水环境保护 复习

第一章 绪论

1.1 水环境保护的意义、内容与任务

1.水环境保护的主要任务与内容：（了解）

①水环境的监测、调查与试验，以获得水环境分析计算和研究的基础资料；

②对排入研究水体（称受纳水体）的污染源的排污情况进行预测，称污染负荷预测，包括对未来水平年的工业废水、生活污水、流域径流污染负荷的预测；

③建立水环境模拟预测数学模型，根据预测的污染负荷，预测不同水平年研究水体可能产生的污染时空变化情况；

④水环境质量评价，以全面认识环境污染的历史变化、现状和未来的情况，了解水环境质量的优劣，为环境保护规划与管理提供依据；

⑤进行水环境保护规划，根据最优化原理与方法，提出满足水环境保护目标要求的水污染防治最佳方案；

⑥环境保护的最优化管理，运用现有的各种措施，最大限度的减少污染。

1.2 水体污染物及其危害

1.污染物：水中存在的各种物质（包括能量)，其含量变化过程中，凡有可能引起水的功能降低而危害生态健康，尤其人类的生存与健康时，则称它们造成了水体污染，于是它们被称为污染物。

2.水体污染物的分类与来源：

• 按属性分：物理性、化学性、生物性的污染物

• 按污染源分布：点源污染物、非点源污染物 3.水体污染的危害：好氧有机物污染、可溶性酸、碱和盐污染重金属污染、有毒化学物污染、悬浮固体污染、油类污染、热污染、放射性污染、病原微生物污染。

1.3 水文循环中水的污染与自净

1.水体污染：指排入水体的污染物在数量上超过该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量，从而导致水体的物理、化学、微生物性质发生变化，使水体固有的生态系统和水体功能受到破坏。

2.水体污染的原因：自然污染、人为污染（水污染防治的主要对象）。

3.水体自净：排入水体中中的污染物质在随水体运动的过程中浓度自然降低的现象。

4.按照净化机制分类：

• 物理净化过程

• 化学净化过程

• 生物净化过程

5.水环境容量：水环境容量是指在不影响水的正常用途的情况下，水体所能容纳的污染物的量，是表征水体自身调节净化并保持生态平衡能力的参数。

6.水功能区水域纳污能力：一定设计水文条件和排污情况下，为满足水功能区水质要求，水体所能容纳的某种污染物的最大数量。

7.水环境容量与水域纳污能力的区别：

• 两者虽然都表示一定条件下水体能够容纳污染物的最大数量，但严格来说，两者之间也有一定差别

• 纳污能力考虑排污口的位置与排放方式，而水环境容量一般不考虑排污口情况，可以认为水环境容量是纳污能力的最大值。 • 由于水环境容量一般不可能全部被利用，因此，它常常大于水域的纳污能力。

1.4 水环境保护的生态工程措施

1.污水处理厂（每一级处理的对象）

污水处理厂视污水情况和要求处理的程度将有所不同。根据处理程度不同，城镇污水处理可分为预处理、一级、二级和三级（高级）处理。

（1）废水在企业和工厂内预处理

为使工厂输往污水处理厂的污水满足输水管道和处理厂的水质要求，如不能腐蚀管道，不能有剧毒、放射性物质、重金属等，在出厂之前要针对这些污染物做特殊处理，使出厂的污水必须满足国家规定的排放标准。

（2）一级处理

一级处理主要是去除污水中的漂浮物、沉淀物（砂石、煤渣等）和调节pH值, 一定程度上减少了污水的物理性污染。

（3）二级处理

二级处理是城镇污水处理厂最常见的，它不仅要清除漂浮物、沉淀物等，还要去除大部分呈胶体状态和溶解状态的有机物、氧化物、硫化物、氮、磷等有害物质，净化后的出水水质应满足二级污水处理标准。

（4）三级处理

三级处理又称高级处理，是针对处理后污水有比较高的用途进行的更深度的处理。例如处理后的出水要排入饮用水水源地，则需针对其水质标准对污水作更高层次的处理。 1.5水环境质量的度量与评价

1.水质：水的品质，指水与其所含杂质共同表现出的物理、化学、生物学综合特性。

2.水质指标：反应水体质量的指标，也称水质项目。

• 溶解氧（DO）：溶解在水中的分子氧，其含量以每升水中溶解的分子氧的毫克数表示，即mg/L。

• 生化需氧量（BOD）：在有溶解氧的条件下，水中可分解的有机物由于好氧微生物的作用分解而无机化，这个过程所需要的氧量，称生化需氧量（BOD），以每升水中有机物生化降解消耗的氧的毫克数表示，即mg/L。

• 化学需氧量（COD）：应用化学方法，通过强氧化剂（如重铬酸钾、高锰酸钾）氧化水中有机物所需要的氧量，仍以氧的mg/L表示。当用重铬酸钾作强氧化剂时，测得的化学需氧量称铬法化学需氧量，记为CODcr。CODcr习惯上称化学需氧量COD；当用高锰酸钾作强氧化剂时，测得的化学需氧量称锰法化学需氧量，记为CODMN，习惯上称高锰酸盐指数。

3.水质标准：由国家或地方政府根据各种用水(水域)在物理性质、化学性质和生物性质方面的要求对水中污染物或其他物质的最大容许浓度或最小容许浓度(如DO)所作的规定。

4.《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002) 该标准依据地表水水域环境功能，自高到低在表1-2中将水质依次划分为五类：

• I类 主要适用于源头水、国家自然保护区；

• II类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾产卵场等；

• Ⅲ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、泅游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；

• IV类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；

• V类主要适 用于农业用水区及一般景观要求水域。

第二章 水环境监测

2.1 水环境监测的对象与内容

1.水环境监测：通过适当方法对可能影响水环境质量的代表性指标进行测定，从而确定水体的水质状况及其变化趋势。

2.水环境监测的对象：纳污水体水质监测、污染源监测。

3.水环境监测的目的：获取有关水环境方面的适时资料信息，为水环境模拟、预测、评价、规划、预警、管理和制定环境政策、标准等提供基础资料和依据。

4.监测程序:

(1)监测区域水环境情况调查分析；

(2)监测项目遴选与确定；

(3)监测断面、采样点(站网）优化布设；

(3)采样点的水样采集和保存； (4)水样的环境指标测定；

(5)测定数据的整编与刊布。

2.2 水质监测采样位置的布设

1.布设监测断面的原则：

(1)有大量污水排入河流的主要居民区、工业区的上下游;

(2）湖泊、水库、河口的主要入口和出口;

(3)饮用水源区、水资源集中水域、水上娱乐功能区;

(4)较大支流汇河口上游和汇合后与干流充分混合处，受潮汐影响的河段等;

(5)国际河流出入国境线的出入口;

(6)尽可能的与水文监测断面重合。

2.河流监测断面的布设：对照断面、控制断面、消减断面。

• 对照断面：能反映进入本河段前水质情况的断面，如排污口的上游断面；

• 控制断面：能反映本河段水质情况的断面，河段较长时可设多个；

• 消减断面：布置在下游污染物已被稀释的断面。

3.对工业废水的采样点布设：

（1） 在车间废水排放口设置釆样点，监测一类污染物。

（2） 在工厂废水总排放口设置采样点，监测二类污染物。

（3） 已有废水处理设施的工厂，在处理设施的排放口或进出口布设采样点。

（4） 在排污渠道上应在渠道较直、流量稳定的地点设置采样点。 2.3 水样的采集与保存

1.溶解氧采用双瓶采样器采集。

2.水样的保存（了解）

2.4 水环境指标的测定（计算）

1.水温

• 水温计法

• 颠倒温度计法

• 热敏电阻温度计法 2.悬浮物

• 烘干法：总悬浮物、可虑悬浮物、不可滤悬浮物

3.pH值

• 比色法

• 玻璃电极法（pH监测仪)

4.溶解氧

• 碘量法

• 修正碘量法

• 叠氮化钠修正法

• 高锰酸钾修正法

• 氧电极法

• 电导测定法

5.化学需氧量(COD)

是指水样在一定的条件下，氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的mg/1.表示。

测定方法：

• 重铬酸钾法 • 酸性高锰酸钾法

6.生化需氧量(BOD)

五日生化需氧量(BOD)为规定条件下，水中有机物和无机物在生物氧化作用下所消耗的溶解氧(以质量浓度表示）。所谓规定条件就是为了结果可比性而规定于(20士1)℃条件下培养五日，并规定为五日生化需氧量(BOD5)

第三章 水污染负荷预测

3.1 概述

1.水污染负荷：反映对某水体输人污染物质强度的度量。 2.污染负荷过程：对于研究水体，如河流、湖泊、水库等，输入的污染物数量、分布和强度是不断变化的，某一水域某一时段内的输入污染物数量称污染负荷量，其变化过程称污染负荷过程。

3.污染负荷的来源：点源、非点源（面源）。

4.点源污染负荷：有一定的排污口和排放地点，如工厂废水、城镇居民区的生活污水，都由管道或渠道集中后，在某一地点排入研究水体。

5.面源污染负荷：没有集中的排污口，如降雨径流污染、船舶污染等，尤其降雨径流来自广阔的流域面积上，排入河流的地点高度分散。

3.2 点源污染负荷预测（理解→计算）

1.分类：生活污水、工业废水。

3.3 面源污染负荷预测

1.定义：面源又称非点污染源，是指分散或均匀地通过岸线进入水体的废水和自然降水通过沟渠进入水体的废水。

2.降雨径流污染负荷形成过程：

• 降雨产流过程

• 产沙输沙过程

• 污染物随水流迁移转化过程

3.特点：

• 污染物分布范围广、种类多。如氮、磷、农药、有机物、重金属、病菌、病毒和寄生虫等，分散在整个流域上；

• 具有明显的随机性和间歇性。大的污染负荷主要发生在暴雨径流期间，量大、集中，枯水期则很小； • 监测、控制和处理都比较困难。近些年来的大量研究表明，面源污染是一个很大的污染源，数量上大体与点源相当，是引起湖泊、港湾等富营养化的重要原因。

4.面源污染负荷预测过程：

• 分区

• 试验

• 建模

• 应用计算

5.面源污染负荷预测，类似水文中的降雨径流预报，一是预测降雨产生的污染物负荷量，称产污量(类似净雨量)，二是负荷过程(类似流量过程)。

6.面源污染预测模型主要包括：负荷量、负荷过程。

7.预测方法

• 水污一体单位线法（计算？）

指用单位线推求的各个时段的地表净雨形成的地表径流中，自然而然地包含了相应的产污量，并表现为该时段产流量中的污染物浓度，依此.同时推求径流过程和污染负荷过程。

• 单位线：单位时间内流域上均匀分布的单位净雨量在流域出口断面处形成的地面径流量过程线。

• 污染物单位线法：由产污量根据污染物单位线推求污染负荷过程。