水資源與水污染

1、水資源與水污染課程：專業(yè)技能競賽（水環(huán)境） 水資源與水化學(xué)組成 地球上存在水的總量估計約為13.7109億m3，海水占97.3%,淡水占2.7%。淡水不僅比例小，而且大部分存在于地球南北極的冰蓋、冰河及深度在750m以上的地下水中，可利用的淡水資源只是河流、湖泊和地下水的一小部分，不到淡水總量的1%。地球上水的分布見表1-1。全球年降水量大約為41014m3，其中1/4降在陸地上。水資源與水化學(xué)組成水資源與水化學(xué)組成根據(jù)水中離子總量即礦化度，天然水可以分為四種類型，見表1-2 水資源與水化學(xué)組成水資源與水化學(xué)組成 此外，水中還有一些有機化合物，其中部分來自天然有機物及其降解產(chǎn)物，還有一部分是由

2、于人類的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活活動產(chǎn)生的。 無機物污染 采礦、冶金、化工、石油、電鍍等多種工業(yè)行業(yè)的生產(chǎn)廢水含有重金屬，排放到水體引起水質(zhì)的污染。進入水體后重金屬鹽會發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，諸如氧化、還原、 沉淀與溶解，吸附與解吸、絡(luò)合作用以及生物甲基化等。這要取決于金屬的性質(zhì)和水體環(huán)境的性質(zhì)。 硫化汞（HgS)難溶于水，經(jīng)氧化作用，生成硫酸汞（HgSO4)即可溶于水，其毒性大增。Hg2+又易水解沉淀，在沉積物中經(jīng)微生物作用，可以使Hg2+甲基化，生成毒性更強的CH3Hg+、（CH3）2Hg。 此外，冶金、電鍍、金屬加工等廢水有金屬六價鉻、鈷、鎳、銀、銅、鋅、錫、銻、鉈的污染及砷化物、硫化物、氰化

3、物，氨鹽、硝酸鹽、硫酸鹽以及酸性和堿性廢水的污染。無機物污染 耗氧有機物的污染 水除了溶解有一定濃度的礦物質(zhì)外，還含有一定濃度的氧氣、氮氣、二氧化碳、硫化氫等氣體。水中溶解氧對于魚蝦貝類的生存和維持整個水體生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)具有非常重要的意義。一般說來，溶解氧（DO）濃度隨著大氣壓力增加而增加，隨著水溫的升高而降低。在一定大氣壓力和水溫條件下，水中溶解樣和空氣中O2達到動態(tài)平衡（O2的溶解與逸出）時的濃度，即為水中氧的飽和濃度。在一個大氣壓和不同溫度下，水中溶解氧濃度見表1-5。耗氧有機物的污染 當(dāng)水體受到工業(yè)廢水、城市生沾污水、農(nóng)牧漁業(yè)廢水污染，這些污染物因被生物氧化消耗水中的溶解氧，導(dǎo)致D

4、O濃度下降，嚴重時可使水質(zhì)發(fā)黑發(fā)臭，使水中大量魚蝦貝類窒息死亡。 耗氧物質(zhì)主要是有機污染物和無機還原性物質(zhì)。按有機物被氧化難易程度可分為： 易被氧化的有機污染物 中等被氧化的有機污染物 難氧化的有機污染物 耗氧有機物的污染 痕量有害有機物的污染 到目前為止世界上已合成出各種化學(xué)物質(zhì)約2000萬種，生產(chǎn)和使用的約有7萬8 萬種，我國生產(chǎn)、迸出口的約有3.7萬種。這些化學(xué)品對推動技術(shù)進步、方便人民生活作出了重要貢獻。但由于在生產(chǎn)、使用、廢棄過程中處理不當(dāng)而引起了環(huán)境污染。其中有一些有機污染物雖在環(huán)境中濃度很低，屬痕量和超痕量級，污染環(huán)境也可能只在某些局部地區(qū)。但由于這些有害物質(zhì)對人體健康，對生態(tài)系

5、統(tǒng)有嚴重危害，因此受到世界各國的高度重視。 持久性有機污染物（persistant organic pollutants，簡稱POPs)是指那些難降解、可遠距離傳輸，能在生物體內(nèi)富集，并對人和動植物有毒有害的有機污染物。這些有毒物質(zhì)在我們的環(huán)境中如底泥、生物體及空氣顆粒物中多有檢出。痕量有害有機物的污染 環(huán)境雌激素類污染物初步篩選出有數(shù)十種之多?，F(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)對動物有致癌作用的污染物140多種，通過流行病學(xué)調(diào)查確認對人有致癌（或可疑致癌）的有45種。 用GC-MS監(jiān)測分析我國一些江河、近岸海域及飲用水源和飲水，檢測出VOC和 S-VOC達150400多種。用氣相色譜、液相色譜專門檢測技術(shù)，在一些水

6、體中普遍檢出苯系物、揮發(fā)性鹵代烴類化合物、鹵代苯類、硝基苯類、苯胺類、酚類、烷基苯酚和鹵代酚類、硝基酚類、烷烴類、多環(huán)芳烴、有機氯和有機磷殺蟲劑等。在底泥和牛物體中檢出較高濃度難溶于水、難降解的有機污染物，如PAH、DDT、BHC、PCBs等。痕量有害有機物的污染 目前我國水資源的主要問題及對策我國的水資源和水環(huán)境主要有三大問題。1 淡水資源短缺 我圍人均淡水資源占有量僅為世界人均占有量的28%。據(jù)統(tǒng)計我國600多個城市中有400個城市不同程度缺水，由于水資源不足而嚴重制約了社會經(jīng)濟的發(fā)展。每年的降水量在地域上和時間上的分布很不均衡。華北、西北地區(qū)屬干旱和半干旱地區(qū)，嚴承缺水。東南、華南地區(qū)雨

7、量充沛，但多集中在夏季，形成地表徑流不易被利用，并常引發(fā)洪澇災(zāi)害。目前我國水資源的主要問題及對策2 水資源浪費嚴重 我國單位國民生產(chǎn)總值（GDP)的耗水量是美國的15倍，是日本的31倍。據(jù)統(tǒng)計我國生產(chǎn)1kg糧食要耗水1000kg,比一些國家用水量大了很多。農(nóng)業(yè)用水量占90%以上，而且在一些干旱、半干旱缺水地區(qū)發(fā)展高耗水的水稻種植，這種產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也不盡合理。目前我國水資源的主要問題及對策3 水質(zhì)污染嚴重 我國江河湖庫淡水普遍受到了污染，其至有的受到嚴重污染。劣V類水質(zhì)已失去利用價值，使我國本己嚴重缺乏的淡水資源更是雪上加霜。例如2000 年，海河流域56個監(jiān)測斷面，劣V類水質(zhì)斷面占60.7%；遼河

8、流域16個水質(zhì)斷面，劣V類水占62.4%；淮河干流水質(zhì)有所改善,在82個斷面中屬劣V類水質(zhì)占36.3%。這三條河流主要污染物是高錳酸鹽指數(shù)、BOD5、氨氮等。太湖有22個點位總氮、總磷超標，屬富營養(yǎng)化狀態(tài)；巢湖湖體12 個點位，54.0%為V類水，46%為劣V類，屬中營養(yǎng)化狀態(tài)；滇池湖體13個監(jiān)測點位均為劣V類水質(zhì)，總體上處于重富營養(yǎng)化狀態(tài)。其它流域也受到了不同程度污染，但沒有“三河”、“三湖”嚴重。目前我國水資源的主要問題及對策要解決我國的水質(zhì)污染問題需要經(jīng)過長期堅持不懈的努力。對策措施有：產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整：關(guān)停那些耗水量大、污染重、治污代價高的企業(yè)。大中城市和城鎮(zhèn)要建城市生活污水處理廠，提高城市污水處理率和回用率?？刂妻r(nóng)業(yè)面源污染：農(nóng)業(yè)面源污染包括農(nóng)村生活源、農(nóng)業(yè)面源、畜禽養(yǎng)殖業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等污染。要解決面源污染比工業(yè)污染的大中城市生活污水難度更大，需要通過綜合防治和開展生態(tài)農(nóng)業(yè)示范工程等措施進行控制。開發(fā)新水源：我國的工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活用水的節(jié)約潛力不小，需要抓好