【环境与发展论】环境污染第一节水污染.ppt

* 第二章 环境污染 第一节? 水污染 ? 水污染可定义为：大量污染物质排入水体，其含量超过了水体的本底含量和自净能力，造成水质恶化，从而破坏了水体的正常功能，称为水污染。 为了研究水体被污染的情况，必须先了解未受污染水体的水质状况，以及天然水体所具有的自净能力。 一、天然水的物质组成和水体的自净作用 水是指海洋、河流、湖泊、沼泽、水库、冰川、地下水等地表与地下贮水体的总称。水体包括水和水中各种物质、水生生物及底质。从自然地理的角度看，水体是指地表水覆盖的自然综合体。 水体可分为海洋水体和陆地水体，陆地水体又可分为地表水体和地下水体。本章研究的主要是陆地水体，而且是与人类生活密切相关的河流、湖泊、水库和地下水。 （一）天然水的物质组成 在自然界，不存在化学概念上的纯水。天然水是在特定的自然条件下形成的、含有许多溶解性物质和非溶解性物质、组成成分极其复杂的综合体。这些物质可以是固态的、液态的或者是气态的，它们大多以分子态、离子态或胶体微粒态存在于水中。 天然水中含有地壳中的大部分元素，但其含量变化范围很大。 水中溶解性固体主要有Cl－、SO42－、HCO3－、CO32－、Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋ 地质条件限制，其优势离子变化很大。 天然水中除含有八种主要离子外，还含有一些微量元素。就天然水而言，一般系指含量小于10mg/L的元素。主要有Br、I、Cu、Co、Ni、F、Fe等。 溶解于天然水中的气体主要是O2和CO2，还有少量的N2、H2S和CH4。溶解性气体能够影响水生生物的生存和繁殖以及水中物质的溶解、化合等化学和生化行为。 天然水的物质组成决定于它的形成环境，也就是说一方面决定于与水接触的物质的成分和溶解度；另一方面决定于这一作用进行的条件，即化学及物理化学作用，包括溶解-沉淀，氧化-还原，水相-气相间离子平衡，固-液两相之间离子交换，有机物的矿质化，生物化学作用等。通过上述各种作用，使天然水富集或析出各种离子和分子。 天然水物质组成的过程在大气圈中就开始了，但改变其组成的最主要过程是降落到地表之后开始的。 影响天然水组成的因素可以分为直接和间接两种。直接因素主要有岩石、土壤和生物有机体，这些因素可使水增加或减少某些离子和分子。例如，流经石灰岩地区的天然水中富含Ca2+和HCO3-；当水透过土壤时溶解氧的含量减少，而CO2的含量增多；生物排泄物和残体增加了水中的某些组分含量，生物呼吸作用影响着水中气体的含量。 影响天然水组成的间接因素主要有气候和水文特征。气候是一切水化学作用进行的背景，同时对地表水和地下水化学组成的地理分异起着总控制作用。 河流、湖泊、海水、地下水的水文动态补给及交替条件的不同，使水的组成有很大差异。例如，河水流速快，与河床接触时间短，河水中离子含量一般较低；地下水流速缓慢，与周围岩石接触时间长，水中溶解物的含量比地表水高，但气体组成相对减少；而湖水的化学组成比河水与地下水更为复杂。 （二）天然水体的自净作用 各类天然水都有一定的自净能力。污染物质进入天然水体后，通过一系列物理、化学和生物因素的共同作用，使水中污染物质的浓度降低，这种现象称为水体的自净。但是在一定的时间和空间范围内，如果污染物质大量排入天然水体并超过了水体的自净能力，就会造成水体污染。 水体的自净作用按其净化机制可分为三类： （1）物理净化：天然水体的稀释、扩散、沉淀和挥发等作用，使污染物质的浓度降低。 （2）化学净化：天然水体的氧化还原、酸碱反应、分解、凝聚等作用，使污染物质的存在形态发生变化和浓度降低。 （3）生物净化：天然水体中的生物活动过程，使污染物质的浓度降低。特别重要的是水中微生物对有机物的氧化分解作用。 水体的自净作用按其发生场所可分为四类： （1）水中的自净作用：污染物质在天然水中的稀释、扩散、氧化、还原或生物化学分解等。 （2）水与大气间的自净作用：天然水中某些有害气体的挥发释放和氧气溶入等。 （3）水与底质间的自净作用：天然水中悬浮物质的沉淀和污染物被底质吸附等。 （4）底质中的自净作用：底质中微生物的作用使底质中有机污染物发生分解等。 天然水体的自净作用包含着十分广泛的内容，它们同时存在、同时发生并相互影响。 二、水污染 （一）污水的水质指标 水质指标涉及到物理、化学、生物等各个领域。为了反映水体被污染的程度，通常用悬浮物（SS）、有机物（BOD、COD、TOC等）、酸碱度（pH）、细菌和有毒物质等指标来表示。 （1）悬浮物是污水中呈固体状的不溶性物质，它是水体污染的基本指标之一。悬浮物降低水的透明度，降低生活和工业用水的质量，影响水生生物的生长。 （2）废水中有机物浓度也是一个重要的水质指标。但由于有机物的组成比较