第2章 水質(zhì)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(新)

第2章水質(zhì)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

2.1水中的雜質(zhì)與性質(zhì)2.2水體污染與自凈2.3飲用水與健康2.4水質(zhì)指標(biāo)與用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)2.5污水的排放標(biāo)準(zhǔn)

本章重點(diǎn)：雜質(zhì)來(lái)源及其變化規(guī)律，水污染的危害，我國(guó)主要的水質(zhì)指標(biāo)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。本章難點(diǎn)：水體自凈與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。2.1水中的雜質(zhì)與性質(zhì)

2.1.1水體中的雜質(zhì)來(lái)源與分類

雜質(zhì)的來(lái)源：

自然過(guò)程（降水、滲透溶解、沖刷等）人為因素（使用中產(chǎn)生的各種污染物）雜質(zhì)的分類：

按性質(zhì)分為：無(wú)機(jī)物、有機(jī)物、生物

按尺寸分為：懸浮物、膠體、溶解物

表2-1水中雜質(zhì)的尺寸與外觀特征

項(xiàng)目溶解物膠體顆粒懸浮物顆粒大小0.1～1.0nm1.0～100nm100nm～1

m外觀特征透明光照下渾濁渾濁甚至肉眼可見懸浮物與膠體是水產(chǎn)生渾濁的主要根源（濁度），是飲用水處理的主要去除對(duì)象。懸浮物特性懸浮物主要是泥砂類、粘土等無(wú)機(jī)質(zhì)，以及動(dòng)植物生存過(guò)程中產(chǎn)生的腐殖質(zhì)等有機(jī)質(zhì)；它們顆粒較大，水靜止時(shí)，密度較小的懸浮物浮于水面，密度較大的則下沉。

通常用重力沉降法去除。膠體特性主要是細(xì)小的泥砂、礦物質(zhì)等無(wú)機(jī)物和腐殖質(zhì)等有機(jī)物。膠體微粒尺寸小而帶電。同類膠體因帶相同電荷相斥，因此以微小膠體顆粒穩(wěn)定存在于水中，長(zhǎng)期靜置也很難下沉。

須投加混凝劑方可去除。

溶解物特性

氣體分子（O2、CO2、H2S、SO2、NH3等）；離子（Ca2+、Mg2+、Na+、HCO3-、SO42-、Cl-等）。穩(wěn)定均勻分散在水中，須用化學(xué)或物化等特殊方法去除。無(wú)機(jī)雜質(zhì)天然水中的無(wú)機(jī)雜質(zhì)主要是溶解性離子、氣體及懸浮性泥砂。溶解性離子的存在使水表現(xiàn)出不同的含鹽量、硬度、pH值和電導(dǎo)率特性，進(jìn)而表現(xiàn)出不同的物理化學(xué)性質(zhì)。泥砂的存在使水混濁。

有機(jī)雜質(zhì)天然水中所含有機(jī)雜質(zhì)一般為腐殖質(zhì)類及一些蛋白質(zhì)等。有機(jī)物會(huì)造成水的色、臭、味。

生物（微生物）雜質(zhì)包括原生動(dòng)物、藻類、細(xì)菌、病毒等。使水產(chǎn)生異臭異味，增加水的色度、濁度，導(dǎo)致各種疾病。2.1.2各種典型水體的水質(zhì)特點(diǎn)

地下水

天然水體的類型江河水地表水湖泊及水庫(kù)水海水地下水特點(diǎn)

水質(zhì)清澈，細(xì)菌較少，水溫和水質(zhì)較穩(wěn)定，但含鹽量、硬度、鐵和錳高于地表水。含鹽量一般在100-5000mg/L，硬度通常在100-500mg/L。一般宜作飲用水和工業(yè)冷卻用水的水源。江河水特點(diǎn)

懸浮物和膠態(tài)雜質(zhì)含量較多，細(xì)菌含量和濁度高于地下水，水的色、臭、味變化較大，有毒、有害物質(zhì)易進(jìn)入水體，水溫不穩(wěn)定，受自然條件的影響較大。但含鹽量、硬度較低。含鹽量一般在70-900mg/L，硬度通常在50-400mg/L。

宜作飲用水水源。

湖泊及水庫(kù)水特點(diǎn)

水質(zhì)類似于河水，含鹽量較河水高，但濁度較低，藻類易于繁殖，易受污染而產(chǎn)生水體富營(yíng)養(yǎng)化。

淡水湖的水宜作生活飲用水水源。咸水湖的水不宜作為生活飲用水水源。海水特點(diǎn)

含鹽量高，其中以氯化鈉含量最高，

須經(jīng)淡化處理后方可作為居民生活用水。2.2水體的污染與自凈2.2.1水中常見的污染物及其來(lái)源

按化學(xué)性質(zhì)：無(wú)機(jī)污染物、有機(jī)污染物按物理性質(zhì)：懸浮性物質(zhì)、膠體物質(zhì)、溶解性物質(zhì)

按污染物的污染特征：可生物降解有機(jī)污染物有機(jī)物難生物降解有機(jī)污染物污染物無(wú)直接毒害作用的無(wú)機(jī)污染物無(wú)機(jī)物有直接毒害作用的無(wú)機(jī)污染物

1.可生物降解的有機(jī)污染物

又稱耗氧有機(jī)污染物主要包括碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等天然有機(jī)物、有機(jī)酸堿、表面活性劑等。性質(zhì)：自然環(huán)境中極不穩(wěn)定，可被生物氧化分解，分解時(shí)消耗水中的溶解氧。污染評(píng)價(jià)指標(biāo)：★BOD---生化需氧量

★COD---化學(xué)需氧量

★TOD---總需氧量

★TOC---總有機(jī)碳★生化需氧量(BOD)定義：指在有氧的條件下，水中有機(jī)污染物在微生物作用下分解時(shí)所需的氧量，單位為mg/L。意義：間接反映可被微生物氧化分解的有機(jī)物的量。

微生物降解有機(jī)物過(guò)程分兩個(gè)階段：

﹡碳氧化階段：

有機(jī)物+O2→CO2+H2O+NH3（20℃需20天完成）

﹡硝化階段：將NH3氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽（20℃需百日完成）

通常將在20℃，歷時(shí)20天生化需氧量以BOD20表示。為縮短檢測(cè)時(shí)間，常以20℃，5天生化需氧量BOD5作為常用有機(jī)物的水質(zhì)指標(biāo)，一般BOD5約為BOD20的70%左右?！?/p>

化學(xué)需氧量（COD）定義：化學(xué)氧化劑氧化有機(jī)物時(shí)所需的氧量，單位mg/L。重鉻酸鉀（CODCr或COD)氧化劑高錳酸鉀（CODMn或OC)意義：能精確表示污水中有機(jī)物量，且測(cè)定時(shí)間短；但存在一定誤差，不能反映可生物降解的有機(jī)物量。BOD5/COD稱為可生化性指標(biāo)。其值越高越易生化處理，一般須大于0.3，生活污水約為0.4-0.65?！?/p>

總需氧量（TOD）

定義：水中所有有機(jī)物經(jīng)燃燒生成穩(wěn)定性氧化物(如CO2、

NOx、SO2

)所耗的氧。單位為mg/L。近似接近于理論需氧量ThOD，同一水樣TOD＞COD?！?/p>

總有機(jī)碳（TOC）定義：水中含碳有機(jī)物在高溫下燃燒轉(zhuǎn)化為CO2所耗的氧量，通常用專門儀器進(jìn)行燃燒及測(cè)定CO2含量。單位為mg/L。生活污水的TOC值一般略高于BOD5。

2.難生物降解的有機(jī)污染物多為人工合成有機(jī)物，如農(nóng)藥、脂類化合物、酚類化合物、芳香族氨基化合物、殺蟲劑、除草劑等。

特點(diǎn)：★化學(xué)穩(wěn)定性極強(qiáng)，不易被微生物降解。

★易在生物體內(nèi)富集，多為較強(qiáng)的“三致”物質(zhì)。污染評(píng)價(jià)指標(biāo)：★

COD----化學(xué)需氧量

★

TOD----總需氧量★

TOC----總有機(jī)碳★專用指標(biāo)（如DDT）

3.無(wú)直接毒害作用的無(wú)機(jī)污染物

類型：

★顆粒狀無(wú)機(jī)雜質(zhì)，如泥沙、礦渣等。影響水體的透明度。

★酸、堿物質(zhì)。對(duì)其使用功能及處理過(guò)程影響極大。

★氮、磷等植物營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì)。是導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要物質(zhì)。特點(diǎn)：無(wú)直接毒害作用，但影響水體的使用功能。

4.有直接毒害作用的無(wú)機(jī)污染物

主要包括：汞（Hg）鎘（Cd）鉛（Pb）五毒六大毒性物質(zhì)鉻（Cr）砷（As）氰化物（CN）特點(diǎn)：毒性強(qiáng)，對(duì)生物體的毒害大；生物富集性強(qiáng)，可通過(guò)食物鏈轉(zhuǎn)移到人體。

2.2.2水體的富營(yíng)養(yǎng)化定義：水體中的N、P含量較高時(shí)，導(dǎo)致水體中的藻類過(guò)量生長(zhǎng)，在隨后的藻類死亡和隨之而來(lái)的異養(yǎng)微生物代謝活動(dòng)中，將會(huì)使水體中的溶解氧耗盡，造成水質(zhì)惡化和水生生態(tài)環(huán)境破壞的現(xiàn)象。水體富營(yíng)養(yǎng)化的危害：使水味變得腥臭難聞；降低水的透明度；消耗水中溶解氧；向水體中釋放有毒物質(zhì)；影響供水水質(zhì)并增加供水成本；對(duì)水生生態(tài)的影響。破壞水生態(tài)平衡。

水體富營(yíng)養(yǎng)化產(chǎn)生的原因

主要是水體受到氮、磷污染的結(jié)果。氮、磷進(jìn)入水體的途徑：

生活污水、工業(yè)廢水未經(jīng)適當(dāng)處理排放水體；采用常規(guī)處理工藝的污水處理廠排放水中含有相當(dāng)數(shù)量的氮和磷；面源性農(nóng)業(yè)污染；大量使用高磷洗滌劑。解決水體富營(yíng)養(yǎng)化的措施對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體進(jìn)行修復(fù)，恢復(fù)其水體功能；強(qiáng)化污水處理工藝和控制面源污染，減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的排放量；強(qiáng)化給水處理工藝，有效去除藻類等物質(zhì)，保證飲用水衛(wèi)生安全。

2.2.3水體的自凈定義：指水體在流動(dòng)中或隨著時(shí)間的推移，水體中的污染物自然降低或者降解的現(xiàn)象。水體自凈過(guò)程包括：

物理作用：擴(kuò)散、遷移、吸附沉降等，稀釋其濃度，使污染物濃度降低。

化學(xué)作用：氧化分解等。

生物作用：對(duì)水體中有機(jī)物的氧化分解，使污染物濃度衰減。有機(jī)物在生化分解過(guò)程中，需要消耗水中的氧。因此，常用BOD與DO來(lái)描述水體的自凈過(guò)程。水體中BOD值與DO值呈高低反差關(guān)系。正常情況下，清潔水中DO值接近飽和狀態(tài)。影響自凈能力的因素有污染物的性質(zhì)、水體性質(zhì)、水生生物種類和數(shù)量、水面形態(tài)、水流要素等。水體的自凈能力是有限的。當(dāng)水體污染程度超過(guò)水體的自凈能力最終導(dǎo)致水體污染。

河流中BOD和DO的變化規(guī)律2.3飲用水與健康水質(zhì)不良可引發(fā)多種疾病，嚴(yán)重時(shí)威脅人的生命。世界衛(wèi)生組織認(rèn)為，80％的成人疾病和50％的兒童死亡率都與飲用水水質(zhì)不良有關(guān)。

2.3.1水生物對(duì)人體健康的影響影響較大：細(xì)菌、病毒、致病原生物。此外還有藻類、真菌、寄生蟲、蠕蟲等。2.3.2水中的化學(xué)物質(zhì)對(duì)人體健康的影響包括：微量元素及其他無(wú)機(jī)物、有機(jī)物、放射性物質(zhì)、消毒劑及消毒副產(chǎn)物的影響。2.3.3水質(zhì)與地方病

許多地方病都與飲用水水質(zhì)有密切的關(guān)系。2.4水質(zhì)指標(biāo)與用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)指標(biāo)：是水質(zhì)特性及其量化的具體表現(xiàn)。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：是用水對(duì)象所要求的各項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)和限值。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)分為：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。

水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是確定水處理工藝或排放要求的主要依據(jù)。

2.4.1水質(zhì)指標(biāo)

用水水質(zhì)指標(biāo)

物理性水質(zhì)指標(biāo)：包括溫度、色度、濁度、嗅與味、懸浮物及電導(dǎo)率等。

污水水質(zhì)指標(biāo)

生物性指標(biāo)主要有細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群和病毒三項(xiàng)。物理性指標(biāo)：包括水溫、色度、臭味和固體等

化學(xué)性指標(biāo)：包括無(wú)機(jī)物、酸堿度、氮、磷、非重金屬無(wú)機(jī)有毒物質(zhì)化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)：BOD5、COD、TOC、TOD、植物營(yíng)養(yǎng)素、無(wú)機(jī)性非金屬化合物、重金屬等。

微生物學(xué)指標(biāo)：常以指示菌如細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群和耐熱大腸菌群等來(lái)表征毒理學(xué)指標(biāo)放射性指標(biāo)

生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制訂的原則考慮人們終生用水的衛(wèi)生與安全；水中不得含有病原微生物；水中所含化學(xué)物質(zhì)及放射性物質(zhì)不得危害人體健康；水的感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)良好；與國(guó)情、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相適應(yīng)。世界衛(wèi)生組織(WHO)水質(zhì)準(zhǔn)則是最具有代表性和權(quán)威性，它是各國(guó)制定本國(guó)飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)和依據(jù)。歐共體制定的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)稱為飲用水指令(98/83/EEC)。指令列出了48項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)，其中，微生物學(xué)參數(shù)2項(xiàng)、化學(xué)物質(zhì)參數(shù)26項(xiàng)、指示參數(shù)8項(xiàng)和放射性參數(shù)2項(xiàng)。美國(guó)現(xiàn)行的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是1986年制定的“國(guó)家飲用水基本規(guī)則和二級(jí)飲用水規(guī)則”，前者是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，后者是非強(qiáng)制性的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)。日本和南非參考了WHO/EEC/EPA三種標(biāo)準(zhǔn)，香港則以WHO為標(biāo)準(zhǔn)。2.4.2生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)世界衛(wèi)生組織及發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

1956年，頒布第一部《飲用水水質(zhì)