水资源与水污染及其防治课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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。,第8章 水资源与水污染及其防治 水是人类及一切生物赖,1,8.1 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8.1.1 世界水资源,2,8.1 水资源与水循环,表8-1 世界水储量,类别,水储量/(10,12,m,3,),占总储量/(%),各类淡水,占淡水总量(%),咸水,淡水,咸水,淡水,海洋水,1338000,96.538,地下水,12870,10530,0.929,0.76,30.1,土壤水,16.5,0.001,0.05,冰川与永久雪盖,24064.1,1.74,68.7,永冻土底水,300.0,0.022,0.86,湖泊水,85,4,91,4,0.006,0.007,0.26,沼泽水,11.47,0.0008,0.03,河网水,2.12,0.0002,0.006,生物水,1.12,0.0001,0.003,大气水,12.9,0.001,0.04,总计,1350955,4,35029.61,97.47,2.53,100.0,8.1 水资源与水循环表8-1 世界水储量类别水储量/(1,3,8.1 水资源与水循环,表8-2 世界各大洲水资源分布,名称,面积,/(10,4,km,2,),年降水量,年径流量,径流系数,径流模数,/(,L/(skm,2,),/,mm,/,km,3,/,mm,/,km,3,欧洲,1050,789,8290,3006,3210,0,39,9.7,亚洲,434705,742,32240,332,14410,0.45,10.5,非洲,3012,742,22350,151,4750,0,2,4,8,北美洲,2420,756,18300,339,8200,0,45,10.7,南美洲,1780,1600,28400,660,11760,0,41,21.0,大洋洲,133.5,2700,3610,1560,2090,0,58,51.0,澳大利亚,761.5,456,3470,40,300,0,09,1.3,南极洲,1398,165,2310,165,2310,1,0,5.2,全部陆地,14900,800,119000,315,46800,0,39,10.0,8.1 水资源与水循环表8-2 世界各大洲水资源分布名称,4,8.1 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8.1.2 中国水资源,5,8.1 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,6,8.1 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,7,8.1 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,8,8.1 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1200,mm。,8.1 水资源与水循环8.1.3 自然界水循环,9,8.1 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,城市生活用水,8.1 水资源与水循环8.1.4 人类对水的需要,10,8.2 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,悬浮物质,8.2 水体污染8.2.1 水体污染的含义,11,8.2 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,12,8.2 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；,生物净化,8.2 水体污染8.2.1 水体污染的含义水体自净的类型：,13,8.2 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8.2.1 水体污染的含义,14,8.2 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,植物营养物,8.2 水体污染8.2.2 水体污染物,15,8.2 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；,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,16,8.2 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, Biochemical Oxygen Demand）；,总有机碳（,TOC, Total Organic Carbon）,8.2 水体污染8.2.2 水体污染物,17,8.2 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）；,多环芳烃类（,PAHs, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons）,8.2 水体污染8.2.2 水体污染物,18,8.2 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；,感官性污染物。,8.2 水体污染8.2.2 水体污染物,19,8.2 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,蛋白质的生物降解,8.2 水体污染8.2.3 主要污染物在水中的迁移转化,20,8.2 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,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,21,8.2 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,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,22,8.2 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体中。,8.2 水体污染8.2.3 主要污染物在水中的迁移转化,23,8.2 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；,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,24,8.2 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,沉积,8.2 水体污染8.2.3 主要污染物在水中的迁移转化,25,8.2 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；,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,26,8.2 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；,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,27,8.2 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,；,生物迁移。,8.2 水体污染8.2.3 主要污染物在水中的迁移转化,28,8.2 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。,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,29,8.2 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；,面源,8.2 水体污染8.2.4 水体污染源,30,8.3 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,离心法,8.3 水体污染防治8.3.1 污水处理技术,31,8.3 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,混凝法,8.3 水体污染防治8.3.1 污水处理技术,32,8.3 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,扩散渗析,反渗透,超滤,8.3 水体污染防治8.3.1 污水处理技术,33,8.3 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,自然生物处理法,8.3 水体污染防治8.3.1 污水处理技术,34,8.3 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；,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,35,8.3 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；,深度处理：效果基本同三级处理，但流程未必相同。,8.3 水体污染防治8.3.1 污水处理技术,36,8.3 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；,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,37,8.3 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；,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,38,8.3 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；,在一定范围内组织闭路水系统。,8.3 水体污染防治8.3.2 水体污染综合防治,39,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,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,下一章预习提要土壤环境容量的概念、作用,40,碳水化合物的生物降解,碳水化合物的生物降解,41,脂肪的生物降解,脂肪的生物降解,42,蛋白质的生物降解,蛋白质的生物降解,43,物理化学迁移,沉淀作用,吸附作用,络合作用,氧化还原作用,物理化学迁移沉淀作用,44,化学沉淀法,氢氧化物沉淀法,硫化物沉淀法,钡盐沉淀法,化学沉淀法氢氧化物沉淀法,45,气浮法,加压溶气气浮法；,叶轮搅拌气浮法；,射流法,气浮法加压溶气气浮法；,46,吸附设备,固定床,移动床,流化床,吸附设备固定床,47,活性污泥法的运行方式,传统活性污泥法,阶段曝气法,生物吸附法,完全混合法,延时曝气法,深井曝气法,氧化沟法,二段曝气法,缺氧/好氧活性污泥法,序批式活性污泥法,活性污泥法的运行方式传统活性污泥法,48,生物膜法的各种处理构筑物,生物滤池,生物转盘,生物接触氧化池,生物流化床,生物膜法的各种处理构筑物生物滤池,49,厌氧生物法的三个阶段,水解发酵阶段；,产氢产乙酸阶段，也称酸化阶段；,产甲烷阶段。,厌氧生物法的三个阶段水解发酵阶段；,50,自然生物处理法的具体形式,水体自净,稳定塘技术,兼性塘,曝气塘,好氧塘,厌氧塘,水生植物塘,废水土地处理,自然生物处理法的具体形式水体自净,51,