水資源及其利利用和保護第一節水資資源極其開發發利用第二節水體體污染概述第三節水污污染的影響與與危害第四節污水水處理技術概概述第五節城市市污水的處理理與回用第六節水體體污染控制與與防治第一節水水資源及其開開發利用全球水資源淡水資資源可利用用的淡淡水資資源只只有江江河、、淡水水湖和和地下下水的的一部部分一、水水圈與與水資資源按人均均擁有有水量量計，，我國國僅有有2200m3/人，約約占世世界平平均水水平的的1/4。據上海海2000年的統統計，，上海海淡水水資源源：不可利用地表水需水量可利用地表水地下水總量：：595.6億m3地表水水593.5億m3可利用用118.8億m3地下水水2.1億m3上海2000年需水水量為為158.5億m32.水資源源特性性：資源的的循環環性儲量的的有限限性時空分分布的的不均均性利用的的多樣樣性3.天然水水循環環2我國水水資源源的特特點1)水資源源總量量多，，人均均占有有量少少2)地區分分配不不均，，水土土資源源不平平衡3)年內季季節分分配不不均，，年際際變化化很大大4)部分河河流含含沙量量大二、水水資源源危機機1.水資源緊緊缺狀況況（1）全球的的水資源源短缺據聯合國國最近幾幾年的統統計顯示示：全世界淡水消消耗自20世紀初以來增增加了6～7倍，比人口增增長速度高2倍。目前世界界上有80個國家約15億人嚴重的淡淡水不足，其其中26個國家3億多人口完完全生活在在缺水狀態態之中，據據專家們估估計到2010年還將有8個國家加入入缺水國行行列。而到到2025年，將會有有大約50個國家的占占全世界30%（即23億人）的人人口面臨水水危機。在在淡水消費費增長的同同時，淡水水資源污染染也日益嚴嚴重。二、水資源源危機1.水資源緊緊缺狀況況及原因因（2）中國的的水資源源短缺根據世界界水資源源研究所所提出的的標準，，中國人人均水資資源量處處于缺水水上下限限（1000－5000m3/人）的中中低值，，總體缺缺水。而且中國國的水資資源分布布也極不不均勻。。黃河、、淮河、、海河流流域及內內陸河流流域共有有11個省、市市、區的的人均水水資源擁擁有量低低于1750m3的缺水緊緊張線，，聯合國國已將中中國列為為全球13個最缺水水的國家家之一。。2.水危機產產生的原原因1.自然條件件影響2.城市與工工業區集集中發展展3.水體的污污染4.用水浪費費和盲目目開采三、我國國水資源源的主要要問題1.我國水資資源人均均和畝均均水量少少2.水資源在在地區分分布上很很不均勻勻3.水量年內內及年際際變化大大，水旱旱災害頻頻繁4.水土流失失嚴重，，許多河河流含沙沙量大5.我國水資資源開發發利用各各地很不不平衡四、水資資源的利利用和保保護1.提高水的的利用效效率，開開辟第二二水源降低工業業用水量量，提高高水的重重復利用用率減少農業業用水，，實行科科學灌溉溉回收利用用城市污污水，開開辟第二二水源四、水資資源的利利用和保保護2.調節水源源流量，，增加可可靠供水水建造水庫跨流域調水水地下蓄水海水淡化拖移冰山恢復河、湖湖水質合理利用用地下水水四、水資資源的利利用和保保護3.加強水資資源管理理4.增加下水水道建設設，發展展城市污污水處理理廠第二節水水體體污染概概述一、天然水水水質1天然水的化學學成分(1)溶解氣體(2)主要離子：(3)微量元素：Br、F、I、Fe、Cu、Ni、Ti、Pb、Zn、Mn、V釩、Ba(4)生物物生生成成物物：：NH4+、HPO42-、H2PO4-(5)膠體體(6)懸浮浮物物質質：：硅硅、、鋁鋁酸酸鹽鹽顆顆粒粒、、砂砂粒粒、、粘粘土土。。主要要陰陰離離子子：：Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-主要要陽陽離離子子：：K+、Na+、Ca2+、Mg2+二水水體體污污染染（一一））.水污污染染定定義義：：1984年頒頒布布的的《中華華人人民民共共和和國國水水污污染染防防治治法法》中說說明明，，水水污污染染即即指指““水體體因因某某種種物物質質的的介介入入而而導導致致其其物物理理、、化化學學、、生生物物或或者者放放射射性性等等方方面面特特性性的的改改變變，，從從而而影影響響水水的的有有效效利利用用，，危危害害人人體體健健康康或或破破壞壞生生態態環環境境，，造造成成水水質質惡惡化化的的現現象象。?！薄保ǘ┧w體污污染染源源向水水體體排排放放污污染染物物的的場場所所、、設設備備、、裝裝置置和和途途徑徑統統稱稱水水體體污污染染源源。。自然然污污染染源源人為為污污染染源源：按人人類類活活動動方方式式：：工業、、農業業、生生活污染源源按排放放污染染物空空間分分布方方式，，可分分為點源和非點源。。工業廢廢水工業廢廢水是造成成水體體污染染的主主要來來源，，包括括廢水水（工工業冷冷卻水水）、、污水水（與與產品品直接接接觸觸受污污染的的排水水）、、廢液液（在在生產產工藝藝中流流出的的廢液液）。。工業廢廢水源源自各各行業業，種種類繁繁多，，污染染情況況復雜雜。工業廢廢水特點SS含量高高，100－3000mg/L左右需氧量量高，，COD可達400－1000mg/L，BOD可達200－5000mg/L酸堿度度變化化大，，pH在2－13之間溫度高高達40℃℃以上可可造成成熱污污染易燃，，含低低沸點點的揮揮發性性液體體，易易釀成成水面面火災災含多種種多樣樣有毒毒有害害成分分：酚酚、氰氰、油油、農農藥、、多環環芳烴烴、染染料、、重金金屬(Hg、Cr、Cd、As等)，放射射性等等農業污污染源源：污水面面廣、、分散散、難難收集集、難難治理理。有機質質、植植物營營養素素、病病原微微生物物、懸懸浮物物及雜雜質含含量高高含較高高的化化肥、、農藥藥過量施用農農藥污染水水體過量施用化化肥污染水水體生活污水生活污水是人們日常常生活中產產生的各種種污水的混混合液，包包括廚房、、洗滌室、、浴室、廁廁所排放的的廢水。生活污水不不同于城市污水。城市污水指排入城市市污水管網網的各種污污水的總和和，有生活活污水、一一定量的各各種工業廢廢水、地面面的降雪、、融雪水及及垃圾、廢廢物、污泥泥等。生活污水特點SS、需氧量低低于工業廢廢水；水質成分有有日變化規規律，含N、P高；有機物質主主要有纖維維素、淀粉粉、糖類、、脂肪、蛋蛋白質、尿尿素等；含多種微生物物，每毫升污污水中可含幾幾百萬個細菌菌，病原菌也也多；產生惡質、腐腐臭和陰溝臭臭；不能直接農灌灌。過量使用洗滌滌劑過量使用洗衣衣粉把剩飯倒入下下水道河邊洗車生活垃圾堆于于河邊（三）.水體污染物概念：造成水體質量量惡化或引起起水體污染的的各種物質和和能量。物理方面化學方面生物方面（三）水體污污染物物理方面顏色真色：去除懸浮雜質質，由膠體溶溶解物造成的的顏色表色：包括懸浮雜質質，水體顯示示的顏色例：印染廢水水濁度水中懸浮物和和膠體物質對對光線透過時時的阻礙程度度。（三）水體污污染物物理方面溫度地表水溫度隨隨季節發生變變化河水月平均水水溫＜月平均均氣溫；水中中各部位溫差差不大；湖泊夏季水深深越深，溫度度越低，冬季季下層溫度＞＞上層水溫，，春秋兩季，，湖泊上下層層發生循環，，處于同溫狀狀態。（三）水體污污染物物理方面懸浮固體主要來源于各各種廢水中的的膠體或細小小懸浮固體。。影響水體的透透明度，降低低藻類光合作作用，限制水水生生物正常常運動。放射性天然鈾礦的開開采和選礦、、精煉廠的廢廢水中含放射射性雜質鈾。。（三）水體污污染物物理方面溶解氧一般魚類生活活所需的氧量量視魚種、發發育階段、活活動強度和水水溫等因素而而定。如暖水水魚群每天至至少有16小時生活在DO＞5PPM和8小時生活在DO＞3PPM的水中。一天之內DO的含量不相同同，主要受到到各種因素的的影響，如光光合作用、呼呼吸、再充氣氣過程和有機機廢物的氧化化作用。（三三））水水體體污污染染物物化學學方方面面無機機無無毒毒物物質質主要要指指排排入入水水體體中中的的酸酸、、堿堿及及一一般般無無機機鹽鹽類類來源源：：酸性性廢廢水水堿性性廢廢水水無機機鹽鹽類類廢廢水水礦山山排排水水：：美美國國水水體體中中70%的酸酸來來自自于于此此冶金金和和金金屬屬加加工工酸酸洗洗廢廢水水：：日日本本工工業業每每天天用用硫硫酸酸兩兩萬萬噸噸，，一一半半用用于于酸酸洗洗堿法法造造紙紙、、人人造造纖纖維維、、制制堿堿、、制制革革業業酸、、堿堿廢廢水水中中和和酸堿堿廢廢水水與與地地表表物物質質反反應應（二二））水水體體污污染染物物化學學方方面面無機機無無毒毒物物質質主要要指指排排入入水水體體中中的的酸酸、、堿堿及及一一般般無無機機鹽鹽類類來源源：：危害害：：破壞壞水水體體的的自自然然緩緩沖沖作作用用；；抑制制或或消消滅滅細細菌菌及及微微生生物物的的生生長長；；妨礙礙水水體體自自凈凈功功能能；；腐蝕蝕管管道道和和船船舶舶。。（三三））水水體體污污染染物物化學學方方面面無機機有有毒毒物物質質主要要指指重重金金屬屬、、氰氰化化物物和和氟氟化化物物重金金屬屬五毒毒：：汞汞、、鎘鎘、、鉛鉛、、鉻鉻、、砷砷無機機汞汞：：易易沉沉積積于于底底層層沉沉積積物物中中，，在在微微生生物物作作用用下下轉轉為為有有機機汞汞。。有機機汞汞：：脂脂溶溶性性強強，，易易進進入入生生物物組組織織，，并并有有很很高高的的蓄蓄積積作作用用。。汞第一節水水體環環境概述述（二）水水體污染染物重金屬五毒：汞汞、鎘、、鉛、鉻鉻、砷汞鎘：蓄積積性強，，進入動動物體內內不易排排出鉛：影響響智力發發育，有有色素沉沉淀鉻：+2、+3、+6價三致致作用砷：砒霜霜As2O3致癌由表皮角角化發展展成皮膚膚潰爛，，最終導導致皮膚膚癌電鍍照明明燈，超超標一萬萬倍第一節水水體環環境概述述（二）水水體污染染物重金屬污染特點點在天然水水體中只只要有微微量濃度度即可產產生毒性性效應。。一般1－10mg/l，汞鎘0.001－0.01mg/l重金屬進進入食物物鏈中，，通過食食物鏈的的生物放放大作用用，在生生物體體體內富集集。富山山事件1931年-1972年，歷時時40多年，潛潛伏期長長達30年?？赊D化為為毒性更更強的金金屬化合合物：無無機汞→甲基汞第一節水水體環環境概述述（三）水水體污染染物化學方面面無機有毒毒物質氰化物來源：化學、電電鍍、煤煤氣、煉煉焦工業業危害：毒性極強強，人誤誤服0.2克左右的的氰化鉀鉀或氰化化鈉，立立即死亡亡；水中中CN－含量0.3-0.5mg/l，魚類死死亡；0.3mg/l，微生物物死亡；；0.1mg/l，蟲類死死亡。水體對氰氰化物的的自凈能能力強，，主要靠靠揮發和和氧化分分解兩種種途徑完完成。揮發：氧化分分解90%10%第一節節水水體環環境概概述（三））水體體污染染物化學方方面無機有有毒物物質氟化物物來源：：電鍍加加工企企業危害：：F離子濃濃度＞＞1mg/l時，出出現氟氟危害害，如如牙齒齒出現現氟斑斑、骨骨骼變變形、、腎臟臟損害害。第一節節水水體環環境概概述（三））水體體污染染物化學方方面有機無無毒物物質（（有機機耗氧氧物質質）進入水水體后后，通通過微微生物物作用用分解解為CO2、H2O，分解過程程中需消耗耗DO，在缺氧條條件下，發發生腐敗分分解、惡化化水質。常用指標有有4種：COD、BOD、TOC和TOD。第一節水水體環境概概述（三）水體體污染物化學方面有機無毒物物質（有機機耗氧物質質）化學需氧量量(COD,ChemicalOxygenDemand)定義：指用化學氧氧化劑氧化化水中有機機污染物時時所需的氧氧量(mg/L)。CODCr（重鉻酸鉀鉀）、CODMn（高錳酸鉀鉀）生化需氧量量(BOD,Bio-ChemicalOxygenDemand)定義：指在好氣條條件下，微微生物分解解水中有機機物質的生生物化學過過程中所需需溶解氧的的量，是反反映水體中中有機污染染程度的綜綜合指標之之一。第一節水水體環境概概述（三）水體體污染物化學方面有機無毒物物質（有機機耗氧物質質）生化需氧量量(BOD,Bio-ChemicalOxygenDemand)BOD5，室溫條件下下，培養5天的生化需氧氧量，即五日日生化需氧量量。COD＞BOD5，一方面因為為BOD5生物氧化不徹徹底，徹底氧氧化需20天，導致BOD5＜實際量；另另一方面COD氧化劑將其它它低價無機物物氧化，導致致COD＞實際量。第一節水體體環境概述（三）水體污污染物化學方面有機無毒物質質（有機耗氧氧物質）總有機機碳量量(TOC,TotalOxygenCarbon)定義：：水中溶溶解性性和懸懸浮性性有機機物中中存在在的全全部碳碳量。?？傂柩跹趿?TOD,TotalOxygenDemand)定義：：水中有有機物物全部部被氧氧化所所需的的氧量量。TOD＞TOC：有機機物不不但含含C，還有有S、H、N等也可可被氧氧化。。河流污污染分分布帶帶和沿沿途溶溶解氧氧的變變化BOD生物化化學分分解遵遵循一一級反反應式式，即即：大氣復復氧與與氧虧虧量成成正相相關，，KaD；假設一一維穩穩態河河流中中溶解解氧的的變化化是由由BOD的衰減減和溶溶解氧氧的復復氧過過程決決定，，即：：河流水水質S-P模型氧垂曲曲線oxygensagcurve第一節節水水體環環境概概述（三））水體體污染染物化學方面面有機有毒毒物質酚類化合合物來源：冶金、煤煤氣、煉煉焦、石石油化工工、塑料料等工業業含酚廢水水的濃度度、成分分差別較較大高濃度低濃度揮發酚：：2300-3000mg/l不揮發酚酚:700-2000mg/l揮發酚：：40-60mg/l不揮發酚酚:10-20mg/l第一節水水體環環境概述述（三）水水體污染染物化學方面面有機有毒毒物質酚類化合合物危害：使蛋白質質凝固，，損傷神神經系統統水體中酚酚濃度為為0.1－0.2mg/l，魚肉帶帶有異味味，影響響食用飲用水中中揮發酚酚濃度不不應超過過0.001mg/l第一節水水體環環境概述述（三）水水體污染染物化學方面面有機有毒毒物質有機農藥藥有機氯類類：半衰衰期長、、毒性高高如DDT有機磷類類：半衰衰期短、、毒性高高如對對硫磷有機硫類類：毒性性低危害：通過食物物鏈對神神經產生生影響，，并有致致癌作用用，并可可誘發突突變。第一節水水體環環境概述述（三）水水體污染染物化學方面有機有毒物質質聚氯聯苯來源：電器絕緣材料料、塑料增塑塑劑危害：不易降解、進進入生物體內內后相當穩定定，不易排泄泄，易聚積在在脂肪組織、、肝、腦中，，引起皮膚和和肝臟損害多環芳烴類來源：石油、煤、木木材、可燃氣氣體的不完全全燃燒危害：致癌、致突變變（三）水體污污染物生物方面來源：生活污水、醫醫院污水、屠屠宰加工制革革工業廢水危害：傳染疾病反映水體受生生物性污染的的過程及飲用用水的衛生安安全程度的指指標包括：細菌總數：：100個/ML(飲用水衛生生標準)大腸菌群：：3個/L(飲用水衛生生標準)2000個/L(地面水標準準中Ⅱ類水體標準準)三、水體自自凈廢水排入水水體會造成成嚴重的危危害、但從從另一方面面看。水體體也有一定定的自身凈凈化廢水中中污染物質質的能力。。水體受到廢廢水污染后后，逐漸從從不潔變清清的過程，，稱為水體自自凈。水體自凈主主要包括以以下過程：：稀釋沉沉淀分分解氧化病病源體體的死亡第三節水水污染的的影響與危危害一、水的危危機1、水資源源告急我國可利用用的淡水資資源量年均均1.1萬萬億m3，但由于工業業廢水、生生活污水等等對水體的的污染，至至少還要損損失3000億m3，剩下的淡水水僅為人均600m3。因此，許多地地方出現了用用水告急。城城市平均日缺缺水量達1600萬m3。據統計，1984年我國國缺水約770億m3，全國688個個城市就有400個供水水緊張。2、資源性缺水與與水質性缺水水(1)資源性性缺水，來源源于人口眾多多、工農業用用水量的增加加。導致：河河流上下游爭爭水、湖泊過過渡圍墾。(2)水質性性缺水水環境日趨惡惡化也是缺水水的主要原因因之一。缺水引起的干干旱缺水造成城市市的衰落干旱使天津海海河橋墩裸露露二、對工業的影響水質量下降，，引起工業生生產的產品質量下降降。缺水造成工業的停產。。破壞工業設施施，影響生產。三、對農業的影響全國農業用水量4195億m3，占全國用水總總量的88%，而灌溉農用用水又占農業業用水總量的的95%，對農業的影響響主要是污灌灌，污灌灌有有利利也也有有弊弊，，弊弊為為污污水水進進入入農農田田后后，，一一部部分分被被植植物物吸吸收收，，大大部部分分累累積積于于土土壤壤，，當當有有毒毒受受害害物物質質達達到到一一定定濃濃度度時時，，農農作作物物出出現現有有害害癥癥狀狀。主要要癥癥狀狀為為：：糧食食減減產產、出出現現““鎘米米”、、““鉛鉛米米””、、““砷米米”。。四、、對對水產產資資源源的影影響響魚類類大大幅幅度度減減產產，捕捕撈撈量量下下降降。。急性性死魚魚事事件件時有有發發生生。。魚質質量量下下降降，畸畸形形變變異異，，異異味味等等，，降降低低食食用用價價值值。。五、、對對人體體健健康康的危危害害以水水為為媒媒介介的的疾疾病病.傳染染病病(傷寒、痢痢疾、阿米米巴、甲型型和乙型肝肝炎等).受化學污染染引起的病?。松讲?、、大骨節病病、地甲病病等.我國主要的水媒疾?。ǜ挝x病、姜片蟲病、蚊媒傳染的疾病等）我國人口中約有60%的人在飲用不符合衛生標準的水第四節污污水處理理技術概述述污水處理方方法分類好氧生物處處理法——活性污泥法法厭氧生物處處理法厭氧生物處處理法第五節城城市污水水的處理與與回用一、城市污污水的特征征與處理工工藝城市污水的的特征城市污水主主要包括生生活污水和和工業污水水的混合物物，由城市市排水管網網匯集并輸輸送到污水水處理廠進進行處理。。主要污染染因子為懸懸浮物、有有機物、氮氮、磷等，，可能含有有致病微生生物。城市污水的的處理工藝藝二、城市污污水對水體體造成的污污染與危害害1.水體富營養養化2.赤潮3.溢油4.海洋生物質質量1、水體富營營養化(1)定義由于氮、磷磷等植物營營養物質含含量過多而而引起的水水質污染現現象稱為水水體富營養養化，一一般般發發生生在在湖湖泊泊、、江江河河、、海海灣灣等等緩緩流流水水體體中中。。(2)類型①天然富營養養化：湖泊演變的的自然過程，，湖泊形成的的幼年時期，，均處于貧營營養狀態，隨隨著時間的推推移和環境的的變化，逐漸漸使湖水中營營養物質的濃濃度增加，其其來源：為天天然因素。a.天然降水b.地表土壤的侵侵蝕、淋溶c.浮游動植物生生長、死亡、、分解、釋放放。②人為富營養養化：由于工農業業生產的迅速速發展，使營營養物質大量量進入湖泊水水體，加速了了湖泊演化的的過程，其來源：a.城市生活污水水帶來大量N、P；含磷洗滌劑b.農村施用的化化肥、牲畜糞糞便，經面源源污染而進入入。天然富營養化化與人為富營營養化的共同同點與不同點點共同點：都是由于水體體中N、P富集，引起水水體DO下降、惡化；；不同點：天然富營養化化是湖泊水體體生長、發育育、老化、消消亡整個生命命史中必須過過程，經歷時時間漫長，需需以地質年代或世世紀來描述，人為為富營養化因因人類排放含含有N、P的工農業生活活污水所致，，演化速度極快快，短時間內可使湖泊由由貧變富。(3)特征征①浮游生物大大量繁殖，水水中溶解氧含含量降低。②水體中藻類類的種類減少少，個體迅速速增加;③因占優勢的的浮游藻類顏顏色不同，水水面往往呈現現藍、紅、棕棕、乳白等顏顏色，海水中中出現叫“赤湖”、淡水中稱稱“水華”。(4)危危害害①DO降低，使使魚類難難以生存存。②藻類種種類減少少，危及及魚類生生存。因因有些藻藻類有膠膠質膜，，有的甚甚至有毒毒，不能能成為良良好的餌餌料，。。③危害水水源，硝硝酸鹽、、亞硝酸酸鹽對人人、畜都都有害。。④加快湖湖泊老化化的進程程。2.赤潮是水體中中某些微微小的浮浮游植物物、原生生動物或或細菌，，在一定定的環境境條件下下突發性性地增殖殖和聚集集，引起起一定范范圍內一一段時間間中水體體變色現現象。通通常水體體顏色因因赤潮生生物的數數量、種種類而呈呈紅、黃黃、綠和和褐色等等。赤潮雖然然自古就就有，但但隨著工工農業生生產的迅迅速發展展，水體體污染日日益加重重，赤潮潮也日趨趨嚴重。。我國自自1933年首次報報道以來來，至1994年共有194次較大規規模的赤赤潮，其中60年代以前前只有4次，1990年后則有有157起。赤潮的危危害：赤潮不僅僅給海洋洋環境、、海洋漁漁業和海海水養殖殖業造成成嚴重危危害，而而且對人人類健康康甚至生生命都有有影響。。主要包包括兩個個方面：：①引起海海洋異變變，局部部中斷海海洋食物物鏈，使使海域一一度成為為死海；；②有些赤赤潮生物物分泌毒毒素，這這些毒素素被食物物鏈中的的某些生生物攝入入，如果果人類再再食用這這些生物物，則會會導致中中毒甚至至死亡。。3.溢油2002年我國無無重大海海上溢油油事件發發生。1976—1997年，我國國海域共共發生2300起溢油事事故；溢溢油油量超過過25000噸；年年平均均溢油事事故110起，年年重大大溢油事事故5到7起；每每次重重大事故故直接經經濟損失失：幾百萬至至上千萬萬元石油污染染是水體體污染的的重要類類型之一一。特別別對地下下水及在在河口，，近海水水域更為為突出。。來源：石油污染染來源主主要是工工業排放放、石油油運輸船船清洗船船艙、機機件，意意外事故故時油的的溢出，，海上采采油、陸陸上采油油等造成成的。石油開采采石油運輸輸危害：(1)嚴重危害水生生生物，影響活活力、使使魚窒息息、體內內積累產產生臭味味，降低低食用價價值等。。(2)組組成成分分中有稠稠環芳烴烴等，多多為致癌物質質，如苯并并比，苯苯并恩芘芘等。(3)油油膜厚10-4cm就會阻礙水的的蒸發和和氧進入入，每毫升升油可復復蓋水面面12m2。(4)引起海面火災災，危及船船舶、橋橋梁。(5)破破壞優美美的海濱濱風景，，降低療養、旅旅游地功能。(6)破破壞地下水資資源，使地下下水水質質惡化。。石油污染染使水鳥鳥舉步唯唯艱救命呀?。?.