標準（GB3838-2002） n依據(jù)地面水水域使用目的和保護目標將其劃分為五依據(jù)地面水水域使用目的和保護目標將其劃分為五 類：類： n類：主要適用于源頭水、國家自然保護區(qū)。類：主要適用于源頭水、國家自然保護區(qū)。 n類：主要適用于集中式生活飲用水水源地一級保類：主要適用于集中式生活飲用水水源地一級保 護區(qū)、珍貴魚類保護區(qū)、魚蝦產(chǎn)卵場等。護區(qū)、珍貴魚類保護區(qū)、魚蝦產(chǎn)卵場等。 n類：主要適用于集中

21、式生活飲用水源二級保護類：主要適用于集中式生活飲用水源二級保護 區(qū)，一般魚類保護區(qū)及游泳區(qū)。區(qū)，一般魚類保護區(qū)及游泳區(qū)。 n類：主要適用于一般工業(yè)用水及人體非直接接觸類：主要適用于一般工業(yè)用水及人體非直接接觸 的娛樂用水區(qū)。的娛樂用水區(qū)。 n類：主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域類：主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域 。 3、污水處理污水處理技術 51 污水處理原則污水處理原則經(jīng)濟、高效、易于控制經(jīng)濟、高效、易于控制 污水處理方法分類污水處理方法分類 城市污水處理分級城市污水處理分級 城市污水處理系統(tǒng)構成城市污水處理系統(tǒng)構成 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 我國城市污水處理情況 B全國500個城市生

22、 活污水集中處理 率平均為32.33% B其中生活污水處 理率為0的城市有 160個 B全國仍有一半以 上的城市沒有污 水處理廠 52 污水處理原則污水處理原則 經(jīng)濟、高效、易于控 制 53 污水處理方法分類 物理方法物理方法 化學方法化學方法 生物方法生物方法 通過物理作用，以分離、回收污水中不溶解的呈懸浮通過物理作用，以分離、回收污水中不溶解的呈懸浮 狀態(tài)物質的污水處理方法狀態(tài)物質的污水處理方法 通過化學反應和傳質作用分離、去除廢水中溶解、膠通過化學反應和傳質作用分離、去除廢水中溶解、膠 體狀態(tài)污染物質或將其轉化為無害物質的污水處理法體狀態(tài)污染物質或將其轉化為無害物質的污水處理法 通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶解、膠體以及通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶解、膠體以及 微細懸浮狀態(tài)的有機性污染物質轉化為穩(wěn)定、無害的微細懸浮狀態(tài)的有機性污染物質轉化為穩(wěn)定、無害的 物質的污水處理方法物質的污水處理方法 包括篩濾、沉淀、上浮、過濾等包括篩濾、沉淀、上浮、過濾等