1、第8章 水资源与水污染及其防治 水是人类及一切生物赖以生存不可缺少的物质.人类面临着水资源短缺、水污染严重的局面，甚至危及人类的生存与发展。8.1 水资源与水循环8.1.1 世界水资源 全球水资源储量丰富，但97.47%为咸水，淡水只占很小的部分，非常有限。有限的淡水资源，在全球范围内分布也极不均匀。用水问题已经成为水资源短缺国家或地区亟待解决的主要问题。8.1 水资源与水循环表8-1 世界水储量类别水储量/(1012m3)占总储量/(%)各类淡水占淡水总量(%)咸水淡水咸水淡水海洋水133800096.538地下水12870105300.9290.7630.1土壤水16.50.0010.05
2、冰川与永久雪盖24064.11.7468.7永冻土底水300.00.0220.86湖泊水85,491,40.0060.0070.26沼泽水11.470.00080.03河网水2.120.00020.006生物水1.120.00010.003大气水12.90.0010.04总计1350955,435029.6197.472.53100.08.1 水资源与水循环表8-2 世界各大洲水资源分布名称面积/(104km2)年降水量年径流量径流系数径流模数/(L/(skm2)/mm/km3/mm/km3欧洲10507898290300632100,399.7亚洲4347057423224033214410
3、0.4510.5非洲30127422235015147500,24,8北美洲24207561830033982000,4510.7南美洲1780160028400660117600,4121.0大洋洲133.527003610156020900,5851.0澳大利亚761.54563470403000,091.3南极洲1398165231016523101,05.2全部陆地14900800119000315468000,3910.08.1 水资源与水循环8.1.2 中国水资源 我国水资源总量较为丰富，主要来自降水。我国水资源总储量位居世界第六位，但人均占有量低，排110位，为全世界13个人均水
4、资源贫乏国家之一。我国水资源时空分布不均匀。8.1 水资源与水循环8.1.3 自然界水循环一、水循环的概念和作用 概念：通过蒸发、水汽输送、降水、下渗和径流等过程，分布在地球系统各个层次的水被联结起来，进行着周而复始的跨越水圈、大气圈、土壤圈和生物圈四大圈层的水分循环。作用：是联系地球各圈和各种水体的纽带。起到输送热量和调节气候的作用，对于地球环境的形成、演化和人类生存都有着重大的作用和影响。8.1 水资源与水循环8.1.3 自然界水循环二、水循环的过程蒸发水汽输送降水下渗径流8.1 水资源与水循环8.1.3 自然界水循环三、水的更替周期 静态水量：在多年均衡状态下，水体的贮存量。动态水量：水
5、体的补给量。更替周期：水体的贮存量与水体的补给量的比值。开发利用时，要考虑这个，一般采用更替周期短的水。8.1 水资源与水循环8.1.3 自然界水循环四、水量平衡 概念：地球上任一区域在一定时间内，进入的水量与输出的水量之差等于该区域的蓄水变化量，这一关系称为水量平衡。中国水量平衡要素组成的重要界线是年均降水量1200mm。8.1 水资源与水循环8.1.4 人类对水的需要工业用水：包括生产用水和生活用水两大类，生产用水包括工艺用水、锅炉用水、冷却用水；生活用水指厂区和车间职工的用水；农业用水1.城市生活用水8.2 水体污染8.2.1 水体污染的含义一、天然水质与水体溶解气体溶解物质胶体物质1.
6、悬浮物质8.2 水体污染8.2.1 水体污染的含义一、天然水质与水体 水体是指海洋、江河、湖泊、水库、沼泽、冰川、地下水等地表与地下储水的总称。环境学中，水体除了水还包括其中的内容物以及底质。8.2 水体污染8.2.1 水体污染的含义二、水体自净与水体污染 水体自净：污染物质进入天然水体后，经过一系列物理、化学及生物的共同作用，会使污染物在水中的浓度降低，经过一段时间后，水体往往私服恢复到受污染前的状态，这种现象称为水体的自净。水体自净的类型：物理净化；化学净化；1)生物净化8.2 水体污染8.2.1 水体污染的含义二、水体自净与水体污染 水体污染：由于污染物进入水体，其含量超过了水体的本底含
7、量和自净能力，致使水体的水质、底质及生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值和使用功能的现象。8.2 水体污染8.2.2 水体污染物1.无机无毒物颗粒状无机物酸碱及无机盐1)植物营养物8.2 水体污染8.2.2 水体污染物2.无机有毒物非金属有害物重金属有毒物当以离子状态存在时，毒性最强；低浓度时即可产生较大的毒性；不能被微生物降解，相反有时在微生物的作用下毒性剧增；能被生物成千上万倍地富集；1)它们都可进入人体，与生理高分子作用，导致慢性中毒。8.2 水体污染8.2.2 水体污染物3.有机无毒物化学需氧量（COD,Chemical Oxygen Demand）；生化需氧量（BOD,Bi
8、ochemical Oxygen Demand）；1)总有机碳（TOC,Total Organic Carbon）8.2 水体污染8.2.2 水体污染物4.有机有毒物酚类化合物；有机农药；多氯联苯（PCBs,PolyChlorinated Biphenyls）；1)多环芳烃类（PAHs,Polycyclic Aromatic Hydrocarbons）8.2 水体污染8.2.2 水体污染物5.其它污染物放射性物质；生物污染物质；1)感官性污染物。8.2 水体污染8.2.3 主要污染物在水中的迁移转化一、需氧有机物1.需氧有机物的生物降解碳水化合物的生物降解脂肪的生物降解1)蛋白质的生物降解8.
9、2 水体污染8.2.3 主要污染物在水中的迁移转化一、需氧有机物2.需氧有机物的降解与溶解氧平衡 有机物排入河流，会因微生物的降解而消耗大量水中溶解氧；而大气中的氧会通过复氧作用进入水中，使溶解氧得到恢复。耗氧与复氧同时存在，河水中的溶解氧与BOD浓度具有相关性，会随着河水的流动而变化。8.2 水体污染8.2.3 主要污染物在水中的迁移转化二、植物营养物1.含氮化合物的转化氨化作用硝化作用1)反硝化作用8.2 水体污染8.2.3 主要污染物在水中的迁移转化二、植物营养物2.含磷化合物的转化 水中的可溶性磷很容易与阳离子生成难溶性沉淀物而沉积于底泥中。而沉积物中的磷可通过湍流扩散再度稀释到上层水
10、体中。8.2 水体污染8.2.3 主要污染物在水中的迁移转化二、植物营养物3.氮磷污染与水体富营养化 富营养化是水体的一种状态，会造成一系列的危害：藻类占据的空间越来越大，使鱼类活动的空间越来越小，衰死藻类将沉积水底；藻类种类逐渐减少，以蓝藻为主，部分种类有毒；1)藻类的过度生长，造成水中严重缺氧，使鱼类死亡。8.2 水体污染8.2.3 主要污染物在水中的迁移转化三、石油类污染物质扩展挥发溶解乳化光化学氧化微生物降解生物吸收1.沉积8.2 水体污染8.2.3 主要污染物在水中的迁移转化四、重金属1.重金属在环境中的行为和主要影响重金属是构成地壳的元素，在自然界分布非常广泛；重金属在人类的生产和
11、生活中有着广泛的应用；重金属大多数属于过渡元素，在自然环境中具有不同的价态、活性和毒性效应；1)重金属对生物体和人体的危害具有鲜明的特点。8.2 水体污染8.2.3 主要污染物在水中的迁移转化四、重金属重金属危害的特点：具有毒性；生物不能降解，却能将某些的毒性加强；食物链能对它产生生物富集放大作用；1)能通过各种途径进入人体，并蓄积在某些器官中，造成慢性中毒。8.2 水体污染8.2.3 主要污染物在水中的迁移转化四、重金属2.重金属在水体中的迁移转化机械迁移；物理化学迁移；1)生物迁移。8.2 水体污染8.2.4 水体污染源 水体污染源：向水体排放污染物和对水体产生有害影响的场所、设备和装置。
12、天然污染源：自然界自行向水体释放污染物或造成有害影响的场所。人为污染源人类活动形成的污染源。人为污染源的有多种分类方法。8.2 水体污染8.2.4 水体污染源按人类活动方式分：工业污染源；农业污染源；交通污染源；生活污染源。按污染源的排放情况分；点源；1)面源8.3 水体污染防治8.3.1 污水处理技术一、物理法筛滤法金属网、金属板、金属栅；帆布、尼龙布、针刺毡；石英砂、无烟煤、磁铁矿。重力法1.离心法8.3 水体污染防治8.3.1 污水处理技术二、化学法中和法化学沉淀法氧化还原法电解法1.混凝法8.3 水体污染防治8.3.1 污水处理技术三、物理化学法气浮法吸附离子交换法萃取膜分离法：电渗析
13、扩散渗析反渗透1.超滤8.3 水体污染防治8.3.1 污水处理技术四、生物法好氧生物法活性污泥法生物膜法厌氧生物法1.自然生物处理法8.3 水体污染防治8.3.1 污水处理技术五、污水处理流程 影响流程选择的因素污水的水质、水量及所需处理程度；工程造价与运行费用；1.当地的地形、气候条件。8.3 水体污染防治8.3.1 污水处理技术五、污水处理流程 一般流程一级处理：去除漂浮物及调节pH值；二级处理：去除污水中呈胶体态和溶解态的有机物，按效果分为不完全二级处理和完全二级处理两类；三级处理：去除前二级处理残留的污染物、营养物质、微生物以及其他溶解物质；1.深度处理：效果基本同三级处理，但流程未必
14、相同。8.3 水体污染防治8.3.2 水体污染综合防治1.控制废水排放改革工艺，尽量减少废水量；提高水的重复利用率；改革生产工艺，实现清洁生产，尽量不用或少用易产生污染的原料及工艺；1)经过一定处理的废水不排入水体，优先考虑农田灌溉、养殖鱼类和藻类等。8.3 水体污染防治8.3.2 水体污染综合防治2.建立自然净化系统利用水体的自净作用；1)利用土壤的自净作用。8.3 水体污染防治8.3.2 水体污染综合防治3.统一规划处理系统建立综合性污水处理厂；调整工业布局；修建调节水库和曝气设施；1)在一定范围内组织闭路水系统。下一章预习提要土壤环境容量的概念、作用土壤污染的概念土壤污染物土壤污染的影响
15、土壤重金属污染的防治措施防止土壤农药污染的措施污染土壤的修复技术碳水化合物的生物降解脂肪的生物降解蛋白质的生物降解物理化学迁移v沉淀作用v吸附作用v络合作用v氧化还原作用化学沉淀法v氢氧化物沉淀法v硫化物沉淀法v钡盐沉淀法气浮法v加压溶气气浮法；v叶轮搅拌气浮法；v射流法吸附设备v固定床v移动床v流化床活性污泥法的运行方式v传统活性污泥法v阶段曝气法v生物吸附法v完全混合法v延时曝气法v深井曝气法v氧化沟法v二段曝气法v缺氧/好氧活性污泥法v序批式活性污泥法生物膜法的各种处理构筑物v生物滤池v生物转盘v生物接触氧化池v生物流化床厌氧生物法的三个阶段v水解发酵阶段；v产氢产乙酸阶段，也称酸化阶段；v产甲烷阶段。自然生物处理法的具体形式v水体自净v稳定塘技术v兼性塘v曝气塘v好氧塘v厌氧塘v水生植物塘v废水土地处理
