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水体污染化学. 水是一种宝贵的自然资源,是人类生活、动植物生长和工农业生产中不可缺少的物质。 水是指液体的水,如天然水、污水、指水本身。. 地球上各种水体的储量 水体种类 储量(万 km3 ) 占总储量( % ) 占淡水储量( % ) 海洋水 133800 96.5 地下水 2340 1.7 地下咸水 1287 0.94
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水是一种宝贵的自然资源,是人类生活、动植物生长和工农业生产中不可缺少的物质。水是一种宝贵的自然资源,是人类生活、动植物生长和工农业生产中不可缺少的物质。 水是指液体的水,如天然水、污水、指水本身。
地球上各种水体的储量 • 水体种类 储量(万km3) 占总储量(%) 占淡水储量(%) • 海洋水 133800 96.5 • 地下水 2340 1.7 • 地下咸水 1287 0.94 • 陆 地下淡水 1053 0.76 30.1 • 永冻土层水 30 0.022 0.86 • 土壤水 1.65 0.001 0.05 • 地 湖泊水 17.64 0.013 • 咸水 8.54 0.006 • 淡水 9.1 0.007 0.26 • 水 沼泽水 1.147 0.0008 0.08 • 江河水 0.212 0.0002 0.006 • 生物水 0.112 0.0001 0.003 • 冰川 2406.41 1.74 68.7 • 大气水 1.29 0.001 0.04 • 总 计 138598.461 100 • 其中淡水 3502.921 2.53 100
地球表面70%被水占据。 可以直接利用的淡水占总储水量的0.77%。如果扣去不能开采的深层地下水,真正可供人类利用的只占总储量的0.2%,加上水源地地区与季节分布不均匀,致使一些地区缺水严重。
下面我们通过水污染中“有趣”的化学反应,认识水体污染化学.在这里,化学反应不再是生硬的反应方程式,而是有趣的反应现象,你会觉得奇异怪哉......下面我们通过水污染中“有趣”的化学反应,认识水体污染化学.在这里,化学反应不再是生硬的反应方程式,而是有趣的反应现象,你会觉得奇异怪哉......
夜幕降临时分,海边浅滩处,借着人类所给养分大量增殖的发光细菌,营造出一个奇幻诡秘的荧光世界夜幕降临时分,海边浅滩处,借着人类所给养分大量增殖的发光细菌,营造出一个奇幻诡秘的荧光世界
这是一幅赤潮来临时的图片,它把海洋打扮得分外梦幻这是一幅赤潮来临时的图片,它把海洋打扮得分外梦幻
黄河长期被泥土污染,水变成黄色,于是——黄金大鲤鱼诞生了!黄河长期被泥土污染,水变成黄色,于是——黄金大鲤鱼诞生了!
这是苏州园林中的一景,墨绿色的水华掩盖了水面下的所有美景,为那原本通透玲珑的景色增添了几分“神秘”这是苏州园林中的一景,墨绿色的水华掩盖了水面下的所有美景,为那原本通透玲珑的景色增添了几分“神秘”
???….. 青山绿水!
你见过夜明珠吗?想必没有吧,我也没有,但我见过夜明猪,今天就和大家分享一下。它的学名叫“蓝光猪肉”,是一种在暗处能发“蓝幽幽”光的猪肉,是什么神秘的力量赋予它这种奇异的能力呢?还是因为污染——生前喝了太多磷过量的水,或者死后被无情的细菌污染啦。你见过夜明珠吗?想必没有吧,我也没有,但我见过夜明猪,今天就和大家分享一下。它的学名叫“蓝光猪肉”,是一种在暗处能发“蓝幽幽”光的猪肉,是什么神秘的力量赋予它这种奇异的能力呢?还是因为污染——生前喝了太多磷过量的水,或者死后被无情的细菌污染啦。
猪肉在夜里发出幽幽 蓝光,俨然成了一件 神奇的“艺术品”, 你是不忍心吃它吗? 还是......
这些反应现象 ,不可说不有趣,但我们不能不记得, 罂粟美丽,但却有毒,玫瑰娇艳,可是带刺。这些反应是有趣,但更有害!
这是一沟绝望的死水,清风吹不起半点漪沦。不如多扔些破铜烂铁,爽性泼你的剩菜残羹。这是一沟绝望的死水,清风吹不起半点漪沦。不如多扔些破铜烂铁,爽性泼你的剩菜残羹。
让死水酵成一沟绿酒,漂满了珍珠似的白沫;小珠们笑声变成大珠,又被偷酒的花蚊咬破。让死水酵成一沟绿酒,漂满了珍珠似的白沫;小珠们笑声变成大珠,又被偷酒的花蚊咬破。
水体的污染源和污染物 工业排污量猛增,农业大量使用农药、化肥,造成水质污染最为明显, 加重了世界性的“水荒”。 2002年,我国七大水系741个重点监测断面: 29.1%的断面满足Ⅰ~Ⅲ类水质要求, 30.0%的断面属Ⅳ、Ⅴ类水质, 40.9%的断面属劣Ⅴ类水质。
(一)水体污染源: 水体污染(Water pollution):污染物排入水体后,其数量超过了水体的自净能力,使水体、底质的理化特性或水生物特性、组成等发生改变,影响了水的使用价值,造成水质恶化,乃至危害人体健康或破坏生态环境的现象。主要污染源为: 工业废水(Industry wastewater) 农业污水(Agriculture sewage) 生活污水(Living sewage)
(二)水体污染物 水体中污染物(Contamination)种类繁多 一般可分为: 物理性污染物 化学性污染物 生物性污染物 也可根据污染物的性质分类,如:
需氧的污染物(可生物降解有机物): • 主要是碳水化合物、蛋白质、脂肪等或是它们的降解产物。 • 特点: • 没有毒性; • 最终分解为简单的无机物质; • 消耗水中的溶解氧,引起有机物的厌氧发酵散发恶臭。 此类物质种类繁多、组成复杂,难以作定性或定量分析,故常用COD、BOD、TOD来表示其含量。
难降解的有机物(有机有毒物质): • 多数为人工合成的有机物。 • 特点:不易被微生物降解; • 多数具有疏水亲油性质,易在水生生物体内富集; • 对人体及生物有毒害作用。 • 在水体中的种类非常多,影响和毒性作用也各不相同,如:酚类化合物;有机氯农药;多氯联苯;多环芳烃类等。
重金属:主要有Hg、Cr、Cd、Pb、Zn、Ni、Cu、Co、Mn、Ti、V、Mo、Sb等,作为毒物具有以下共性:重金属:主要有Hg、Cr、Cd、Pb、Zn、Ni、Cu、Co、Mn、Ti、V、Mo、Sb等,作为毒物具有以下共性: • 1、以离子态存在时,毒性最强,低浓度时即可产生较大毒性,如饮用含Hg、Cd、Cr、Pb 0.0001-0.001mg/L的水,可产生严重中毒。 • 2、不能被生物降解,有时可在微生物作用下毒性增强。可被生物富集,通过食物链危及人体。 • 3、进入人体后与体内生物大分子结合,使其失去活性,导致慢性中毒。
酸碱及无机盐类: • pH值小于6或大于9的废水污染水体后,可影响水体的自然缓冲作用,抑制微生物的生长,使水体自净能力下降。 • 酸碱废水相互中和,可产生各种盐类,也可以和地表物质相互作用生成各种无机盐类,所以酸碱废水污染导致水体中无机盐类和硬度增加。
植物营养素:主要是N、P等元素,可造成水 • 体的富营养化。 • 富营养化定义:(Define of eutrophication) • 指水体中营养物质过多,特别是氮、磷过多而导致水生植物(浮游藻类Algae等)大量繁殖,影响水体与大气正常的氧气交换,加之死亡藻类的分解消耗大量的氧气,造成水体溶解氧迅速下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡,加速水体衰老的进程。
水体中营养物的极限负荷量有两种表示方法: 单位体积负荷量:克/(立方米•年) 单位面积负荷量:克/(平方米•年) 总磷为0.2~0.5克/(平方米•年) 总氮为5~10克/(平方米•年) 对发生富营养化作用来说,磷的作用远远大于氮的作用,磷的含量不很高时就可以引起富营养化。
富营养化的水生态危害 (Harm of eutrophication): 1、感官性状恶化 透明度降低,水色不良,表面有水华(Algae bloom)或赤潮(Red tide)现象,藻类漂浮,有机质在缺氧条件下分解,产生大量CH4、H2S、NH3等气体,散发出难闻的臭味。 2、鱼类窒息或中毒死亡 溶解氧降低,影响鱼类及其他需氧生物的生存。另外,鱼类藻类死亡后,蛋白质分解产生羟胺、硫化氢等物质,对鱼类有直接毒害,甚至造成鱼类死亡。
3、水质变坏,净化费用增高 水体的沉淀、凝聚、过滤等处理困难,须增加净化费用。 4、加速湖泊衰亡 藻类大量繁殖,以其为生的水生原生动物大幅增加,它们的排泄物和残体不断在水底沉积,使湖床不断抬高,湖水变浅,沼泽化,加速了衰老过程。
油类:油类(主要是石油)污染水体后,形成油膜,此时低沸点(250oC)的油(C15-C26的烃类)可挥发掉,低分子烃和极性化合物可溶解于水中。水中的微生物对其降解速度缓慢。油类:油类(主要是石油)污染水体后,形成油膜,此时低沸点(250oC)的油(C15-C26的烃类)可挥发掉,低分子烃和极性化合物可溶解于水中。水中的微生物对其降解速度缓慢。 • 油类污染的危害是: • 1、水中的溶解氧减少 形成油膜 • 2、堵塞水生生物的呼吸器官,鱼卵不能孵化。藻类的光合作用受阻。 • 3、导致中毒 油中含有的化学毒性物质。
废热:大量的“热流出物”排入水体后,使水温增高,危害水生生物生长,称为水体热污染。废热可导致水体发生以下变化:废热:大量的“热流出物”排入水体后,使水温增高,危害水生生物生长,称为水体热污染。废热可导致水体发生以下变化: • 1、水温升高使化学反应速度加快,产生有毒物质的速度也加快,有毒物质的毒性增加。 • 2、DO含量降低,微生物分解能力加强,加速耗氧过程。 • 3、一些低水温鱼类难以生存。 • 4、促进藻类生长,加速富营养化过程。
放射性污染物:天然的放射性同位素的放射性一般都很弱,对生物不构成危害。但人为的污染产生的影响较大,如铀矿的开采和精炼、原子能工业、同位素的使用等,增加了对环境和生物影响的机会。放射性污染物:天然的放射性同位素的放射性一般都很弱,对生物不构成危害。但人为的污染产生的影响较大,如铀矿的开采和精炼、原子能工业、同位素的使用等,增加了对环境和生物影响的机会。 • 病原微生物:主要来自于生活污水、医院污水、屠宰和制革工业的废水。含有各种致病微生物,引起各种疾病。
2004年5月2日沱江受工业废水污染,死鱼6万多公斤。 此前的2-3月,川化公司违规技改,事故排放废水,使沱江流域污染,沿江百万群众饮水中断26天,直接经济损失3亿元。
水体污染的危害 据世界卫生组织(WHO)调查表明,人类80%的疾病和50%的儿童死亡率都与饮水水质不良有关,因水污染而患病的人约占世界医院住院病人的一半。由于水质污染,全世界每年有5000万儿童死亡,3500万人患心血管病,7000万人患结石病,9000万人患肝炎。WHO的一份研究报告强调,在发展中国家中,80%的病例和1/3的死亡率是因为饮用不洁水造成的。
国际自来水协会的调查指出,现在每年有2500万五岁以下的儿童因饮用受污染的水而生病致死。国内外研究表明:水质优劣与人类肝癌、食道襄、胃癌发病率成正相关。据统计,中国每年发生肿瘤病例达160万人之多,每年死于肿瘤约120万人,每年出生婴儿中出现崎胎、崎形和各种先天性缺陷也有100万多人,均与水质污染有关。
因水污染引起的危害,主要包括三个主要: ⑴水体受病原微生物污染,会引起霍乱、伤寒、脊髓灰质炎,甲型肝炎和菌痢等传染病;⑵水体受重金属(Hg、Pb、Cr、Cd等)及其他有毒无机物(氰化物、砷化物、亚硝酸盐等)污染,会引起各种中毒疾病;⑶水体受有机物,如苯、酚、三氯甲烷、四氯化碳、杀虫剂、除草剂、合成洗涤剂等污染,会引起各种中毒与血液病、癌症等疾病。特别是水中有机硝基化合物、胺基化合物、卤素化合物对动植物和人体都是强烈的致癌物质。
通过上述了解,我们认识到必须控制水污染 ,珍惜水资源。
一、控制水体污染的基本途径 • 减少污染源的排放并降低污染物的浓度 • 改革生产工艺 • 重复利用废水 • 回收有用产品 • 妥善处理并杜绝任意排放 • 加强检测与管理
废水治理的基本方法 分为三级 一级处理:又叫预处理,即采用物理、物理化学和化学方法,是废水初步净化,为二级处理创造良好的条件。 二级处理:也称生化处理,一般能除去百分之九十左右的可降解的有机物和百分之九十到百分之九十五的固体悬浮物。 三级处理:采用物理化学方法使水质达到用水要求。
物理处理法 • 沉淀 • 过滤 • 离心分离 • 浮选 • 蒸发结晶 • 反渗透
化学处理法 • 混凝 • 中和 • 氧化还原 • 电解 • 气提 • 萃取 • 吹脱 • 吸附(包含离子交换) • 电渗析
生物处理法 • 活性污泥法 • 生物膜法 • 生物氧化塘 • 污水灌溉
了解几种典型废水的处理 • 1含铬废水的处理 • 2含汞废水的处理 • 3含镉废水的处理 • 4含铅废水的处理 • 5含氰和砷废水的处理 • 6含油和酚废水的处理
生活污水的处理 • 城市生活污水是水体污染的一个来源。一般经过二级处理基本上可以排放,也可用于灌溉农田。但从保护水源出发,还需进行高级处理。因为二级处理不能除去生物不能分解的有机物,排入水域后可能引起河水出现颜色、异味、异臭,同时他也不能去除各种无机盐类。饮用水的溶解固体浓度一般不得超过500mg/L,否则会引起腹泻,氮磷过多会引起富营养化。 • 生活污水的高级处理可采用物理化学方法,如化学凝聚和絮凝法、臭氧氧化法、活性炭吸附法、离子交换法及渗透法等。
随着工业城市需水量不断增长,世界各国普遍感到水源日益紧张,因此开始把处理过的城市污水开辟为新水源,将其用于农业、渔业和城市建设等各个领域。随着工业城市需水量不断增长,世界各国普遍感到水源日益紧张,因此开始把处理过的城市污水开辟为新水源,将其用于农业、渔业和城市建设等各个领域。
水环境标准 地面水体受污染后,能产生多方面的影响,为了贯彻执行“预防为主”的方针,保护环境和自然资源,防止污染和其他公害,必须研究和制定水环境质量标准和水污染物排放标准以及水环境卫生标准。
我国制定地表水环境质量标准的原则是: 1、防止地表水传播疾病; 2、防止地表水引起急慢性中毒及远期效应; 3、保证地表水感官性状良好; 4、保证地表水自净过程能正常进行。 在确定“标准”的项目中,一般以危害大、来源广、排放量多的有害物质为主。
现行的标准是1996年由国家环保局批准,1998年 1月1日实施。即:《污水综合排放标准》GB8978-1996。 规定“年限制”和“三级”标准。适用范围上不与一些行业标准(造纸、船舶、钢铁、兵器、肉类加工工业等12个行业)交叉执行。