水資源與水環(huán)境

關(guān)于水資源與水環(huán)境第1頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月主要內(nèi)容

1.熟悉水體主要污染物和污染源；2.掌握水體中溶解氧平衡原理；3.掌握水體富營養(yǎng)化等重要概念；4.了解幾種主要水體污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及其危害。第2頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月一、水資源分布全球總貯水量估計為13.9億立方千米其中淡水總量僅為0.36億立方干米除冰川和冰帽外，可利用的淡水總量不足世界總貯水量的1%第一節(jié)水環(huán)境概論

section1Waterenvironment2.5%易得的江河湖淡水不到總淡水量1%第3頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月二、水循環(huán)第4頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月

地球上每年降水量40萬立方千米，占總水量0.03%，約1/4強(qiáng)降落到陸地，其中56%蒸發(fā)和蒸騰，34%形成地面徑流，10%下滲補(bǔ)給地下水。

由自然力促成的水循環(huán)稱為水的自然循環(huán)。自然界中的水在太陽照射和地心引力等作用下不停流動和轉(zhuǎn)化，通過蒸發(fā)、降水、徑流和滲透等方式循環(huán)不止。第5頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月水的社會循環(huán)

由人的因素促成的水循環(huán)，稱為水的社會循環(huán)。人類為了滿足生活和生產(chǎn)的需要，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(jìn)入天然水體。在社會循環(huán)中，水質(zhì)不斷發(fā)生變化，其污染程度隨用水性質(zhì)、方式而變。第6頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月地面水降水海洋蒸發(fā)地下滲流地面徑流蒸發(fā)給水工業(yè)農(nóng)業(yè)新陳代謝生活和商業(yè)產(chǎn)品用水冷卻用水灌溉廢水收集處理處置地面水地下水回用水水的循環(huán)示意圖第7頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月三、我國水資源特征與利用的問題

1、水資源：廣義：地球上各種形態(tài)的水。狹義：可供人們經(jīng)常取用的水量，在大陸上由大氣降水補(bǔ)給的各種地表水，淺層地下水的儲量和動態(tài)水量組成。第8頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月人均、畝均水量低于世界水平；分布不均：地區(qū)、時間；水量變化大、可利用水少；水土流失嚴(yán)重，許多河流含沙量大；水資源開發(fā)中存在問題：水利對水文的影響、用水浪費(fèi)、水污染。2、主要問題

第9頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月2002年，七大水系741個重點監(jiān)測斷面中，29.1％的斷面滿足Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)要求，30.0％的斷面屬Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)，40.9％的斷面屬劣Ⅴ類水質(zhì)。其中七大水系干流及主要一級支流的199個國控斷面中，Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)斷面占46.3％，Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)斷面占26.1％，劣Ⅴ類水質(zhì)斷面占27.6％。各水系干流水質(zhì)好于支流水質(zhì)。

水環(huán)境狀況

第10頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月七大水系污染程度由重到輕依次為：海河、遼河、黃河、淮河、松花江、珠江、長江。七大水系主要污染指標(biāo)是石油類、生化需氧量、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、揮發(fā)酚和汞等。超采地下水的危害：地處渤海之濱的河北滄州市由于過量開采地下水，市中心地面整體沉降以達(dá)1.68米，成為我國“成長”最快的地下水漏斗群之一。第12頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月我國華北地區(qū)已經(jīng)形成世界最大的“地下水漏斗”。解決調(diào)水和水資源短缺問題不單單是工程問題，也是一種哲學(xué)、思想和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展問題。南水北調(diào)不過是一種手段，而建立節(jié)水型社會才是解決中國水資源短缺難題的關(guān)鍵！第13頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月圖黃河邊上的貧困小孩

圖干旱帶來的水荒圖斷流的黃河

第14頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)水體與水體污染

section2Waterandwaterpollution一、水體二、水質(zhì)三、污染源第15頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月一、水體1.兩種含義：一是指以相對穩(wěn)定的陸地為邊界的天然水域，包括有一定流速的溝渠、河流和相對靜止的塘堰、湖泊、沼澤、水庫、地下水、海洋。環(huán)境學(xué)領(lǐng)域中則把水體當(dāng)作包括水中的懸浮物、溶解物質(zhì)、底泥相、水生生物等完整單元的生態(tài)系統(tǒng)或完整的綜合自然體。第16頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、水體污染指水體因某種物質(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改變，從而影響水的有效利用、危害人體健康、破壞生態(tài)環(huán)境，造成水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。第17頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月1.天然水懸浮物質(zhì)：細(xì)菌、藻類、原生動物、泥沙、粘土膠體物質(zhì)：溶膠、高分子化合物、其他不溶性物質(zhì)鹽類：Ca、Mg、Na、Fe、Mn氣體：O2、CO2、H2S、N2、其他二、水質(zhì)

第18頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月

物理指標(biāo)：溫度、色度、臭味、渾濁度、透明度、總殘渣、過濾性殘渣、非過濾性殘渣、電導(dǎo)率等。

化學(xué)指標(biāo)：pH值、礦化度、總硬度、金屬離子、酸根離子

生物指標(biāo)：細(xì)菌總數(shù)、大腸桿菌。天然水

2、水質(zhì)指標(biāo)第19頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月

污染水體：還有BOD、DO、COD、TOD、TOC

第20頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月①化學(xué)耗氧量(COD)：又稱化學(xué)需氧量。在規(guī)定條件下，使水樣中能被氧化的物質(zhì)氧化所需耗用氧化劑的量，以每升水消耗氧的毫克數(shù)表示。其值可粗略地表示水中有機(jī)物的含量，用以反映水體受有機(jī)物污染的程度。②生化需氧量(BOD)：指在好氣條件下，微生物分解水體中有機(jī)物質(zhì)的生物化學(xué)過程中所需溶解氧的量，是反映水體中有機(jī)污染程度的綜合指標(biāo)之一。第21頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月目前國內(nèi)外普遍采用20℃培養(yǎng)5天的生物化學(xué)過程需要氧的量為指標(biāo)(以mg/L為單位)，記為BOD5。生化需氧量包含的內(nèi)容范圍同化學(xué)需氧量一樣，是不含氮有機(jī)物和含氮有機(jī)物中的碳的氧化部分，也就是有機(jī)物的碳的生化需氧量。第22頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月③總有機(jī)碳量(TOC)：水中溶解性和懸浮性有機(jī)物中存在的全部碳量是評價水體需氧有機(jī)物的一個綜合指標(biāo)。④總需氧量(TOD)：水中有機(jī)物中除含有機(jī)碳外，尚含有氫、氮、硫等元素。當(dāng)有機(jī)物全部被氧化時，碳被氧化為二氧化碳，而氫、氮、硫則被氧化為水、一氧化氮和二氧化硫等。此時氧化所需的氧量稱為總需氧量。第23頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月來源工業(yè)廢水生活污水農(nóng)業(yè)退水形狀點源：面源三、污染源第24頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月

工業(yè)廢水：各種企業(yè)在生產(chǎn)過程中排出的廢水，包括工藝過程用水、冷卻水、煙氣洗滌水、設(shè)備、場地清洗水以及生產(chǎn)廢液等。

特點：成分復(fù)雜、含量變化大、毒性強(qiáng)、凈化處理困難。1、工業(yè)廢水第25頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月2、生活污水

生活污水：日常生活中產(chǎn)生的各種污水混合液，包括廚房、洗滌室、浴室、集體單位公用事業(yè)排出的污水。

城市污水：指排出城市管網(wǎng)的各種污水的總和。

特點：含氮、磷、硫高，成分主要為纖維素、淀粉、糖、蛋白、脂肪、尿素。第26頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月3、農(nóng)業(yè)退水

農(nóng)業(yè)退水：農(nóng)作物栽培、牲畜飼養(yǎng)、食品加工過程中排出的污水和液態(tài)廢物。

特點：含氮、磷高，成分主要為微生物、化肥、農(nóng)藥、不溶解固體和鹽分。第27頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月四、水體主要污染物及其危害第28頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）物理污染

顏色：說明污染物的含量。濁度：膠體或細(xì)小懸浮物。溫度：地表水一年0-35℃，地下水穩(wěn)定。懸浮物：影響水的透明度→光合作用。放射性：蓄積在人體內(nèi)造成長期危害。第29頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月

熱污染的危害：（來源冷卻水）水中溶解性氣體發(fā)生顯著變化；水中化學(xué)生化反應(yīng)速率上升；生物種群、群落變化：20℃硅藻；30℃綠藻；35℃藍(lán)藻。第30頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）化學(xué)污染

無機(jī)無毒無機(jī)有毒有機(jī)無毒有機(jī)有毒第31頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月1、無機(jī)無毒無機(jī)無毒：酸、堿、無機(jī)鹽類。危害：使淡水的礦化度增高，影響用水水質(zhì)富營養(yǎng)化第32頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月2、無機(jī)有毒1）重金屬：汞、鉻、鎘、鉛、砷危害：富集、致癌2）氰化物：含CN-的物質(zhì)，急性中毒死亡3）氟化物：氟骨癥、損害腎臟第33頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月

有機(jī)無毒：主要是需氧有機(jī)物耗氧有機(jī)物是水體中最普遍的一種污染物。生活污水和某些工業(yè)廢水中所含的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、木質(zhì)素等有機(jī)物，可在微生物的作用下最終分解為簡單的無機(jī)化合物。這些化合物在分解過程中需要消耗大量的氧氣。3、有機(jī)無毒第34頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月

表示耗氧有機(jī)物指標(biāo)生物化學(xué)需氧量化學(xué)需氧量總有機(jī)碳總需氧量溶解氧第35頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月1）生物化學(xué)需氧量，簡稱生化需氧量（BOD）：Biochemicaloxygendemand，表示在好氣條件下，水中的有機(jī)污染物經(jīng)微生物分解所需的氧量(單位體積的污水所消耗的氧量毫克／升）。

第36頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月

有機(jī)物的生物化學(xué)作用分為兩個階段完成：有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物的二氧化碳、水和氨氨被轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽與硝酸鹽；將所能分解的有機(jī)物全部分解往往需要20天以上，并與環(huán)境溫度有關(guān)。第37頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月2）化學(xué)需氧量（COD）：Chemicaloxygendemand，在規(guī)定條件下，使水樣中能被氧化的物質(zhì)氧化所需耗用化學(xué)氧化劑的量。目前常用的氧化劑主要是重鉻酸鉀或高錳酸鉀。以高錳酸鉀作氧化劑時，測得的值也稱耗氧量。與BOD5比較第38頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月3）總有機(jī)碳（TOC）：Totalorganiccarbon，水中溶解性和懸浮性有機(jī)物中存在的全部碳量。

4）總需氧量（TOD）：Totaloxygendemand，水中有機(jī)物除含有機(jī)碳外，尚含有氫、氮、硫等元素。當(dāng)這些元素全部被氧化時所需的氧量。第39頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月5）溶解氧（DO）

溶于水中自由狀態(tài)氧分子的量。水體中的溶解氧的來源:

一是由大氣中的氧通過擴(kuò)散方式補(bǔ)給，這是水中溶解氧的主要來源；二是水生植物的光合作用也放出氧。第40頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月水體中溶解氧減少有三個方面：一是耗氧有機(jī)污染物在降解時，耗氧；二是還原性無機(jī)物質(zhì)氧化時耗氧；三是生物呼吸過程吸收氧。

氧補(bǔ)給=消耗：水體中溶解氧處于平衡，屬正常狀態(tài)。氧補(bǔ)給>消耗：水體中溶解氧呈飽和狀態(tài)。氧補(bǔ)給<消耗：水體缺氧，水質(zhì)處于惡化狀態(tài)。第41頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月

有機(jī)有毒：主要是需氧有機(jī)物。酚類化合物：煤氣、焦化、石油化工、制藥、油漆。有機(jī)農(nóng)藥：有機(jī)磷、有機(jī)氯。多環(huán)芳烴：由石油、煤、可燃?xì)獾炔煌耆紵蚋邷靥幚項l件下產(chǎn)生。多氯聯(lián)苯：電器絕緣和塑料增塑劑。洗滌劑：泡沫、富含磷、表面活性劑。4、有機(jī)有毒第42頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）生物污染

生物污染是指城市生活污水、醫(yī)院污水或污水處理廠排水排入地表后，引起病源微生物污染。第43頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)污染物在水體中的擴(kuò)散

Section3Thepollutantinwaterbodydiffusion污染物在水體中的運(yùn)動特征：推流遷移分散作用污染物的衰減和轉(zhuǎn)化第44頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月

污染物進(jìn)入水體之后，隨著水的遷移運(yùn)動、污染物的分散運(yùn)動以及污染物質(zhì)的衰減轉(zhuǎn)化運(yùn)動，使污染物在水體中得到稀釋和擴(kuò)散，從而降低了污染物在水體中的濃度，它起著一種重要的“自凈作用”。第45頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月1、推流遷移是指污染物在水流作用產(chǎn)生的遷移作用。只改變水流中的污染物的位置，并不能降低污染物的濃度。第46頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月2、分散作用

污染物在河流水體中的分散作用包括三方面內(nèi)容：分子擴(kuò)散、湍流擴(kuò)散和彌散。既改變水流中的污染物的位置，也降低了污染物的初始濃度，但總量不變。第47頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月3、污染物的衰減和轉(zhuǎn)化

進(jìn)入水環(huán)境中的污染物可分為兩大類：保守物質(zhì)和非保守物質(zhì)。保守物質(zhì)進(jìn)入水環(huán)境以后，隨著水流的運(yùn)動而不斷變換所處的空間位置，還由于分散作用不斷向周圍擴(kuò)散而降低其初始濃度，但它不會因此改變總量。重金屬，很多高分子有機(jī)化合物都屬保守物質(zhì)。對于那些對于生態(tài)系統(tǒng)有害，或暫時無害但能在水環(huán)境中積累，從長遠(yuǎn)來看是有害的保守物質(zhì)，要嚴(yán)格控制排放，因為水環(huán)境對它們沒有凈化能力。第48頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月非保守性物質(zhì)進(jìn)入水環(huán)境以后，除了隨著水流流動而改變位置，并不斷擴(kuò)散而降低濃度外，還因污染物自身的衰減而加速濃度的下降。非保守性物質(zhì)的衰減有兩種方式：一是由其自身的運(yùn)動變化規(guī)律決定的；另一種是在水環(huán)境因素的作用下，由于化學(xué)的或生物的反應(yīng)而不斷衰減，比如可以生化降解的有機(jī)物在水體中的微生物作用下的氧化分解過程。見P78的圖3-2推流遷移、分散和衰減作用。第49頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物在水體中的轉(zhuǎn)化

Section4Thepollutantinwaterbodytransformation主要內(nèi)容：水體中耗氧有機(jī)物降解；需氧污染物分解與溶解氧平衡；水體富營養(yǎng)化過程；重金屬在水體中的遷移轉(zhuǎn)化。第50頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月一、水體中耗氧有機(jī)物降解

（一）有機(jī)物生物化學(xué)分解

1、水解反應(yīng)

2、氧化反應(yīng)第51頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月

1、水解反應(yīng)：是指復(fù)雜的有機(jī)物分子在水解酶參與下加以水分子分解為較簡單化合物的反應(yīng)。

2、氧化反應(yīng)：生物氧化主要有兩類，脫氫作用和脫羧作用。第52頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）代表性耗氧有機(jī)物的生物降解

碳水化合物降解脂肪和油脂降解含氮有機(jī)物降解第53頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月1、碳水化合物降解

碳水化合物是由C、H、O組成的不含氮的有機(jī)物Cn（H2O）m表示，分為三類：單糖、二糖、多糖。（1）碳水化合物經(jīng)細(xì)菌和微生物

水解二糖水解

單糖

Cn（H2O）m至少轉(zhuǎn)化為二糖后才能進(jìn)入細(xì)胞膜內(nèi)。第54頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）單糖丙酮酸

CO2+H2O

如若：丙酮酸酸、醇、酮（發(fā)酵），此時，會產(chǎn)生大量的有機(jī)酸，時常超過水體的緩沖能力，使PH值下降，甚至?xí)种萍?xì)菌的生命活動，稱為酸性發(fā)酵。單糖轉(zhuǎn)化

有O2或無O2

有O2條件

酶和細(xì)菌

在無O2條件下第55頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月2、脂肪和油脂降解

它們也是不含氮的有機(jī)物。是由脂肪酸和甘油生成的酯類物質(zhì)，這類物質(zhì)比碳水化合物難于被生物降解，如果有乳化劑將它們分散開，將有利于發(fā)生降解。脂肪甘油+脂肪酸甘油丙酮酸

水解降解有O2

無O2

CO2+H2O有機(jī)酸（發(fā)酵）

第56頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、含氮有機(jī)物降解

是指除C、H、O外，還含有N、S、P等元素的有機(jī)化合物，其中包括蛋白質(zhì)、氨基酸以及尿素、脂類、腈類、硝基化合物等。含氮有機(jī)物的生物降解難于不含氮有機(jī)物，其產(chǎn)物污染性強(qiáng)。第57頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）蛋白質(zhì)的降解蛋白質(zhì)

氨基酸

丙酮酸水解酶有O2條件有O2

無O2

CO2+H2O有機(jī)酸（發(fā)酵）

（2）尿素（自學(xué)）有機(jī)物降解的共同規(guī)律

見書P88。第58頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月二、需氧污染物分解與溶解氧平衡第59頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月有機(jī)物進(jìn)入水體

1、生態(tài)學(xué)效應(yīng)：使水體中的生物在種類和數(shù)量上發(fā)生變化。

如果自養(yǎng)生物生產(chǎn)率用P表示，異養(yǎng)生物生產(chǎn)率用R表示，則加入有機(jī)物后，平衡受到破壞，P下降，R上升。

生態(tài)學(xué)效應(yīng)溶解氧效應(yīng)第60頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月2、溶解氧效應(yīng)：水體中溶解的分子態(tài)氧在數(shù)量上的變化。曝氣作用：空氣氧溶于水的作用（復(fù)氧作用）光合作用：綠色植物光合作用放氧在正常情況下，溶解氧達(dá)到飽和狀態(tài)。氧虧值D（缺氧量）=飽和溶解氧-實際溶解氧第61頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月

一條假定的被污染河流中生化需氧量和溶解氧的變化曲線

溶解氧

耗氧

復(fù)氧

BOD

清潔區(qū)

分解區(qū)

水質(zhì)惡化區(qū)

恢復(fù)區(qū)

清潔區(qū)

ppm2610141821012345678910（日）116135154174（公里）第62頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月橫坐標(biāo)從左至右表示河流的流向和距離（流經(jīng)的距離以公里計，流經(jīng)的時間以日計）?？v坐標(biāo)表示溶解氧和生化需氧量的濃度，單位是ppm。將污水排入河流處定為基點O，向上游去的距離取負(fù)值，向下游去的距離取正值。污水源于四萬人口的小城市的下水道。假定河流的流量是100m3/s，流進(jìn)河中的污水立即與河水混合，水溫是25℃。溶解氧耗氧

復(fù)氧

BOD第63頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月由BOD曲線可以看出：在上游未受污染的區(qū)域，BOD很低，在0點有污水注入后，BOD急劇上升。由此向下，隨著分解作用的進(jìn)行，BOD逐漸降低，慢慢恢復(fù)到污水注入前的水平。溶解氧耗氧

復(fù)氧

BOD第64頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月由溶解氧曲線可以看出：溶解氧與BOD有非常密切的關(guān)系。在污水未注入前，河水中溶解氧很高，污水注入后因分解作用耗氧，溶解氧從0點開始向下游逐漸降低，從0點流下2.5日，降至最低點。以后又回升，最后恢復(fù)到近于污水注入前的狀態(tài)。在污染河流中溶解氧曲線呈下垂?fàn)?，稱為溶解氧下垂曲線。溶解氧耗氧

復(fù)氧

BOD第65頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)BOD和DO曲線，可以把該河劃分為污水注入前的清潔水區(qū)，注入后的分解區(qū)、水質(zhì)惡化區(qū)、恢復(fù)區(qū)和恢復(fù)后的清潔水區(qū)。在污染河段兩組作用影響著水中溶解氧的含量:

一組作用使水中溶解氧含量降低，即有機(jī)污染物分解作用耗氧和有機(jī)體呼吸作用耗氧，這一組作用簡稱耗氧作用；另一組作用使水中富集氧，如空氣中的氧溶于水，水生植物的光合作用放出氧等?？諝庋跞苡谒淖饔煤喎Q為曝氣作用（復(fù)氧作用）。溶解氧耗氧

復(fù)氧

BOD第66頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月清潔區(qū)

分解區(qū)

水質(zhì)惡化區(qū)

恢復(fù)區(qū)

清潔區(qū)DOABCDP/R=0流水時間（t）

氧垂曲線耗氧＞溶解氧最大缺氧量DC0

DO（mol）E

溶解氧耗氧

復(fù)氧

BOD第67頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月清水區(qū)：河流在污水注入前，有機(jī)物和無機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)都不多，藻類和細(xì)菌的數(shù)量也都不多，藻類數(shù)略超過細(xì)菌數(shù)，P/R=1（大約），消耗的溶解氧可及時由大氣得到補(bǔ)充，溶解氧基本上保持飽和狀態(tài)。原生動物、昆蟲、魚類等有正常的食物鏈。第68頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月分解區(qū)：污染物注入后，首先是一個短促的混合階段，排入的有機(jī)污染廢水與河水混合稀釋，污水中一些還原性無機(jī)物將立即耗氧，使水體溶解氧迅速下降，產(chǎn)生所謂直接需氧量D。。然后隨著細(xì)菌的生長繁殖，生物化學(xué)反應(yīng)和有機(jī)物的降解逐步展開，氧的消耗迅速增大，大氣溶氧不能及時補(bǔ)充，溶解氧含量隨時下降，曲線開始下垂。此時，由于日照和生長條件惡化，水藻類的光合作用進(jìn)行困難，所以P值下降，第69頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月同時，由于細(xì)菌的迅速繁殖，R值隨之上升，P/R也迅速下降，水中生物種類和數(shù)量同時隨之有相應(yīng)的變化。這時，在開始階段，水體中主要進(jìn)行需氧分解。但是，隨著溶解氧量的下降，在水體底層和中部逐漸轉(zhuǎn)入?yún)捬醴纸鉅顟B(tài)。這種狀態(tài)逐漸向表層發(fā)展，便使整個水體水質(zhì)惡化，使水體出現(xiàn)污染的各種現(xiàn)象，R＞P，細(xì)菌生長繁殖極為活躍，有機(jī)物的分解達(dá)到最高速度，而呼吸耗氧遠(yuǎn)超過大氣溶解氧，水體中氧的含量急劇減少，曲線明顯陡斜，圖中B點以后區(qū)段。第70頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月腐化區(qū)：排入有機(jī)物增多，水中溶解氧量消耗殆盡，則水體進(jìn)入?yún)捬醴纸鉅顟B(tài)，水體污染嚴(yán)重，藻類和綠色植物絕跡，動物則是有少數(shù)低級蟲類。這時P/R=0。但是，隨著有機(jī)物的劇烈分解，其數(shù)量逐漸減少，由于養(yǎng)料不足，細(xì)菌的繁殖緩慢下來，并開始減少數(shù)量，同時，以厭氧分解為主的反應(yīng)過程本身耗氧也較少，由于養(yǎng)料不足，細(xì)菌的繁殖緩慢下來并開始減少數(shù)量，同時，以厭氧分解為主反應(yīng)過程本身耗氧也較少。使水中耗氧速度和溶氧速度達(dá)到相當(dāng)，并且進(jìn)一步達(dá)到耗氧速度低于溶氧速度，水中溶解氧速度轉(zhuǎn)而上升。此時，氧垂曲線出現(xiàn)一個最低點即圖中的C點，有最大缺氧量DC。第71頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月由于有機(jī)污染物數(shù)量的減少，水質(zhì)污染減輕而日照作用加強(qiáng)，水中又開始出現(xiàn)藻類的光合作用，P值重又增加，在C點附近形成P/R再次接近于1的情況。P和R是在腐化后期條件下達(dá)到平衡，水體中生態(tài)學(xué)狀況完全不同于清水區(qū)，水中耗氧速度與溶氧速度達(dá)到平衡，但水中溶解氧遠(yuǎn)沒有達(dá)到飽和。第72頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月恢復(fù)區(qū)：隨著有機(jī)污染物降解接近于完成，溶解氧不斷增加，水體厭氧分解狀態(tài)又向需氧分解狀態(tài)轉(zhuǎn)化，表層、中層首先恢復(fù)為有氧條件，溶解的有機(jī)物已很少，底層仍繼續(xù)有有機(jī)物降解，PH值升高，水質(zhì)改善，細(xì)菌減少。而藻類出現(xiàn)及原生動物、昆蟲、魚類、植物開始生長繁殖，由于光合作用加強(qiáng)，P/R＞1，溶解氧漸增到接近飽和D點。第73頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月后期，由于水中存在有機(jī)污染物降解而生成大量無機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)，如N、P等，為水生藻類提供了良好的條件，光合作用可能大大增強(qiáng)，藻類繁生。此時可能P＞R，水中溶解氧呈過飽和狀態(tài)——DE間。經(jīng)過相當(dāng)?shù)臅r間后，多余的無機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)消耗后，溶解氧可恢復(fù)到飽和狀態(tài)。第74頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月對某一區(qū)段，可據(jù)其生物種類及數(shù)量和溶解氧濃度的情況，來判斷水體污染狀況。第75頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月

（一）水體富營養(yǎng)化類型

1．天然富營養(yǎng)化：湖泊營養(yǎng)物質(zhì)的這種天然富集，湖水營養(yǎng)物質(zhì)濃度逐漸增高而發(fā)生水質(zhì)變化的過程，就是通常所稱的天然富營養(yǎng)化。

2．人為富營養(yǎng)化：天然富營養(yǎng)化和人為富營養(yǎng)化的共同點在于它們都是由于水體中氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)的富集，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，使魚類或其他生物大量死亡、水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。三、水體富營養(yǎng)化過程第76頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）營養(yǎng)化的特征

水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象時主要表現(xiàn)為浮游生物大量繁殖，因占優(yōu)勢的浮游生物的顏色不同水面往往呈現(xiàn)藍(lán)色、紅色、棕色、乳白色等，這種現(xiàn)象在江河湖泊中稱為“水華”，在海洋則稱為“赤潮”。第77頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月第78頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月共性：水體中N、P營養(yǎng)物質(zhì)富集，，引起藻類及其它浮游生物的迅速繁殖，水體溶解氧下降，使魚類或其他生物大量死亡、水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。第79頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月

富營養(yǎng)化作用引起的湖泊生態(tài)系統(tǒng)的變化第80頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月表貧營養(yǎng)湖泊與富營養(yǎng)湖泊特征比較貧營養(yǎng)湖泊富營養(yǎng)湖泊1.營養(yǎng)物質(zhì)貧乏2.浮游藻類稀少3.有根植物稀疏4.湖盆通常較深5.湖底常為砂石、砂礫6.水質(zhì)清澈透亮7.湖水溫度較低（冷水）8.特征性魚類：鮭魚等1.營養(yǎng)物質(zhì)豐富2.浮游藻類較多3.有根植物茂盛4.湖盆通常較淺5.湖底多為淤泥沉積物6.水質(zhì)混濁發(fā)暗7.湖水溫度較高（溫水）8.特征性魚類：鯉、草、鰱等第81頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月水體富營養(yǎng)化第82頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月危害：因優(yōu)勢浮游生物的顏色不同水面往往呈現(xiàn)蘭色、紅色、棕色、乳白色等，主要類型有水華、赤潮。限制因素：氮、磷富營養(yǎng)化關(guān)鍵：源源不斷流入水體中的營養(yǎng)物質(zhì)N、P的負(fù)荷量。關(guān)鍵因素：溶解氧、溫度、水體的形態(tài)。第83頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月富營養(yǎng)化顯著的危害：一是促使湖泊老化；二是破壞水產(chǎn)資源；三是危害水源，硝酸鹽、亞硝酸鹽對人、畜有害。第84頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）植物營養(yǎng)物氮、磷在水體中的轉(zhuǎn)化含氮化合物在水體中的轉(zhuǎn)化：

有機(jī)氮（蛋白質(zhì)和氨基酸等）和無機(jī)氮。含磷化合物在水體中的轉(zhuǎn)化：有機(jī)磷（磷肌酸等）和無機(jī)磷。第85頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月1、含氮化合物在水體中的轉(zhuǎn)化有機(jī)氮無機(jī)氮有機(jī)氮的降解亞硝態(tài)氮氨氮農(nóng)業(yè)廢棄物城市生活污水氨化NH3或NH4+硝化NO3-有O2或無O2

有O2

——它們可重新被植物作為營養(yǎng)吸收第86頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月反硝化（在無氧條件下），一些嫌氣細(xì)菌把NO3-以及NO2-作為呼吸作用的受氫體，使它們發(fā)生還原反應(yīng)，逐步轉(zhuǎn)化為還原態(tài)，其主要形態(tài)是氣體的N2O和N2又回到大氣中。第87頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月無論是氨化和硝化，即需氧污染物在水體中的轉(zhuǎn)化可作為它們的自凈過程的判斷標(biāo)志，但它卻在水中提供了植物營養(yǎng)所需的氮元素。第88頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月2、含磷化合物在水體中的轉(zhuǎn)化

水體中的磷是以多種形態(tài)存在的，所有的無機(jī)磷幾乎完全以磷酸鹽形態(tài)存在，即磷的完全氧化態(tài)，天然水中的磷是由礦石風(fēng)化、侵蝕、淋溶、細(xì)菌作用、農(nóng)業(yè)肥料、污水和洗滌劑流入等來源構(gòu)成。其中可溶性的磷化物包括正磷酸鹽、聚合磷酸物、有機(jī)磷酸物，此外還有呈膠體和顆粒態(tài)的有機(jī)磷化合物存在。水中的可溶性磷含量很少，因它易與Ca2+、Fe3+、AL3+等生成難溶性沉淀物，多沉積于水體底泥。第89頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月見書P91圖3-4湖泊水體中P的循環(huán)與轉(zhuǎn)化聚集于底泥中磷的存在形式和數(shù)量取決于：水中的無機(jī)磷經(jīng)生物吸收及有機(jī)磷沉淀，從表層除去。沉積物中的磷，通過顆粒態(tài)磷的懸浮作用和湍流擴(kuò)散作用，釋放到上層水體中去。（1）污染物輸入和通過地表和地下徑流的排出情況（2）水中的磷與底泥中的磷之間交換情況第90頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）氮、磷污染與水體富營養(yǎng)化造成水體富營養(yǎng)化最直觀的表現(xiàn)是：藻類的數(shù)量增多和種類變化。

植物生長取決于外界供給它所需要的養(yǎng)料中數(shù)量最少的那一種。而藻類的生產(chǎn)量主要取決于水體中磷的供應(yīng)量（即當(dāng)水體中磷供應(yīng)充足時，藻類可以得到充分增殖，如果磷供應(yīng)量受到限制，那么藻類的生產(chǎn)量就將隨著受限制）。第91頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月四、重金屬在水體中的遷移轉(zhuǎn)化1、重金屬的概念及特征

一般認(rèn)為金屬的比重大于5者為重金屬。2、重金屬在環(huán)境中的特征：①重金屬是構(gòu)成地殼的元素，在自然界具有非常廣泛的分布。②重金屬作為有色金屬，在人類的生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，各種各樣的重金屬污染源由此而存在于環(huán)境中。第92頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月③重金屬大多屬于過渡性元素，在自然環(huán)境中具有不同的價態(tài)、活性和毒性效應(yīng)。④重金屬的危害特點：第一，毒性效應(yīng)。第二，生物不能降解，卻能將某些重金屬轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的金屬有機(jī)化合物。第三，食物鏈的生物富集放大作用；第四，通過各種途徑進(jìn)入人體，并積蓄在某些器官中，造成慢性中毒。第93頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月3、重金屬在水體中遷移轉(zhuǎn)化①機(jī)械遷移

②物理化學(xué)遷移沉淀、溶解作用：

吸附作用：

絡(luò)合作用：

氧化還原作用：

③生物遷移（某些重金屬元素的甲基化作用）

第94頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月重要名詞Eh(氧化——還原電位)：表示元素的氧化還原能力的測量單位。EO（標(biāo)準(zhǔn)電位）：氧化還原電位與系統(tǒng)中氧化劑和還原劑的濃度有關(guān)，在25℃條件下，當(dāng)二者的濃度相等（mol/L）時，所測得的電位稱為該體系的標(biāo)準(zhǔn)電位。第95頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月凝聚作用：微粒在水中相反電荷物質(zhì)的作用下實現(xiàn)電中和作用，消除微粒間的排斥能力，使彼此可以接近到吸引力占優(yōu)勢的距離。絮凝：水中高聚物若含有能同膠體微粒表面某些部位發(fā)生結(jié)合的基團(tuán)，則有可能被該膠粒吸附。高聚物的其他活性基團(tuán)也有可能被其他膠粒吸附，以此類推，便形成以高聚物為橋連的膠?！呔畚铩z粒的龐大聚體，可在重力作用下沉降。這種通過橋連吸附而聚集的方式，稱為膠體微粒的絮凝。第96頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月五、水污染及其危害（一）泥沙、懸浮物對人體的污染及危害（二）生活污水、生活垃圾對人體的污染及危害（三）工業(yè)廢水污染及危害第97頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月第98頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月第99頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月第100頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月第101頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月第102頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月第103頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月第104頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)水環(huán)境污染控制及管理

section5Waterpollutioncontrolandmanagement一、水環(huán)境污染防治對策二、廢水處理方法第105頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月一、水環(huán)境污染防治對策

控制污染物排放量及減少污染源排放工業(yè)廢水量：技術(shù)改造，采取先進(jìn)工藝；制定用水定額；提高水的重復(fù)利用率；水的綜合利用建立城市污水處理系統(tǒng)：注意有毒有害廢水調(diào)整工業(yè)布局：充分利用水體自凈作用加強(qiáng)水資源規(guī)劃管理：查清水資源總量第106頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月第107頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月

家庭節(jié)水一、廚房節(jié)水

第108頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月第109頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月二、洗衣節(jié)水第110頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月三、馬桶節(jié)水第111頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月第112頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月四、洗澡節(jié)水第113頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月第114頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月農(nóng)業(yè)節(jié)水第115頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月工業(yè)節(jié)水第116頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月水環(huán)境保護(hù)必須遵循：合理開發(fā)、節(jié)約使用、防治污染三者并行的方針。第117頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月二、廢水處理方法1、目的將污染物分離出來轉(zhuǎn)化為無害穩(wěn)定物質(zhì)防止毒害與病菌的傳染第118頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月2.技術(shù)分類物理方法：沉淀法、浮選法、蒸發(fā)法化學(xué)方法：中和、萃取、氧化還原生物方法：利用自然界微生物將有機(jī)物分解和轉(zhuǎn)化第119頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月處理方法的特點廢水水質(zhì)、水量排放水質(zhì)要求廢水回收價值調(diào)查研究科學(xué)實驗廢水排放指標(biāo)地區(qū)情況技術(shù)可行性方法第120頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月3、城市污水處理一級處理：機(jī)械處理二級處理：主體工藝為生化處理三級處理：控制富營養(yǎng)化和重新回用第121頁，課件共136頁，創(chuàng)作于2023年2月1．一級處理：一級處理可由篩濾、重力沉淀和浮選等方法串聯(lián)組成，除去廢水中大部分粒徑在100m以上的大顆粒物質(zhì)。篩濾可除去較大物質(zhì)；重力沉淀可去除無機(jī)粗粒和比重略大于1的有凝聚性的有機(jī)顆粒；浮選可去除比重小于1的顆粒物(油類等)，往往采壓力浮選方式，在加壓下溶解空氣，隨后在大氣壓下