環(huán)境學(xué)概論：第三章 水體環(huán)境

第一節(jié)水體環(huán)境概述一、水循環(huán)（一）地球上水資源的分布1.世界水資源總量2.我國水資源的特點

(1)水資源總量不少，但人均、畝均占有水平很低(2)水量在地區(qū)分布上不平衡(3)水量在時程分配上很不均勻(4)雨熱同期是我國水資源的突出優(yōu)點。表地球上水資源的分布

3.水資源的主要用途4.水資源開發(fā)利用中存在的主要問題(1)水體污染

(2)水源枯竭

(3)生態(tài)環(huán)境惡化

（二）水循環(huán)1.水的自然循環(huán)

2.水的社會循環(huán)二、天然水的水質(zhì)天然水中的溶質(zhì)成分概略性地分為5組：溶解性氣體

主要離子

生源物質(zhì)（營養(yǎng)物質(zhì)）

微量元素

膠體

三、各種類型天然水的水質(zhì)1.大氣降水

2.河水3.湖泊4.地下水第二節(jié)水體的主要污染源和污染物一、水體概念及水體污染（一）水體的概念水體可劃分為“類型”的概念和“區(qū)域”的概念1.按“類型”可劃分為(1)海洋水體(2)陸地水體2．“區(qū)域”的概念水質(zhì)主要指水相的質(zhì)量

(二)水體污染二、主要的污染源（一）工業(yè)廢水特點。(1)

排放量大，污染范圍廣，排放方式復(fù)雜(2)

污染物種類繁多，濃度波動幅度大

(3)

污染物質(zhì)毒性強，危害大(4)

污染物排放后遷移變化規(guī)律差異大(5)

恢復(fù)比較困難工業(yè)廢水主要有下列來源：1．采礦及選礦廢水2．金屬冶煉廢水

3．煉焦煤氣廢水4．機械加工廢水5．石油工業(yè)廢水6．化工廢水7．造紙廢水8．紡織印染廢水9．皮毛加工及制革廢水10．食品工業(yè)廢水（二）生活廢水（1）

含氮、磷、硫高；（2）

含有纖維素、淀粉、糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、尿素等在厭氧性細菌作用下易產(chǎn)生惡臭的物質(zhì)；（3）含有多種微生物，如細菌、病原菌、病毒等，易使人傳染上各種疾病；（4）由于洗滌劑的大量使用，使它在廢水中含量增大，呈弱堿性，對人體有一定危害。（三）農(nóng)業(yè)退水農(nóng)業(yè)污染具有以下兩個顯著特點：（1）有機質(zhì)、植物營養(yǎng)物質(zhì)及病原微生物含量高。（2）含較高量的化肥、農(nóng)藥。

三、水體主要污染物1.固體污染物固體物質(zhì)在水中有三種存在形態(tài):

懸浮狀態(tài)、膠體狀態(tài)和溶解狀態(tài)

;

水中固體污染物質(zhì)主要是指固體懸浮物

.2.生物污染物指廢水中的致病微生物及其它有害的生物體

;細菌總數(shù)和菌指數(shù)為病原微生物污染的間接指標(biāo)

3.需氧有機污染物4.營養(yǎng)性污染物富營養(yǎng)化

5.感官污染物廢水中能引起異色、渾濁、泡沫、惡臭等現(xiàn)象的物質(zhì)

6.酸、堿、鹽類污染物對漁業(yè)水體而言，pH值不得低于6或高于9.2;農(nóng)業(yè)灌溉用水的pH值應(yīng)為4.5～8.5。7.有毒污染物(1)無機毒物:包括金屬和非金屬兩類。

(2)有機毒物(3)放射性物質(zhì)8.油類污染物9.熱污染四、主要污染物在水體中的遷移轉(zhuǎn)化（一）耗氧有機物的降解1.有機物的生物化學(xué)分解機理及規(guī)律(1)降解機理有機物的降解通常有以下幾種作用：

a.碳水化合物的降解

b.脂肪和油類的降解

c.蛋白質(zhì)的降解

d.硝化作用和硫化作用

(2)基本反應(yīng)細菌體外細胞內(nèi)：化合物的碳鏈雙鍵轉(zhuǎn)化成單鍵(3)生化降解的步驟：①首先在細胞膜外發(fā)生水解反應(yīng)②在細胞膜內(nèi)繼續(xù)水解和氧化③降解的后期產(chǎn)物

生成各種有機酸④有氧條件無氧條件2.碳水化合物的生化降解①單糖②二糖③多糖3.脂肪和油類(1)細胞外發(fā)生水解，生成其本身包含的兩個分子，甘油和脂肪酸。(2)氧化(脫氫)甘油降解為丙酮酸C3H5(OH)3––

CH3COCOOH+4H(3)有氧條件下進入三羧酸循環(huán)、完全氧化、生成CO2和H2O2CH3COCOOH+4H+6O2––

6CO2+6H2O(2)基本反應(yīng)細菌體外細胞內(nèi)：化合物的碳鏈雙鍵轉(zhuǎn)化成單鍵(3)生化降解的步驟：①首先在細胞膜外發(fā)生水解反應(yīng)②在細胞膜內(nèi)繼續(xù)水解和氧化③降解的后期產(chǎn)物

生成各種有機酸④有氧條件無氧條件2.碳水化合物的生化降解①單糖②二糖③多糖3.脂肪和油類(1)細胞外發(fā)生水解，生成其本身包含的兩個分子，甘油和脂肪酸。(2)氧化(脫氫)甘油降解為丙酮酸C3H5(OH)3––

CH3COCOOH+4H(3)有氧條件下進入三羧酸循環(huán)、完全氧化、生成CO2和H2O2CH3COCOOH+4H+6O2––

6CO2+6H2O(2)基本反應(yīng)細菌體外細胞內(nèi)：化合物的碳鏈雙鍵轉(zhuǎn)化成單鍵(3)生化降解的步驟：①首先在細胞膜外發(fā)生水解反應(yīng)②在細胞膜內(nèi)繼續(xù)水解和氧化③降解的后期產(chǎn)物

生成各種有機酸④有氧條件無氧條件2.碳水化合物的生化降解①單糖②二糖③多糖3.脂肪和油類(1)細胞外發(fā)生水解，生成其本身包含的兩個分子，甘油和脂肪酸。(2)氧化(脫氫)甘油降解為丙酮酸C3H5(OH)3––

CH3COCOOH+4H(3)有氧條件下進入三羧酸循環(huán)、完全氧化、生成CO2和H2O2CH3COCOOH+4H+6O2––

6CO2+6H2O（三）重金屬在水環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化

1.重金屬的概念及特征重金屬在環(huán)境中的行為和影響特征2.水體中重金屬遷移的形態(tài)1）溶解態(tài)2）吸附態(tài)

3）金屬膠膜態(tài)4）固體有機物態(tài)5）結(jié)晶礦物態(tài)

①溶解態(tài)

②懸浮態(tài)

第三節(jié)水質(zhì)及水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

一、水質(zhì)與水質(zhì)指標(biāo)（一）水質(zhì)水中所含的雜質(zhì)為三類：懸浮物質(zhì)、溶解物質(zhì)和膠體物質(zhì)。

圖6-2按顆粒大小分類的水中雜質(zhì)

（二）水質(zhì)指標(biāo)分為三大類。第一類，物理性水質(zhì)指標(biāo)

(1)

感官物理性狀指標(biāo)如溫度、色度、嗅和味、渾濁度、透明度等。(2)

其他物理性狀指標(biāo)1.溫度2.嗅與味3.顏色和色度1）鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法：氯鉑酸鉀（K2PtCl6）和氯化鈷（CoCl2·6H2O）2）稀釋法4.渾濁度：1L蒸餾水中含1mg

SiO2所構(gòu)成的光學(xué)阻礙現(xiàn)象為渾濁度1度。5.透明度6.電導(dǎo)率第二類，化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)(1)

一般的化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo).(2)

有毒的化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo).(3)有關(guān)氧平衡的水質(zhì)指標(biāo).第三類，生物學(xué)水質(zhì)指標(biāo)。最常用的一些水質(zhì)指標(biāo)

1．pH值2．懸浮固體(簡稱SS－SuspendedSolids)水樣的懸浮物濃度

水中懸浮物＝水中揮發(fā)性懸浮物＋水中固定性懸浮物懸浮物包括，粒徑較大的顆粒物和粒徑較小的顆粒物。3．有機污染物(1)

生化需氧量(BOD－BiochemicalOxygenDemand)BOD以單位體積污(廢)水所消耗的氧量(mg／L)表示。注意：1.有機物污染的指標(biāo)只需采用碳化需氧量就可反映出水體中有機物的多少（通常就稱為生化需氧量BOD），而不包括硝化所需的氧量NOD。2.目前世界各國均以5天（20℃）作為測定BOD的標(biāo)準(zhǔn)時間，所測得的數(shù)值以BOD5表示。(2)

化學(xué)需氧量(COD-ChemicalOxygenDemand)化學(xué)氧化劑（K2Cr2O7或KMnO4）；CODCr＞BOD20＞BOD5＞CODMn

；（3）總需氧量(TOD－TotalOxygenDemand)TOD的值一般大子COD的值

（4）總有機碳(TOC－TotalOrganicCarbon)

4.溶解氧(DO-DissolvedOxygen)5.氮、磷等植物性營養(yǎng)物質(zhì)6.有毒物質(zhì)7.大腸菌群數(shù)用每升水中的大腸菌群數(shù)表示；通常用大腸菌群作為間接的檢測指標(biāo)；二、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

1.用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（1）生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制定生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的主要原則:

表3世界衛(wèi)生組織規(guī)定的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（摘錄）

表4我國的生活飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB5749－85)

（2）工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)2.水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)劃分為五類：Ⅰ類：主要適用于源頭水、國家自然保護區(qū)；Ⅱ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；Ⅲ類：主要適用于集中式生活飲用水水源地二級保護區(qū)、一般魚類保護區(qū)及游泳區(qū)；Ⅳ類：主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)；Ⅴ類：主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。

3.廢水排放標(biāo)準(zhǔn)第一類污染物系指能在環(huán)境或動植物體內(nèi)蓄積，對人體健康產(chǎn)生長遠不良影響者。

第二類污染物的長遠影響小于第一類，規(guī)定的采樣點為排污單位排放口，其最高允許排放濃度執(zhí)行表6-7的規(guī)定(1998年1月1日后建設(shè)的單位)。(1)特殊保護水域(2)重點保護水域(3)一般保護水域(4)第四節(jié)水體污染的危害及防治一、危害（一）對人體健康的危害日本的水俁病事件

----汞的廢水;

氟含量過高，會引起牙齒琺斑及色素沉淀;

氟量過低時，會發(fā)生齲齒病

（二）對工業(yè)生產(chǎn)的影響（三）對農(nóng)業(yè)、漁業(yè)生產(chǎn)的影響重金屬污染：

1.汞污染及其危害無機汞

----甲基汞

2.鉻及其化合物的危害

3.鎘污染及危害

4.鉛及其化合物的危害

5.砷及其化合物的危害二、水污染防治

（一）水污染防治的的目標(biāo)（二）水污染防治的主要任務(wù)（三）水污染防治的原則（1）“防”

（2）“治”

工業(yè)廢水----工廠內(nèi)或車間內(nèi)就地進行局部處;（3）“管”是指對污染源、水體及處理設(shè)施的管理（四）廢水處理的方法和技術(shù)

（1）物理方法

(2)化學(xué)處理法

1.中