第五章 水污染及其防治 ppt课件.ppt
三、水体污染物测定指标,1 物理指标 浊度、透明度、色、味、溴、悬浮物、电导率、硬度,2 化学指标 pH值、硬度、有机物、有机毒物、无机毒物等。有机物测定指标：化学需氧量(COD)(Chemical Oxygen Demand)定义：指用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需的氧量(mg/L)。生化需氧量(BOD)(Bio-Chemical Oxygen Demand)定义：指在好气条件下，微生物分解水中有机物质的生物化学过程中所需溶解氧的量，是反映水体中有机污染程度的综合指标之一。,溶解氧(DO)(Dissolved Oxygen）溶解于水中的分子氧，一般以每升所含氧的毫克数表示(mg/L)。,3.微生物学指标 反映水体受生物性污染的过程及饮用水的卫生安全程度，指标包括：细菌总数：100个/ML(饮用水卫生标准)大肠菌群：3个/L(饮用水卫生标准)2000个/L(地面水标准中类水体标准),水体 是包括水中溶解物质、悬浮物、底泥、水生生物等。水与水体是两个紧密联系又有区别的概念。简单地可以认为：水+悬浮物+底质=水体,四、水体自净,四、水体自净 废水排入水体会造成严重的危害、但从另一方面看。水体也有一定的自身净化废水中污染物质的能力。水体受到废水污染后，由于物理、化学、生物等因素的作用，污染物的浓度和毒性逐渐降低，经过一段时间，恢复到受污染以前状态的过程。简单的说就污染水逐渐从不洁变清的过程，称为水体自净。,污染物排入江河或其它水域后，经过扩散、稀释、沉淀、氧化、受微生物的作用而分解等，使水体可基本上或完全恢复到原来的状态，这个过程称为水体自净。,水体的自净作用：（1）物理净化：经过扩散、稀释、混合、沉降等过程，污染物浓度下降。,（2）化学净化：经过氧化、还原、吸附、凝聚等作用，污染物浓度下降。（3）生物（化学）净化：水中微生物的代谢作用，使有机物分解、氧化并转化为无害稳定的无机物。,水体自净按其发生的场所分为四类：,水与大气间的自净作用水中的自净作用水与底质间的自净作用底质中的自净作用,2、水中的自净：稀释、扩散、沉淀、氧化、还原、分解和生物活动,1、水与大气间的自净：天然水中某些有害气体的挥发释放和氧气溶入等,3、水与底质间的自净：天然水中悬浮物质的沉淀和污染物被底质吸收,4、底质中的自净：底质中的微生物使底质中的有机污染物发生分解,大气,水体自净场所示意图,五、水环境容量,1、概念 水环境容量是指在满足水环境质量标准的条件下,水体所能容纳的最大允许污染物负荷量，又称水体纳污能力。水环境容量一般包括两部分，即差值容量和同化容量。,生物化学作用,水体稀释作用,2、水环境容量的计算,地表水体对某种污染物的水环境容量可用下式表示 W=W1+W2=V(Cs-Cb)+W2 W某地表水体对某污染物的水环境容量，kg W1某地表水体对某污染物的差值容量，kg W2某地表水体对某污染物的同化容量，kg V该地表水的体积，m3 Cs该地表水中某污染物的环境标准（水质目标）,mg/L Cb 该地表水中某污染物的环境背景值，mg/L,第四节 主要污染物在水环境中的迁移转化,一、需氧有机物,需氧污染物主要指生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪和木质素等有机化合物，在微生物作用下最终分解为简单的无机物质，即二氧化碳和水等。因这些有机物质在分解过程中需要消耗大量的氧气，故又被称为需氧污染物。,1、概念,2、需氧有机物的生物降解作用,碳水化合物生物降解步骤和最终产物为：,脂肪和油类的生物降解步骤和最终产物为：,蛋白质的生物降解步骤和最终产物为：,3、需氧有机污染物降解与溶解氧平衡,50年代，美国学者巴特希和英格莱姆就编制出了关于被生活污水污染的河流中BOD和溶解氧（DO）相互关系的模式图,清洁水区水质恶化区恢复水区清洁水区,在污染河流中耗氧作用和复氧作用影响着水中溶解氧的含量。耗氧作用指有机物分解和有机体呼吸时耗氧，使水中溶解氧降低；复氧作用（也称再曝气作用）指空气中的氧溶于水和水生植物的光合作用放出氧，使水中溶解氧增加。耗氧作用和复氧作用的综合决定着水中氧的实际含量。,云南滇池,位于云南省昆明市的滇池流域面积306平方公里，是中国污染最严重的湖泊之一，湖内蓝藻猖獗，生态环境恶化，是被中国政府列为“三河三湖”（辽河、淮河、海河、太湖、巢湖、滇池）重点治理工程之一。据人民日报海外版报道，云南省近年投资21.2亿元，完成了17项滇池污染治理工程项目，保证了滇池在昆明市经济快速增长、人口增加的压力下，污染迅速恶化趋势得到有效遏制。虽然经过近10年的治理，滇池治污仍然不尽如人意，滇池70的水体仍处于富营养化状态，天气炎热时水面上仍然飘荡着绿油油的一层蓝藻，腥臭难闻。,二、植物营养物,1、富营养化的概念,水体中的N、P等植物营养物的浓度超过一定数值时，使得藻类迅速生长，引起水中氧气大量减少，导致鱼虾等水生生物死亡，使水质恶化的污染现象。,（藻类原生质）,藻类是富营养化的主体！,标准：无机N 为 300mg/m3 总P 为 20mg/m3,四种藻类：蓝绿藻类，绿藻类，硅藻类，有色鞭毛虫。,水体中的营养物质含氮化合物（有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等）含磷化合物,来源：雨水、农业排污、城市污水及其它。,氮在生态系统中具有气、液、固三相循环，被称为“完全循环”。磷只存在液、固相形式的循环，被称为“底质循环”。,湖水富营养化的程度,总磷含量是指水体中正磷酸盐、聚合磷酸盐、可水解磷酸盐 及有机磷的总浓度 总氮含量是指水体中氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮及有机氮 总和 叶绿素a的含量实际上就是水体中绿色物质含量,当地渔民从海里舀出凝固的油污,日本鹿儿岛居民清理被油污染过的海滩,三、油类物质,根据UNEP报告，每年有2002000万吨的油由海源和陆源排入海洋。而OECD的估计是每年大约350万吨。科学界比较一致的看法是每年300600万吨。根据OECD的报告，海洋油污染中海源和陆源各占50左右。但许多科学家持反对意见，认为海洋石油污染主要来自陆源，海源油污染主要产生于运输过程中，由此每年排入海洋的油大约为150万吨。其中船舶正常带入（洗仓水，压仓水等各种来源）海洋的油约为110万吨；事故性（触礁、碰撞、搁浅、失火等）带入海洋的油约为40万吨。有人认为此项估计数据偏低。陆源油污染主要来自工业废水，每年由此项带入海洋的油约140万吨。其次是大气中飘浮石油烃类的降落，每年进入海洋的油类为30万吨。,1、油类物质的污染概况,扩展过程：扩展过程包括重力惯性扩展、重力粘滞扩展、表面张力扩展和停止扩展四个阶段。挥发过程：溶解过程：乳化过程：指油-水通过机械振动（海流、潮汐、风浪等），形成微粒互相分散在对方介质中，共同组成一个相对稳定的分散体系。微生物降解过程：生物吸收过程：沉积过程：,2、石油在水体中的迁移转化,四、重金属,重金属的定义目前还没有严格统一的提法。但一般认为金属的比重大于5（或大于4）者为重金属。重金属元素很多，在环境污染研究中所说的重金属主要是指Hg、Cd、Pb、Cr以及类金属As等生物毒性显著的元素。也包括具有一定毒性的一般重金属，如Zn、Cu、Co、Ni、Sn等，目前，最引人注意的是Hg、Cd、Pb、As、Cr等。,1、重金属的概念及特征,2、重金属在水体中的迁移转化 机械迁移是指重金属离子以溶解态或颗粒态的形式被水流机械搬运。物理化学迁移是指重金属以简单离子、络离子或可溶性分子，在环境中通过一系列物理化学作用（水解、氧化、还原、沉淀、溶解、络合、螯合、吸附作用等）所实现的迁移与转化过程。生物迁移是指重金属通过生物体的新陈代谢、生长、死亡等过程所进行的迁移。所有重金属都能通过生物体迁移，并由此使重金属在某些有机体中富集起来，经食物链的放大作用，构成对人体危害。,沉淀作用：吸附作用：络合作用：氧化还原作用：,重金属在水环境中的物理化学迁移包括下述几种作用：,材料之一,时下，正是黄河上游沿岸水稻插秧即将结束的季节，可甘肃省白银市四龙镇民乐村的村民却每天站在自家的稻田边心急如焚。民乐及周边金山等几个村的村民祖祖辈辈用黄河水灌溉，但让村民欲哭无泪的是，这两年浇水烧苗的事几乎年年都有。5月下旬，村民们已经是今年第三次插秧了，前两次的苗已全部被烧死。望着田里泛着浓稠白沫的水，民乐村村民王太良说，水稻一直是他们的口粮和经济来源，可这几年水稻种不成，村里有农户挖池塘养鱼，结果去年秋季引了黄河水鱼就全死了，损失了10多万元。鱼养不好，眼看着水稻也没活气，我们可怎么活？王太良说。,材料之二,在黄河沿岸，直接饮用黄河水的农民已经成了各种怪病的高危人群。近年来，山西临猗县牛杜村村民因水环境被污染，年龄在40至60岁的村民中，患脑血栓、瘫痪和癌症的人数逐年增加。村民在一张控诉状中说，由于水源被污染，到去年6月已有42人得怪病死亡，目前还有患怪病者28人。白银市四龙镇金山村中心小学学生王永胜告诉新华网记者，在他们班里28个男生中，20个男生都有白头发。而且还有不少同学和他一样，经常肚子痛、头痛。,第五节 水污染的影响与危害 一、水的污染的影响（一）水危机1、水资源告急 我国可利用的淡水资源量年均1.1万亿m3，但由于工业废水、生活污水等对水体的污染，至少还要损失3000亿m3，剩下的淡水仅为人均600m3。因此，许多地方出现了用水告急。城市平均日缺水量达1600万m3。据统计，1984年我国缺水约770亿m3，全国688个城市就有400个供水紧张。,2、资源性缺水与水质性缺水(1)资源性缺水，来源于人口众多、工农业用水量的增加。导致：河流上下游争水、湖泊过渡围垦。(2)水质性缺水 水环境日趋恶化也是缺水的主要原因之一。,缺水引起的干旱,缺水造成城市的衰落,干旱使天津海河桥墩裸露,（二）对工业的影响 水质量下降，引起工业生产的产品质量下降。缺水造成工业的停产。破坏工业设施，影响生产。,（三）对农业的影响 全国农业用水量4195亿m3，占全国用水总量的88%，而灌溉农用水又占农业用水总量的95%，对农业的影响主要是污灌，污灌有利也有弊，弊为污水进入农田后，一部分被植物吸收，大部分累积于土壤，当有毒受害物质达到一定浓度时，农作物出现有害症状。主要症状为：粮食减产、出现“镉米”、“铅米”、“砷米”。,（四）对水产资源的影响 鱼类大幅度减产，捕捞量下降。急性死鱼事件时有发生。鱼质量下降，畸形变异，异味等，降低食用价 值。,（五）对人体健康的危害 以水为媒介的疾病.传染病(伤寒、痢疾、阿米巴、甲型和乙型肝炎等).受化学污染引起的病（克山病、大骨节病、地甲病等,此外还有一些重金属，有毒化学品污染）.我国主要的水媒疾病（肝吸虫病、姜片虫病、蚊媒传染的疾病等）我国人口中约有60%的人在饮用不符合卫生标准的水,水污染对人体健康、农业生产、渔业生产、工业生产以及生态环境的负面影响，都会表现为经济损失。例如，人体健康受到危害将减少劳动力，降低劳动生产率，疾病多发需要支付更多医药费；对工农业渔业产量质量的影响更是直接的经济损失；对生态环境的破坏意味着对污染治理和环境修复费用的需求将大幅度增加。世界银行曾对中国大气污染和水污染所造成的损失作了估算，其结论是与大气污染和水污染对人体健康的影响相当的经济损失是每年2422.8亿万美元，占我国国民生产总值的3.5。这个数字还没有包括水资源短缺和水环境污染对工农业所造成的直接经济损失。,图1 2012 年上半年全国地表水水质类别比例,图2 2012 年上半年七大水系水质类别比例,2012 年上半年长江水系水质分布示意图,2012 年上半年黄河水系水质分布示意图,2012 年上半年珠江水系水质分布示意图,2012 年上半年松花江水系水质分布示意图,2012 年上半年淮河水系水质分布示意图,2012 年上半年海河水系水质分布示意图,2012 年上半年辽河水系水质分布示意图,目前，黄河流域8省已建成污水处理厂25座，日处理能力217万吨，而实际日处理能力只有868万吨，流域内城市生活污水处理率仅为13，落后于全国平均水平13个百分点。,材料之三：污水处理厂多数晒太阳,材料之四,治污首先要摸清污染的“家底”，但在采访中新华网记者发现，水利和环保两大部门提供的黄河污染监测数据完全不同。国家环保总局提供的2004年中国环境统计年报数字显示，黄河流域废水排放量为395亿吨，其中工业废水约占总量40，生活污水约占总量60；而水利部2004年底所下发的关于黄河限制排污总量的意见的文件中，指出黄河流域废污水排放量为427亿吨年，其中工业废水约占总量69，生活污水约占总量31。比较可以看出，两部门关于工业废水和生活污水的比例有“天壤之别”。由此，两部门制定的黄河污染治理方案中的重点也有所区别。,湘江是湖南人的母亲河，可近年来由于大量工业污水和生活垃圾排放，湘江水质越来越差，已经直接危及了湘江流域七市一地的百姓健康。国家环保总局最新发布的一项水质调查表明，湘江水质在全国水质排名榜上连续两个月处于最末位。目前湘江城区水段的主要污染物为粪大肠菌群、氨氮、镉等20多种有毒物质，绝大部分来源于城市生活污水和工业污水的排放。最新的城市水源检测结果表明，长沙、湘潭和衡阳水源水质污染相当严重，已跻身为全国水源污染最严重的城市。目前，湖南省水利部门已经紧急决定在长沙地区设立22个水资源保护区，逐步恢复河湖生态环境，同时开辟城市第二供水水源，从浏阳引水供给长沙部分城区，以此改善市民的生活用水。,湘江污染物主要来自3个途径：工业废水、城市生活污水和垃圾、农业污染等。专家们分析说，多年来，工业污染虽在加紧治理，也取得了一些成效，但问题远未解决。尽管目前污染物的达标排放是低水平、低要求的，但大部分企业仍做不到达标排放，如株洲霞湾段附近的工业企业，每天就大约有5万吨工业污水排入湘江，污水中有害物质有的超过国家规定3倍以上；一些老大难问题还没有得到解决，例如株化的汞污染、湖南铁合金厂和长沙铬盐厂的铬渣污染等；一些地方的小洗矿、小冶炼、小造纸、小制革、小漂染整治也未到位；沿江一些城市开发区建设失控，把一些严重污染环境的项目引进了开发区。这种种因素使得工业污染依然严重，据统计，目前年排入湘江流域的汞就有185吨、铅有125吨多。城市生活污水的过度排放也是造成湘江污染重要原因。近年来，衡阳、株洲、湘潭、长沙4大城市的生活污水排放量成倍增加，沿江城市每年有近5亿吨生活污水直排湘江。来自广大农村地区的污染也危害着湘江水质。据初步统计，湘江流域每年使用农药4万吨左右，化肥220万吨左右，每年经雨水冲洗带入径流，辗转汇入湘江的农药、化肥量就分别达到700吨和22万吨左右。,湘江污染问题已引起了湖南省决策层的重视。省里已出台湘江污染防治方案，计划以长株潭为重点，湘江沿岸8市投资32亿元巨资全面展开湘江污染防治，通过加快长沙上游城市的环境基础设施建设，推进株洲清水塘、湘潭岳塘、衡阳水口山、长沙三汊矶4个工业区的污染防治和工业污染物的全面达标排放，严禁湘潭、株洲新建水污染严重的项目等一系列举措，预计到2005年，流域内集中式饮用水源水质达标率将达96以上，75的国控和省控断面达到国家水环境质量三类标准，长株潭3市生活污水处理率和生活垃圾无害化处理率将分别达到60和65。目前，在湘江中下游的5个主要城市，针对工业和城市污水治理的十几个大型环保工程已进入了收尾阶段。我们相信，只要痛下决心，重拳整治，漫江碧透、鱼翔浅底的诗意湘江定会重现。,湖南湘潭市岳塘区竹埠港化工区附近，一处排污口的紫红色污水不断涌出,汉寿县蒋家嘴镇，湖南广源麻业有限公司的排污口,湘潭中环污水河东污水处理厂附近的排污口,浏阳河杨家湾撇洪渠,2013年湘江污染调查,讨论：湘江治污为何成效欠佳,1、历史欠账太多,我国在50年代对企业生产没有作出环保方面的要求，后来的要求也不是很严格，许多企业生产工艺落后，污染严重，虽在不断改进，但由于欠账太多，旧账一时还不清，新的问题又出现了。从上世纪80年代开始，许多企业由于产品不合市场需要，效益低下，连正常运转都难以维持，治污就更不用谈了。有些企业垮了本来可以减少污染源，但一些职工为了生存，承包、租赁原来的厂房设备又继续生产，尽管污染严重，可政府一时又没办法解决其出路，为了社会稳定，只好迁就。湘潭市竹埠港污染严重的小化工企业不少就是这样办起来的。,2、地方政府网开一面,多年来，发展经济一直是各级政府工作的重中之重，各地为了加速经济发展，有时就不惜牺牲环境搞经济建设。比如无序采矿和小冶炼一直禁而不绝，就有一些地方政府有意不管到位的问题。工业项目要求污染治理“三同时”，有些地方政府审批时就没完全做到。一些地方在经济开发园区建设中，只求多引进项目，忽视环保的倾向相当明显，一些地方把严重污染环境甚至是国家禁止的不符合产业政策的项目也引进了开发园区。某城市从外省引进1家大型日用化工企业，引进时企业提出要搞污染治理设施就不来，当地政府作出妥协，在审批时开了绿灯。,3、城建不重视环保设施,一些城市政府看重“形象工程”、“政绩工程”，在城市建设中把有限的财力投向了宽马路、大广场等“面子工程”的建设，使环境基础设施建设严重滞后，截至2003年，湘江流域内仅建成8座污水处理厂，就是满负荷运行也只能处理43的城市生活污水，目前由于运行费用不到位，实际处理量还不到处理能力的60。,4、违法成本低于守法成本,目前治污对企业来说，基本还属亏本生意，处理1吨工业污水，成本至少在1元以上，多的高达七八元，而大部分企业治污从中获得的收益却相当少，但污染不作处理受到的处罚偏轻，还可想尽办法逃避。株洲有家大型化工企业污染治理差，排污量很大，按规定一年需缴纳排污费4500万元，但这家企业找关系，并赖着不按规定交，少时一年就只交100多万元，最多的一年也只交了500多万元，环保部门执法受着众多因素牵制，手段也有限，遇到这种情况也没太多办法。治污处罚不能到位的情况目前还相当普遍，企业治污缺乏强大的推动力，工业污染控制难以抓落实。,5、治污产业化运作艰难,产业化治污是解决污染问题的好路子。小企业自己处理工业废水没实力也很不经济，迫切需要社会化的集中污染处理，但由于排污费难收，相关政策也不配套，谁也不敢涉足污染处理业；城市生活污水和垃圾，由于目前我省的收费标准远低于处理成本，每吨污水只收0.2元，而处理成本却需0.5元左右，产业化运作也就无从谈起。这也导致了污染治理不理想的现状。,作业,阐述湘江水污染现状及其整治措施。,
