水體污染與防治

水體污染與防治水是生物維持生命的必要物質(zhì),沒有水就沒有生命，水占人體重量的65%，,其中由于不斷遭到污染以及過度開采,以致可供使用的水資源日益枯竭。造成嚴(yán)峻的其重要而又限巨的任務(wù)。一、水體污染水體污染的概念水體是指河流、湖泊、池塘、水庫、沼澤、海洋以及地下水等水的聚積體。在環(huán)境學(xué)中，水體不僅包括水本身,還包括了水中的懸浮物、溶解物質(zhì)、膠體物一個沼澤、一條河流、甚至一滴水我們都可稱之為水體.如黃河，我們可以稱之為黃河水體；長江，我們可以稱之為長江水體等等.水體所處環(huán)境不同使得水體中消滅多種多樣的生物群。力量，經(jīng)過體系內(nèi)部一系列的連鎖反響和相互作用,又會建立起的平衡。水質(zhì)惡化，對人類環(huán)境和水的利用產(chǎn)生不良影響這就是水的污染。1984的定義,即水體因某種物質(zhì)的介入，而導(dǎo)致其化學(xué)、物理、生物或者放射性等方面特性的轉(zhuǎn)變，從而影響水的有效利用，危害人體安康，或者破壞生態(tài)環(huán)境，造.造成水體污染的因素有兩種，一是自然緣由，二是人為緣由。這里我們主要爭論人為因素所造成的水體污染問題。水體污染源源分成下面幾種類型?！?〕工業(yè)污染源不同,工藝過程不同造成的?！乘a(chǎn)生的廢水主要有冷卻水、洗滌水和沖洗水等。冷卻水中的直接冷卻水由于與產(chǎn)品接觸，其中含有油、鐵的氧化物、懸浮物等；洗滌水為除塵和凈化煤氣、煙氣用水，其中含有酚、氰、硫化氰酸鹽、硫化物、鉀鹽、焦油懸浮物、氧化鐵、石灰、氟化物、硫酸等;沖洗水中含有酸、堿、油脂、懸浮物和鋅、錫、鉻等。在上述廢水中，含氰、酚廢水危害最大。從有色冶金工業(yè)所排出的廢水中,多含汞、砷、錫、鉻等元素，是水體中重下水中成為水體中的污染物質(zhì)。化學(xué)工業(yè)的產(chǎn)品很多，因此化學(xué)工業(yè)廢水的成分也很簡單,在廢水中常含有多種有害、有毒,甚至劇毒物質(zhì)，如氰、酚、砷、汞等.雖然有的物質(zhì)難以降解,但卻能通過食物鏈在生物體內(nèi)富集，造成危害，如DDT,化工廢水中有的具有較強的酸度，有的則顯較強的堿性，PH很高，易造成水體富養(yǎng)分化。在電力工業(yè)中，電廠冷卻水則是熱污染源。,易形成油污染。解決的污染源。(2〕城市生活污水為洗滌水、沖刷器物所產(chǎn)生的污水,因此,主要由一些無毒有機物,如糖類、淀粉、纖維素、油脂、蛋白質(zhì)、尿素等組成.其中氮、磷、硫較高。此外還伴有各種合中一些病原體，如病菌、病毒、寄生蟲等，都對人的安康有較大危害。農(nóng)村污水和澆灌水澆灌后或經(jīng)雨水將家藥和化肥帶入水體造成農(nóng)藥污染或富養(yǎng)分化.在污染澆灌區(qū)、河流、水庫、地下水都會消滅污染.此外,由于地質(zhì)溶解作用以及降水淋洗使污染物進入水體.〔4)船舶廢水船舶在水域中航行時，會對水域造成污染,其主要污染物是油，其次還有因洗刷船舶帶來的污水.水體污染物生活污水、畜禽飼養(yǎng)場、屠宰場，以及制革、洗毛和醫(yī)院等排出的廢水中常的痢疾、傷寒、副傷寒、霍亂、副霍亂等；病毒引起的小兒麻痹、傳染性肝炎；其它病原體引起的姜片蟲病、血吸蟲病、阿米巴痢疾、鉤端螺旋體病等?！?)需氧物質(zhì)污染物要消耗水體中的溶解氧,因此叫做需氧物質(zhì).這類污染物的主要危害是造成水中溶解氧削減,影響魚類和其它水生生物生長.當(dāng)水中溶解氧耗盡后，有機質(zhì)將進展厭氧分解，產(chǎn)生硫化氫、氨和硫醇等，氣味難聞，使水質(zhì)進一步惡化?！?)有毒化學(xué)物質(zhì)有毒化學(xué)物質(zhì)可以分為三類。①重金屬汞(Hg〕、鎘〔Cd〕、鋅〔Zn)、砷〔Ac)、硒〔Se〕和銅(Cu)等稱為親硫元素，與硫有較大的親合力，形成硫化物。它們是水體中常見的而且是危害很大的污染物,由于簡潔發(fā)生價態(tài)變化，在水中常發(fā)生各種化學(xué)反響，很不穩(wěn)定。它們對人體的主要危害是,進入人體后，抑制酶的生長，破壞人體酶的正常活動.在這些元素中的汞、鎘、銅危害較大.②酚和氰酚類化合物,廣泛含于冶金焦化、煉油、塑料、農(nóng)藥等工業(yè)廢水中。酚類屬于有較高毒性的化合物，主要破壞細(xì)胞原漿，低濃度酚使蛋白質(zhì)變質(zhì)，高用。長期飲用含酚污染的水,可引起頭昏、出疹、瘙癢、貧血和各種神經(jīng)系統(tǒng)病癥。產(chǎn)生氰化氫,使細(xì)胞呼吸受到麻痹,引起窒息和死亡。氰與酚一樣,雖是很毒的污染物，但在水體中較易降解。pH值低,溶解氧高，水溫高時，氰的降解較快。此外，某些細(xì)菌能引起氰的分解。中降解，據(jù)爭論認(rèn)為對人體有致癌作用。酸性、堿性物質(zhì)和鹽類各種酸、堿、鹽等無機化合物進入水體，使淡水資源的礦化度增高,影響各種用水的水質(zhì)。水體中酸、堿、鹽等污染物的增加，主要來源有三方面：①工業(yè)廢水排入水體。②工業(yè)廢渣經(jīng)雨水沖刷帶入水體.③大氣降水將大氣中的酸、堿、鹽帶入水體。石油污染主要發(fā)生在海洋,危害是多方面的，如在水面形成油膜，阻礙了水體與大氣之間的氣體交換；油類粘附在魚類、藻類和浮游生物上,致使海洋生物死亡,并破壞海鳥生活環(huán)境，導(dǎo)致海鳥死亡和種群數(shù)量下降.石油污染還會使水產(chǎn)品品質(zhì)下降，造成經(jīng)濟損失。放射性污染核爆炸降落到水體中的散落物等.在開采、提煉和使用放射性物質(zhì)時，因處理不當(dāng)，也會造成污染.水中的放射性污染物可以附著在生物體外表，也可以進入物體內(nèi)蓄積起來。熱污染工礦企業(yè)向水體排放高溫廢水就構(gòu)成熱污染.由于水體受熱污染影響，溫度增高，水中化學(xué)反響、生化反響的速度加快，造成水中溶解氧削減,影響魚類的生存和生殖。例如，鱒魚的生殖溫度在14℃以下,一般水生生物生存的上限溫度33～35℃。此外，水溫增高還會增加一些有毒物質(zhì),如氰化物、重金屬離子等毒性增加。二、污染物在水體中的遷移轉(zhuǎn)化方向轉(zhuǎn)化。①分散在水體中;漸漸稀釋；②分解和轉(zhuǎn)化為其它物質(zhì)；③沉淀在底泥中;④消耗水中的溶解氧，使水質(zhì)惡化;⑤富養(yǎng)分化，污染物不同遷移轉(zhuǎn)化的方問題。自然有機物的降解進入水體的自然有機化合物,如糖類、纖維素、脂肪、蛋白質(zhì)等,一般較易通過生物降解.有機物降解的共同規(guī)律是：首先,在細(xì)胞體外發(fā)生水解，然后在細(xì)胞內(nèi)部連續(xù)水解和氧化.降解的后期產(chǎn)物都是生成各種有機酸。在有氧條件下，這CO,HO及NO-,進展2 2 3反硝化，酸性發(fā)酵過程，其最終產(chǎn)物除CO和HO外，還有NH2 2 3這就是有機污染物在水體中進展生物降解時的根本狀況。有機污染物對水體污染的量度——水質(zhì)指標(biāo)有機質(zhì)在水體中需要消耗大量溶解氧進展降解,降解的過程中釋放氮、磷等養(yǎng)分物質(zhì)，促使藻類叢生。其結(jié)果使水體通氣不良，溶解氧進一步下降,引起水質(zhì)惡化；魚類大量死亡。溶解氧是水體凈化的重要因素之一，溶解氧高有利于對水體中各類污染物的降解，從而使水體較快得以凈化；反之，溶解氧低，水體中污染物降解較緩慢.依據(jù)測定，在比較清潔的河流和湖泊中，溶解氧一般在7.5mg/L以上；當(dāng)溶解氧在4mg/L漁類用水的依據(jù).日本用溶解氧為7.5mg/L，5mg/L,2mg/L，作為河流、湖泊、海洋6mg/L、5mg/L、3mg/L、2mg/L，為分級標(biāo)準(zhǔn).度時,大氣中的氧溶入水體。在水體和大氣之間的界面上常常進展氣體交換，水是水體中氧的主要來源。另一方面是水生植物通過光合作用向水中放出的氧.但氧的消耗量很大，因此,水體中不斷進展著脫氧〔溶解氧削減)和復(fù)氧〔溶解氧增加〕的過程。在自然條件下,水在流淌時，復(fù)氧過程比較快速，較易補充水中氧的消耗,使水體中溶解氧保持肯定的水平,反之，在靜水條件下，復(fù)氧過程緩慢，水質(zhì)惡化。分別介紹這兩個指標(biāo).〔如重鉻酸鉀或高錳酸鉀在肯定條件下氧化水中有60％左右的有機物質(zhì)。兩種方法都不能反映有機污染出來。因此，在爭論有機物污染的水體水質(zhì)時，多承受生化需氧量。生化需氧量是指地面水體中微生物分解有機物的過程中消耗水中的深解氧階段，主要是有機物轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和氨等,其次階段則主要是氨被轉(zhuǎn)化為2020BOD.依據(jù)試驗,520需氧量大約是第一階段生化需氧量的70％，因此，通常以5天生化需氧量作為檢驗指標(biāo),BODBOD

均在試管中測定，與自然水體條件5 20 5的差異較大，因此有肯定局限性，不過相對來說仍不失為評價水質(zhì)的重要指標(biāo)。BOD約為55僅為9.7mg/L..有肯定比例關(guān)系。一般地說，各需氧量之間有下面關(guān)系：COD〔重鉻酸鉀法〕＞BOD

＞BOD＞COD〔高錳酸鉀法〕。并且，COD〔重鉻酸鉀法)與BOD

差值，可約20 5 20略表示不能被微生物分解的有機物需氧量。碳?xì)浠衔锏慕到饩植縿t隨海浪激蕩形成乳化油滴.這些油滴，附著在水體中的顆粒物或水生生物上，下沉或集中，逐步擴展污染范圍.烴類在水中的變化主要有兩種：一種是在光照下氧化，這種方式作用緩慢;另一種是依靠微生物降解,通過微生物的作用將其轉(zhuǎn)化為酸類、醇類以及其它較易分解的化合物.然后再進一步降解.重金屬在水體中的轉(zhuǎn)化重金屬元素在水體中的轉(zhuǎn)化是通過一系列化學(xué)反響來實現(xiàn)的,這些反響有水解、絡(luò)合、沉淀、氧化復(fù)原以及膠體化學(xué)效應(yīng)等等。在反響中,重金屬發(fā)生著形態(tài)和價態(tài)的變化。(1〕水解、絡(luò)合與沉淀反響重金屬離子往往與肯定數(shù)目的水分子絡(luò)合在一起，形成以水分子為子，有肯定濃度的氫氧根，這給此種置換供給了較大的時機。這種生成羥基絡(luò)合物的反響也就是水解反響。水解反響是逐級進展的.在適宜的pH值條件下,Fe〔OH〕Cr〔OH〕Cd〔OH)3 3 2等。Fe3+、Al3+、C32Cu2+Pb2+Zn2+H2+Ni2+等,pH解反響。pHpH淀物，在不同水質(zhì)的條件下，重金屬還可以生成碳酸鹽硫化物等沉淀?！?〕重金屬的膠體化學(xué)效應(yīng)效應(yīng)。影響重金屬污染物在水體中的遷移轉(zhuǎn)化過程。Fe〔OH〕Al〔OH〕MnOSi(OH〕SO等等。它們具有絡(luò)合吸附力量,可以3 3 2 4 2把重金屬離子吸附在膠體的外表，使之隨無機膠體一起懸浮或沉淀.無機膠體對金屬離子的吸附與電荷有關(guān)。但電荷的數(shù)量及正負(fù)電性又打算于溶液的pH值。以作為多核配位體與重金屬離子生成多配位的環(huán)狀構(gòu)造螯合物。羰基等很多含氧基團,對重金屬離子有較高的螯合力量，使被螯合的重金屬離子在肯定程度上失去了獨立活動的力量.高分子螯合劑,也可以對重金屬離子發(fā)生絡(luò)合、螯合作用。膠和懸浮液體系，能長時間地分散在水體中而不沉淀,它擁有較寬闊的界面和雙層構(gòu)造，因而對重金屬有較強的吸附力量.此外，在配位絡(luò)合作用下，粘土礦物還是先由粘土礦物所吸附，都會促進粘土礦物更廣泛的結(jié)合.這種以礦物微粒為中心，吸附水中各種無機和有機膠體,其中包括重金屬離子各種化合態(tài)，構(gòu)成各種綜合聚攏體的過程在水體底泥的形成和沉積中起重要作用.60％～90％以上的重金屬離子是與各類膠體相結(jié)合的。重水體中沉降下來，進入水體底層,最終成為沉積物。,無機配位體氯離子等增多,腐殖質(zhì)增加或工業(yè)廢水中有機配位體排入可能使重金以看作是一種危急的二次污染源?！?)重金屬的氧化復(fù)原反響的價態(tài)也發(fā)生變化.在水體中重金屬元素是升價還是降價，與水體中的氧和有機物的狀況有關(guān)。影響較大的還有二氧化碳、氮、硫、錳等化合物.此外，在水體pH農(nóng)藥的降解能長期保持在水體中,對水體影響很大。水生物降解農(nóng)藥的一個重要降解過程.某些化學(xué)鍵斷裂，形成自由基,與水中物質(zhì)作用，發(fā)生異構(gòu)化、代換和氧化等作用.水解和異構(gòu)化等作用.例如，在水體下層，腐殖質(zhì)可引起農(nóng)藥中某些官能團發(fā)生DDTT生物降解6—6多種微生物能分解農(nóng)藥.分解農(nóng)藥的微生物 表6-6微生物微生物農(nóng)藥極毛桿菌屬酚棒狀桿2，4-D、百草枯菌屬芽孢桿茅草枯、滅草隆菌屬節(jié)核細(xì)三氯醋酸、茅草枯、2，4-D、2，4，5—T、敵稗、二硝甲酚菌屬黃桿菌2，4-D、2，4—D屬諾卡氏茅草枯、2,4-D、2，4—DB、敵稗菌屬木霉屬三氯醋酸、茅草枯、毒莠定三、水體污染的掌握城市污水和工業(yè)廢水是造成水體污染的主要緣由。據(jù)統(tǒng)計，1990年,全國廢水排放量〔不包括鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)〕354t，249t，效的措施,而后者尚無較好的解決方法.掌握廢水排放的措施結(jié)合經(jīng)濟進展的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造調(diào)整，推廣技術(shù)改造與革,淘汰污染量大、技術(shù)程中，主要措施有以下幾種:改革或改進生產(chǎn)工藝,削減污染物質(zhì)改革或改進生產(chǎn)工藝,使生產(chǎn)中盡可能不用水或少用水；轉(zhuǎn)變生產(chǎn)原料,從而產(chǎn)中去除印染廢水的排放。重復(fù)利用廢水，使廢水排放量減到最低水平中加以利用；二是將廢水逐級屢次利用.例如,可以依據(jù)工藝中不同工段對水質(zhì)的用,從而削減廢水的排放。回收廢水中有用物質(zhì)如，從含酚廢水中回收酚，從堿法造紙的“黑液”中回收堿等。加強對水體及污染源的監(jiān)測與治理加強對水體及污染源的監(jiān)測，制定和健全廢水排放的法規(guī),加強排污治理。從制度和治理上掌握隨便排污和超標(biāo)排污的現(xiàn)象。充分利用水體自凈力量以河流為例，河流的自凈作用主要是指排入河流的污染物濃度,在河水流向下游時的濃度自然降低的現(xiàn)象。假設(shè)在一段河流中排污,用系統(tǒng)分析的方法，在肯定水質(zhì)要求下,充分利用河流的自凈力量,合理布點組織廢水排放。廢水處理方法在目前的生產(chǎn)水平條件下，工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生廢水和生活污水是不行避開的.為保證水體不被污染就必需對這些廢水在排入水體之前加以處理.去除各種污染法的不同機理可以分為下面四種類型?！?)物理方法通過物理作用來去除廢水中的污染物稱為物理處理法.常用的方法是利用過濾、沉淀、浮選等技術(shù)分別廢水中的懸浮污染物.〔2)化學(xué)處理法通過一些化學(xué)反響去除廢水中污染物質(zhì)或使其轉(zhuǎn)化為其它物質(zhì)從而化有害為無害、有毒為無毒等，稱為化學(xué)處理法.常用的方法有中和法、氧化法、分散法、石灰解析法等。①中和法主要用來除廢水的酸、堿性。②氧化法主要是通過氧化作用加速污染物的降解和轉(zhuǎn)化.一般有三種方式:一是空氣氧化法,馬上廢水暴露在空氣中，利用空氣氧化；二是化學(xué)氧化法，即在氧化和復(fù)原反響，以消退污染物質(zhì).③化學(xué)分散法這是處理廢水常用的一種方法。當(dāng)廢水中含有很多膠體物質(zhì),用物理方法不易除去時，常加分散劑,如硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵、明礬、鋁酸鈉、氧化鐵等，以去除膠體帶的電荷，使之變成絮狀，快速下沉。④電解分散法電解分散法與化學(xué)分散法根本一樣,即去除膠體上的電荷,使其發(fā)生分散作用.不過，后者是促使膠體下沉，前者是促使肢體聚攏于液體外表.電解分散法常用于去除廢水中的乳化油。通過電解作用使陽極電板上產(chǎn)生礬花,即氫氧化鐵，陰極產(chǎn)生氫氣.礬花和氣體氣泡不斷上升，將乳化油帶至液面產(chǎn)生分散、吸附和浮托等作用，因此又稱電浮選法.〔3〕物理化學(xué)法物理化學(xué)法有離子交換法、吸附法、萃取法、分別技術(shù)等。①離子交換法這個方法是使硬水軟化的傳統(tǒng)方法,現(xiàn)在是深度處理廢水和回子交換作用，把廢水中期望除去的或回收的陽離子或RH+M+=RM+H+RH——交換樹脂M+R——樹脂母體然后用水或其它液體淋洗樹脂，將其中重金屬洗出,樹脂復(fù)原。離子交換樹脂有自然和人工合成產(chǎn)物兩種.此外，自然的蒙脫石、沸石、多、本錢低等優(yōu)點。脫石、氧化鋁和骨粉等.的處理方法，例如,用重質(zhì)苯、異丙醚等革取廢水中的酚。④泡沫分別這種方法是把空氣吹入廢水中,或者在廢水中投放外表活性物質(zhì),,不斷刮去泡沫，就能到達去除污染物的目的。法四種形式.電滲析法電滲析是在離子交換法根底上進展起來的一項分別技術(shù)。溶液用于海水和苦咸水除鹽、制取去離子水等。集中滲析集中滲析即為濃差滲析,利用半透膜(只能透過溶劑或只透過溶質(zhì)的膜〕使溶液中的溶質(zhì)由高濃度一側(cè),通過膜向低濃度一側(cè)遷移。此法主要用于酸、堿廢液的處理、回收和有機、無機電解質(zhì)的分別、純化。反滲透反滲透是以壓力為推動力，把水溶液中的水分別出來，同時分別、濃縮溶液中的分子態(tài)或離子態(tài)物質(zhì)的方法.、制取高純水和分別細(xì)菌、病毒等方面得到廣泛應(yīng)用。超過濾法超過濾法是以壓力為推動力,使水溶液中大分子物質(zhì)和水分別。其本質(zhì)是機械篩濾.在這種方法中,膜外表孔隙大小是主要掌握因素.(4〕生物處理法解,到達廢水凈化的目的.依據(jù)廢水處理過程中起作用的微生物對氧