第八章 水資源與水污染防治ppt課件

1、第八章水資源與水污染防治8.1 水資源與水循環(huán)8.2 水體污染8.3 水體污染的防治8.1 水資源和水循環(huán)一、地球水資源世界淡水資源地球上97.5的水是咸水，只需2.5是淡水。而在淡水中，將近70凍結在南極和格陵蘭的冰蓋中，其他的大部分是土壤中的水分或是深層地下水，難以開采供人類運用。江河、湖泊、水庫及淺層地下水等來源的水較易于開采供人類直接運用，但其數(shù)量缺乏世界淡水的1，約占地球上全部水的0.007。全球每年降落在大陸上的降水量約為110萬億立方米，扣除大氣蒸發(fā)和被植物吸收的水量，世界上江河徑流量約為42.7萬億立方米，按1995年的世界人口計算，每人每年可獲得的平均水量為7300立方米。由

2、于世界人口不斷添加，這一平均數(shù)已較1970年下降了37。一、地球水資源各國水資源排隊世界各國和地域由于地理環(huán)境不同，擁有水資源的數(shù)量差別很大。按水資源量大小排隊，前幾名依次是：巴西、俄羅斯、加拿大、中國、美國、印度尼西亞、孟加拉國、印度。假設按人口平均，就是另一種結果了。中國人均水資源量只相當于世界人均量的1/4。一、地球水資源嚴重缺水的國家世界淡水資源的65集中在10個國家里，而占人口40的80個國家卻嚴重缺水。假設一個國家年人均水量在2000立方米以下，就是缺水的國家。人均水量在1000立方米以下的，是嚴重缺水國，共有15個：埃及、阿聯(lián)酋、阿曼、佛得角、布隆迪、阿爾及利亞、也門、約旦、沙特

3、阿拉伯、巴巴多斯、新加坡、巴林、利比亞、科威特、卡塔爾、馬耳他年人均水量僅82立方米。中國人均水量不富，是缺水國家之一。一、地球水資源水資源的未來人類對水的需求量與日俱增。全世界1975年用水量為3萬億立方米，1994年為4.3萬億立方米，2000年為7萬億立方米。有人分析，2030年以后，世界水資源將供不應求；2050年，虧水2300億立方米；2070年，虧水4100億立方米。我國專家分析，中國2050年總需水量為8000億立方米，比如今添加2400億立方米。其中，城市生活用水800億立方米，工業(yè)用水3000億立方米，農業(yè)用水4200億立方米。 二、水循環(huán)自然循環(huán)二、水循環(huán)社會循環(huán)8.2、水

4、體污染 一、水體、天然水質和水體污染1、 水體污染 污染物進入水體，其含量超越了水體本身的自然凈化才干，使水體的水質和底質的物理、化學組成和生物群落發(fā)生變化，從而降低水體的運用價值和運用功能的景象。2、 水體： 指有相對穩(wěn)定的陸地為邊境的天然水域。水體是一個完好的生態(tài)系統(tǒng)，或綜合自然體包括水中的懸浮物質，溶解物資，底泥和水生生物等水體分海洋水體和陸地水體。3、水質 水體中水相的質量，主要有：物理性質：色度，懸浮物的含量化學性質：有機物和無機物的含量和性質生物性質：細菌，微生物，浮游、底棲生物的性質 ，是天然水的物質組成 溶解氣體 主要氣體：N2，O2，CO2； 微量氣體：H2，CH4，H2S

5、主要離子：Cl-，SO42-，HCO3-，CO32- Na+，K+； 溶解物質 生物生成物：NH4+，NO3-，NO2-， HPO42-天然 H2PO4-，PO4，F(xiàn)e+2，F(xiàn)e+3水中 微量元素：Br-,I-，F(xiàn)-，Ni,Ti,V,Au,Ba,Rn物質 膠體物質 無機膠體：SiO2，F(xiàn)e(OH)3，Al(OH)3(1-100nm ) 有機膠體：腐殖質膠體 細菌；藻類及原生動物 懸浮物質 泥土、黏土 其他不溶解物質4、水體的自凈污染物質進入水體后，由于一系列物理、化學及生化的共同作用，會使污染物在水中的濃度降低1物理作用分散、稀釋、沉淀和揮發(fā)2化學作用分解、氧化復原、凝聚、 吸附、酸堿反響3生

6、物作用微生物耗費 二、水體的污染物 無機無毒物 顆粒狀無機物：泥沙，塵土，渣； 酸、堿、無機鹽： pH在6-9； 植物營養(yǎng)物：N，P 無機物毒物 非金屬有毒物，主要有CN-，As，Se ，F(xiàn)，S 重金屬毒性物 如Hg，Cd，Cr，Pb等，在離子形狀時毒性最大， 人服0.1-10mg即死；0.0001-0.001mg時嚴重中毒； 不能被微生物降解； 易被生物聚集，經過食物鏈進入人體； 易在水體在中遷移，在土中積累，故含重金屬的水 不能灌溉； 有機無毒物碳水化合物 脂肪，蛋白質)有機成分極多，但都有降解時耗氧的共性，導致水生生物缺氧致死，故用耗氧量表示它們對水體的污染： 化學需氧量，COD 以氧化

7、劑如高錳酸鉀來氧化水中有機污染物時的耗氧量，mg/l。 生物化學需氧量,BOD 在人工控制的條件下，水樣中的有機物在微生物的作用下分解，在一定的時間內耗費溶解氧的數(shù)量，mg /l；有機有毒物 酚類苯環(huán)帶一個羥基： 溶解于水，毒性大，能使蛋白質蛻變和沉淀，當水中的濃度達0.1和0.2mg/l時，水中魚的肉有酚味。 有機農藥 (殺蟲劑、除草劑、殺菌劑)目前大部分為有機磷，有機硫農藥；這些農藥水溶性底，脂溶性高，易在人體內聚集， 多氯聯(lián)苯 同類有73種劇毒物，最毒為二惡英 多環(huán)芳烴多環(huán)構造的C-H化合物 有20多種，其中7-8種有致癌作用。 其他污染物 放射性廢物 生物污染物 城市生活廢水、醫(yī)院污水

8、、食品廠廢水排人水體，引起病源微生物污染，如各種細菌，病毒； 感官污染物 色、嗅、味、泡沫、惡臭 三、污染物在水中的遷移和轉化 類型推流遷移：污染物在水流的作用下的遷移作用，但僅僅是 改動了污染物的位置； 分子的隨機運動引起的分散作用 分子分散 湍流分散 彌散作用 橫斷面上的流速不均引起的衰減和轉化 污染物在水中的轉化 需氧有機物的轉化 碳水化合物 各種植物性食物， 如糧食、地瓜、土豆 脂肪 蛋白質經微生物的降解作用，變成簡單的無機物二氧化碳和水和能量，由此消除了污染。 附：需氧有機物的降解與溶解氧平衡 植物營養(yǎng)物的轉化 N，P等來源：施肥 、農業(yè)消費廢棄物，禽、畜豢養(yǎng)的廢 水，生活污水和工業(yè)

9、廢水等。 含N有機物的轉化含N有機物的元素有N，P，S ，C，H，O；其中包括蛋白質，氨基酸，尿素，胺類 等；無機氮有NH3-N，NO2N，NO3N等，一個10萬只雞的養(yǎng)雞場，日產生雞糞5噸；一個400頭牛的養(yǎng)牛場，日產14噸固體肥料，4.5噸液體肥料；這些都是N，P類污染物。 含氮、磷的蛋白質由多種氨基酸構成，*含氮的蛋白質降解后生成CO2、H2O和醛、醇、酮；*含磷的化合物：無機磷磷酸鹽 有機磷 葡萄糖-6-磷酸 2-磷酸-甘油 能溶解于水中的磷和Ca、Fe、Al的離子生成難溶性的沉淀物進入水中的底泥。 N、P對水體富營養(yǎng)化的影響當N、P添加且N/P到達12-13時，藻類瘋長，有機物的蓄積

10、量大大添加，細菌類微生物繁衍迅猛，水體中的含氧量急劇降低。水體污染腐化。此那么富營養(yǎng)化也。 富營養(yǎng)化時水中氧的飽和度為小于10%； 貧營養(yǎng)化時 大于80%。富營養(yǎng)化的標志：湖底為泥；魚類為鯉魚， 鰱魚，草魚；水濁溫高。貧營養(yǎng)化的標志：湖底為石頭；魚類為鮭魚； 水清溫低。 石油類污染物的遷移轉化組成：90%是各種烴的復雜化合物，其元 素為C，H，O，S，N；其中C為 84-86%；H為12-14%；S、O、N 占1-3%。遷移轉化過程 重金屬的遷移轉化凡密度大于5000kg/m3、原子序數(shù)大于20的元素叫重金屬； 污染環(huán)境的重金屬主要是Hg，Cr,，Cd，Pb,，As； 而另一些為微量元素，如C

11、u，Zn，Co，Ni，F(xiàn)e，Mn，V在人體中不允許超量。 A、重金屬在水體中的污染特征 在水體中整體平均含量低0.1%， 但在部分地方含量很高； 毒性明顯、效應大 ，與人體中蛋白質的酶等高分子結合，產生不可逆反響，導致生理代謝功能妨礙在生物體內有聚集作用，并經過生物鏈進入人體。 B、重金屬在水體中的遷移轉化1 水解、絡合、沉淀 機械遷移 氧化復原作用 水上部是劇烈的氧化環(huán) 境；底部是復原環(huán)境；使重金屬產生氧 化-復原反響。 B、重金屬在水體中的遷移轉化2 膠體化學效應 無機膠體吸附：石英、黏土微粒，鐵、錳氫氧化物的懸浮物和底泥能產生對重金屬的吸附。 有機膠體吸附：腐殖質的聱協(xié)作用和離子交換作用

12、，無機和有機粒子的聚合體的吸附作用使重金屬轉移到懸浮物和底泥中。 8.3、水體的污染及防治1、水體污染源 巖石的風化和水解 火山噴發(fā) 天然污染源 水流沖蝕地表 大氣的降塵和降水的淋洗 生物在地球化學循環(huán)中釋放的物質 人為污染源 點源工業(yè)廢水、生活污水 面源農田灌溉水等 2、污水的處置技術 2001年11月世界最大的污水處置廠商、法國老板預測中國廢水處置的商機，4000億元/年 物理法 對象為懸浮液 篩濾法 格篩，外表過濾，深層過濾 重力沉降法 沉淀池，隔油池，濃縮池 離心法篩濾法去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物，纖維物質和固體顆粒物質1格柵2旋轉篩過濾機附：格柵的設計重力沉降法利用密度差去除水中

13、的懸浮顆粒1沉砂池2曝氣沉砂池3沉淀池離心法利用慣性力 化學法 中和法除去酸、堿物質規(guī)范值為 pH 為6-9； 化學沉淀法 多用于去除廢水中的Hg，Ni，Cr，Pb，Zn 等,有硫化物沉淀法；氫氧化物沉淀法；碳酸鹽沉淀法 氧化復原法 氧化劑有空氣、 漂白粉、液氯、氯氣等 復原劑有鐵屑、硫酸亞鐵 等 電解法 混凝法 物理化學法 氣浮法 吸附法如活性炭吸附 離子交換法 萃取法 膜分別法氣浮安裝電滲析 生物化學法原理：微生物以水中的有機物為營養(yǎng)原料，分解有機物產生的能量中 有一部分構本錢身的細胞質，促進微生物的繁衍。好氧生物法原理：有機物O2 好氧微生物 CO2+H2O+能量工藝：活性污泥法 生活污水重力沉降去除懸浮物曝氣降解去除有機物 沉降分別凈化水 生物膜法使濾料外表掛上微生物，添加水中有機物和微生物接觸的時機。 厭氧生物分解機理：有機物產酸菌小分子有機物有機酸和醇類 CO2+H2S+NH3 有機