环境学概论--第三章水体环境

常用的有机物污染指标：
A 化学耗氧量(COD: Chemical Oxygen Demand)
COD：又称化学需氧量。指在规定条件下，使水样中能被
氧化的物质氧化所需耗用氧化剂(酸性重铬酸钾)的量，以每
升水消耗氧的毫克数表示。
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COD和高锰酸盐指数的区别：
二者均为常用的描述废水中化学耗氧量的指标。其中，以 高锰酸钾溶液为氧化剂测得的化学耗氧量，新环境水质标准称 为高锰酸盐指数CODMn，而仅将酸性重铬酸钾法测得的值称为 COD，通常记为CODCr
B特点：农药、化肥、有机质含量高
C污染效应：水体富营养化；农药污染
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2.主要污染物
按释放的污染种类可分为物理、化学、生物等几方面（表）
*物理类
（1）颜色：可以说明水中污染物的含量；纺织、印染、染料、 造纸等废水排入水体后，可使水色变得极为复杂。
（2）浊度：由胶体或细小的悬浮物引起；生活污水中铁和锰的 氢氧化物引起的浊度十分有害。
3.污染物的衰减和转化 进入水环境中的污染物可以分为两大类： 保守物质和非保守物质 此过程中污染物质总量与浓度均发生变化
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3.水体与水质的区别
水质(water quality)：指水相的质量
水体(water bodies) ：在环境学中是一体系。不仅包括
水，也包括水中的悬浮物、溶解物、水生生物和底泥。
即为液相和固相的混合体。
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4.水体污染(Pollution of water bodies)：
是指排入水体的污染物含量超过了水体的自净能力，导致水 体的物理、化学和生物特征发生不良变化，从而影响水的有效利 用、危害人体健康、破坏生态环境，造成水质恶化的现象。(图)
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S—P模型是关于BOD和DO的耦和模型，可以写作：
式中：L——河水中BOD值； D——河水中的氧亏值； Kd——河水中BOD衰减（耗氧）速度常数； Ka——河水中复氧速度常数； t——河段内河水的流行时间。
上式的解析解为：
式中：L0——河流起始点的BOD值； D0——河流起始点的氧亏值。
该式表示河流水中的氧亏变化规律。如果以河流的溶
一. 天然水在环境中的循环 1.水循环的环境意义
净化作用 负面作用
降水-------大气净化 径流------地面净化
酸雨------腐蚀地面、污染水体、土壤 冲刷、侵蚀------水土流失
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2.水资源(water resources)的定义 ：
水资源：可以利用或有可能被利用的水源，具有足够的数量和 可用的质量，并能在某一点为满足某种用途而可用。 ——《水资源评价活动----国家评价手册》
水资源：是指地球表层中可供人类利用并逐年得到更新的那 部分水量。
3.水资源的特性（与其它自然资源相比）
A 资的多用性 E 利害的两重性(图)
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4.地球上局部存在水荒的原因
A 淡水在地球上的分布极不平衡 B 城市、工业区高度集中，耗水量大。 C 水污染严重，“水质型缺水” 突出。(图A) (图B)
第三章 水体环境
主要内容
第一节 水体环境概述 第二节 污染物在水体中的扩散 第三节 污染物在水体中的转化 第四节 水环境污染控制及管理 补充：海洋油污染
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第一节 水体环境概述
一. 天然水在环境中的循环 二. 天然水的水质 三. 水体的概念和水体污染 四. 水体污染源和污染物
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第一节 水体环境概述
诗 意。女 人喜欢 弹棉花 的男人 ，因为 他们创 造效益 。海很 蓝却致 人溺忘 森很绿
二. 河流水体中污染物扩散的稳态解（P78）
稳态：污染物在水体某一空间位置的浓度不随时间变化的状态 条件：河流水体处于稳定流动状态、污染源连续稳定排放。
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三. 河流水质模型（Water Quality Model）
（3）温度：因工业废水的排放引起天然水体温度上升，严重 的可形成热污染（thermal pollution ）。
（4）悬浮固体：指水体中胶体或细小的悬浮固体；可降低水体 的透明度和藻类的光合作用，限制水生生物的正常运动， 减缓水底活性，导致水体底部缺氧，使水体同化能力降低。
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*化学类
(1) 无机无毒物质 A 酸、碱及一般无机盐类
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(2) 无机有毒物质 A 重金属毒性物质 （汞、镉、铅、铬、铜、砷 ） 来源：化石燃料的燃烧、采矿和冶炼 危害：使各种酶失去活性； 不能被微生物降解，易富集。
B 非重金属的无机毒性物质 （氰化物 、氟化物）
来源：氰化物—电镀废水、焦炉和高炉的煤气洗涤水 ， 含氰废水，金银选矿废水；氟化物—电镀加工含氟 废水和含氟废气洗涤水。
B 生化需氧量(BOD: Biochemical Oxygen Demand) BOD：指在好气条件下，微生物分解水体中有机物质的生物 化学过程中所需溶解氧的量。
微生物降解有机物通常分为两个阶段： 碳化阶段：有机物被转化为无机物CO2，H2O和NH3等； 硝化阶段：NH3进一步被转化为HNO2和HNO3
按污染源释放的有害 化学性污染源
物质种类:
生物性污染源
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按造成水体污 染的原因
自然污染源 人为污染源
工业废水 (点源) 生活污水 (点源) 农业退水 (面源)
①工业废水(Industrial wastewater)
A 来源：工业企业在生产过程中排出的废水（表)
B 特点：量大、面广； 成份复杂、毒性大； 不易净化、难处理
5.水体污染的特征
(1)地表水污染特征
① 河流污染(图)
② 湖泊污染(图)
A 污染程度随径流量变化 A 污染来源广、途径多、种类复杂
B 污染扩散快
B 污染稀释和搬运能力弱
C 污染影响大
C 生物降解和累积能力强
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(2)地下水污染特征(图)
A 污染来源广泛(图) B 污染难于治理 C 污染危害严重（图）
来源：酸来自矿山排水，工业废水及酸雨；碱来自碱法造纸， 制碱，制革及炼油等工业废水；酸碱废水相互中和并与 地表物质反应会产生各种无机盐类污染。
危害：水体PH值发生变化； 增加水中无机盐类的浓度和水的硬度
B 氮、磷等植物营养物质 来源：生活污水；工业废水；施用磷肥、氮肥的农田排水 危害：引起 水体富营养化
危害最大的有两类：有机氯化合物和多环有机化合物
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*生物类（细菌、病毒、原生动物、寄生蠕虫等）
来源：城市生活污水、医院污水或污水处理厂排水 危害：通过多种途径进入人体，并在体内生存，一旦
条件适合，就会引起人体疾病。
*放射性类
来源：核武器试验；原子能工业排放或泄漏 。 危害：主要通过α、β、γ等射线损害人体组织，并可在人
危害：氰化物可抑制细胞呼吸；氟化物可引起氟斑牙， 氟骨症，损害肾脏等
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(3)有机无毒物（需氧有机物）：碳水化合物、蛋白质、脂肪等
来源：生活污水、食品加工和造纸等工业废水 危害：耗氧，使水质恶化
耗氧有机物：有机物的共同特点是，直接进入水体后，通过微生 物的生物化学作用而分解为简单的无机物质二氧化碳和水， 在分解过程中需要消耗水中的溶解氧，在缺氧条件下就发生 腐败分解、恶化水质，故称其为～。
解氧来表示，则：
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式中：O——河水中的溶解氧值； Os——饱和溶解氧值。 该式称为S—P 氧垂公式
根据该式可绘制溶解氧沿 程变化曲线即氧垂曲线
临界氧亏点（DC）：溶解 氧浓度最低的点
式中：Dc——临界氧亏值；
tc——由起始点到达临
界点的流行时间。
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第三节 污染物在水体中的转化 一. 水体中耗氧有机物降解
(3)海洋污染特征 (图)
A 污染源多而复杂 B 污染持续性强 C 污染扩散范围大
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四、水体污染源和污染物
1.水体污染源(根据不同的方法有不同的分类)
按照 水 污 染源的 分 布 特 征：
点污染源 面污染源 扩散污染源
按 受 污 染 的 水 体:
地面水污染源 地下水污染源 海洋污染源
物理性污染源
目前国内外都以5天作为测定BOD的标准时间，简称5日生
化需氧量，记作BOD5 ，BOD5约等于BOD20的70%。
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C 总有机碳量(TOC: Total Organic Carbon)： TOC：水中溶解性和悬浮性有机物中存在的全部碳量，是评 价水体需氧有机物的一个综合指标。其测定结果以C含 量表示，单位为mg/L。