废水废水污水处理污水处理输水输水水体水体水源地水源地第二章第二章水体污染与饮用水安全水体污染与饮用水安全水厂水厂管道输送管道输送用户用户终端净化终端净化第第 1 节节 水污染水污染第二章第二章水体污染与饮用水安全水体污染与饮用水安全讲课人讲课人: : 单国强单国强环境科学与工程学院环境科学与工程学院1.1. 认识：有几类水污染情况认识：有几类水污染情况2 2. . 思考：造成水污染的根源思考：造成水污染的根源目的：目的： 天然水的一般组成：液体天然水的一般组成：液体H2O，溶解性物质，包括钙、镁、，溶解性物质，包括钙、镁、铁、钠等可溶性金属离子及氧气、铁、钠等可溶性金属离子及氧气、CO2等溶解性气体；胶体物质，等溶解性气体；胶体物质，如腐殖质；非溶解性物质，包括黏土、砂石、细菌等悬浮颗粒。如腐殖质；非溶解性物质，包括黏土、砂石、细菌等悬浮颗粒。天然水的组成天然水的组成腐殖质腐殖质液体液体H2O胶体物质胶体物质水资源水资源A：降水（雨、雪、雹子）：降水（雨、雪、雹子） ：水质较为纯净，含矿物质少，但水量随季节变化不稳定，：水质较为纯净，含矿物质少，但水量随季节变化不稳定，大气污染对降水质量有影响。干旱和岛屿地区作为饮用水水源。大气污染对降水质量有影响。干旱和岛屿地区作为饮用水水源。B：地表水（江河湖泊、水库、池塘、海洋、冰川水）：地表水来自降水、冰川融化、：地表水（江河湖泊、水库、池塘、海洋、冰川水）：地表水来自降水、冰川融化、地下水补充，一般有季节性变化，分丰水期和枯水期。一般来说，地表水含盐少，较地下水补充，一般有季节性变化，分丰水期和枯水期。一般来说，地表水含盐少，较软，但流经地表冲刷可携带泥沙及地表污染物，比较浑浊，流速大的水，溶解氧含量软，但流经地表冲刷可携带泥沙及地表污染物，比较浑浊，流速大的水，溶解氧含量大，暴露于大气，容易受污染。由于水量充足，质软，取用方便，水质经过处理可以大，暴露于大气，容易受污染。由于水量充足，质软，取用方便，水质经过处理可以满足饮用要求，因此是常用的饮用水来源。满足饮用要求，因此是常用的饮用水来源。C：地下水：浅层地下水，直接由渗入的地表水补给，水质经过渗滤，澄清、菌少，：地下水：浅层地下水，直接由渗入的地表水补给，水质经过渗滤，澄清、菌少，但流经地层，可溶解矿物盐，变硬。水中溶解氧被土壤中微生物消耗，含量低。但流经地层，可溶解矿物盐，变硬。水中溶解氧被土壤中微生物消耗，含量低。 深层地下水：第一个不透水层下的水，覆盖厚，不受地面污染，但盐多，溶解氧深层地下水：第一个不透水层下的水，覆盖厚，不受地面污染，但盐多，溶解氧更少，水量稳定，常作为城镇或企业集中打井供水水源。更少，水量稳定，常作为城镇或企业集中打井供水水源。泉水，地下水通过地表的缝隙自行涌出的地下水。水资源种类与特征水资源种类与特征水污染的概念 是指人类活动排放的污染物进入水体，其数量是指人类活动排放的污染物进入水体，其数量超过了水体本身的自净能力，从而导致水质恶化，超过了水体本身的自净能力，从而导致水质恶化，其物理、化学、生物或者放射性等方面特性的改其物理、化学、生物或者放射性等方面特性的改变，影响水体的生态平衡，影响水的有效利用，变，影响水体的生态平衡，影响水的有效利用，危害人体健康的一种水体状况。危害人体健康的一种水体状况。病原体等生物污染物病原体等生物污染物生活污水、畜禽饲养场以及制革、洗毛、屠宰业和医院等排出的废水，常含有各种病原体，如病毒、病菌、寄生虫。1848年和1854年英国两次霍乱流行，死亡万余人；1892年德国汉堡霍乱流行，死亡750余人，均是水污染引起的。主要的污染物主要的污染物有毒污染物有毒污染物：(1)重金属：汞、镉、铅、砷危害较大 (2)无机阴离子：主要是NO2-、CN- 、F-离子。NO2-是致癌物质， CN-氰化物，剧毒物(3)难降解有机污染物：有机农药、难分解的有机污染物（持久性有机污染物持久性有机污染物）植物营养物植物营养物主要指含氮、磷的化合物，能刺激藻类及水草生长、干扰水质净化。水体中营养物质过量造成“富营养化”，对于湖泊造成的危害已成为水源保护的严重问题。在生活污水、食品加工和造纸等工业废水中，含有纤维素、木质素等糖类化合物、蛋白质、油脂等有机物质。这些物质以悬浮或溶解状态存在于污水中，可通过微生物的生物化学作用而分解。在其分解过程中需要消耗氧气，因而被称为耗氧污染物。这种污染物可造成水中溶解氧减少，影响鱼类和其他水生生物的生长。水中溶解氧耗尽后，有机物进行厌氧分解，产生硫化氢、氨和硫醇等难闻气味，使水质进一步恶化。 易降解耗氧污染物易降解耗氧污染物持久性有机污染物（Persistent Organic Pollutants，简称POPs 指人类合成的，能够持久存在于环境中、通过食物链累积、对人类健康造成有害影响的一类有机化学物质。它具备四种特性：高毒持久生物蓄积性长距离传输 多氯联苯是人工合成的有机物，耐热耐酸耐碱耐腐蚀，在工业上用作耐热载体、绝缘油和润滑油等。 主要的污染源是垃圾焚烧、生产杀虫剂等。 水体的主要污染源：水体的主要污染源：1，工业废水：钢铁厂、炼油厂、电镀厂、化肥厂、农药厂、制药厂、造纸厂、皮革厂2，生活污水 是指人们日常生活的洗涤废水、粪尿污水等。 含磷高的洗衣粉3，医疗污水 来自医疗单位的污水是一类特殊的生活污水，主要危害是引起肠道传染病。4，农业污水 主要含氮、磷、钾等化肥、农药；粪尿等有机肥（含人畜肠道病原体）、养殖等 5，废弃物堆放 工业生产过程中产生的固体废弃物含有大量的易溶于水的无机和有机物，受雨水冲淋 造成水污染6，意外事故或违法排污。某造纸厂造纸废水直接排入辽河，再经辽河入海。某造纸厂造纸废水直接排入辽河，再经辽河入海。 污染物在水中的迁移、转化、归趋污染物在水中的迁移、转化、归趋一）污染物的迁移一）污染物的迁移 1， 随水流的机械迁移过程，污染物的迁移指污染物从某一地点转移到另一地点。2， 生物链迁移生物富集作用是指处于同一营养级的生物种群或生物体，从环境中吸收某些元素或难分解的化合物，使其在生物体内的浓度超过环境中浓度的现象。生物放大：生物有机体内污染物质的浓度随食物链的延长和营养等级的增加而增加的现象3，转移：从一种介质转移到另一种介质的过程。它包括在重力作用下的沉降过程、污染物被固体颗粒物和胶体物的吸附和凝聚过程。污染物的挥发。三）污染物的转化）污染物的转化 物理转化：主要通过挥发、吸附、凝聚等作用来完成。化学转化：主要通过水解、化合、氧化、还原等作用来实现。光化学作用：是指有机化合物在水中吸收太阳光能而发生的分解反应。生物转化：主要是指水中生物的吸收后的生物性转化。 我国水环境污染形式严峻：我国水环境污染形式严峻：一） 经济体量大，人口多，废水排放量大，污水处理工作发展滞后，大量未经处理的废水直接排入。因此，从而造成1/3以上的河段污染，90%的城市水域污染严重。全国湖泊富营养化和有机污染物污染严重。二） 近年来，水污染事故的发生也越来越频繁，给地方的经济发展和居民健康构成了极大的危害。30年的改革开放的产物：经济发展的欠账 ：源头水、国家自然保护区：源头水、国家自然保护区 ：集中式生活饮用水水源地一级保护区、：集中式生活饮用水水源地一级保护区、 珍贵鱼类保护区珍贵鱼类保护区; ：集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区：集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区; ：一般工业用水区、人体非直接接触的娱乐用水区；：一般工业用水区、人体非直接接触的娱乐用水区； ：农业用水区及一般景观要求水域：农业用水区及一般景观要求水域近年严重水污染事件近年严重水污染事件 2004年 川化集团违法氨氮化工生产故障污水外排排,沱江特大 水污染，5个城市不能饮水2004年 河南濮阳黄河取水口水污染，不能供应城市用水2005年 韶关冶炼厂超标排放含镉废水,使北江镉污染2005年 重庆綦城镇化肥工业废水污染河水，当地水无法饮用2005年 中石油吉林石化公司双苯厂发生爆炸事故，造成大量苯 类污染物污染松花江的重大水污染事件2006年 湖南岳阳砷制品化工厂废水排放，污染饮用水事件2006年 河北省保定白洋淀死鱼事件 2007年 太湖中蓝藻暴发导致水质恶化水污染事件2007年 淮沭河的自来水厂取水口氨氮污染，城区生活供水水源 遭到严重污染2012 年 山西省长治市企业苯胺泄漏，进入浊彰河， 污染远及 河北河南，并致河北邯郸大2013年 在山东潍坊，化工厂、造纸厂将致命性 污水通过高压 水井压到地下逃避监管，而地下排污法已 在很多地方 悄悄进行多年(2月17日南方都市报)。调调查查结结果果显显示示：生活污水、工业废水、尤其是造纸等工业废水中，含有纤维素、木质素等糖类化合物、蛋白质、油脂等耗氧污染物。这些物质以可通过微生物的生物化学作用而分解，消耗氧气，造成水中溶解氧减少，影响鱼类和其他水生生物的生长。水中溶解氧耗尽后，有机物进行厌氧分解，产生硫化氢、氨和硫醇等难闻气味，使水质进一步恶化。水水体体污污染染较较重重，水水色色发发黑黑，发发臭臭，部部分分水水草草枯死，水中溶解氧过低，造成鱼类窒息是此次死鱼事件的主要原因。枯死，水中溶解氧过低，造成鱼类窒息是此次死鱼事件的主要原因。 水污染一：水污染一：耗氧污染物污染2006年年2-3月月，华华北北地地区区最最大大淡淡水水湖湖泊泊白白洋洋淀淀相相继继发发生生大大面积死鱼现象。面积死鱼现象。太湖太湖蓝藻蓝藻水污染二：水污染二：富营养化污染水水体体富富营营养养化化是是一一种种氮氮、磷磷等等植植物物营营养养物物质质含含量量过过多多所所引起的水质污染现象。引起的水质污染现象。由于水体中氮、磷营养物质的富集，引起藻类及其他浮由于水体中氮、磷营养物质的富集，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧下降，使鱼类或其他生物游生物迅速繁殖，水体溶解氧下降，使鱼类或其他生物大量死亡、水质恶化的现象。大量死亡、水质恶化的现象。实质原因就是水体富营养化实质原因就是水体富营养化太湖蓝藻污染事件发生太湖蓝藻污染事件发生2007年年5、6月间，中国江苏的太湖爆发的严重蓝藻污染，造成无锡全城自来水污染。生活月间，中国江苏的太湖爆发的严重蓝藻污染，造成无锡全城自来水污染。生活用水和饮用水严重短缺，超市、商店里的桶装水被抢购一空。用水和饮用水严重短缺，超市、商店里的桶装水被抢购一空。湖水位偏低、气温偏高，适合藻类成长 1 排污：N、P（工业、生活、农业、养殖）2 气候与水面状况太太湖蓝藻原因与危害湖蓝藻原因与危害汞污染与日本水俣汞污染与日本水俣y病病水污染三：水污染三：有毒污染物污染背景： 经济腾飞的日本，熊本县水俣湾 渔场 当地渔民1952年，此地建有氮肥厂，醋酸厂；生产氯乙烯。 工厂污水处理：无，污水（含重金属元素汞）直接排放到水俣湾中。流行病：1956年，水俣湾附近发现了一种奇怪的病。这种病症最初出现在猫身上，被称为“猫舞蹈症”。病猫步态不稳，抽搐、麻痹，甚至跳海死去，被称为“自杀猫”。随后不久，此地也发现了患这种病症的人。原因：上述工厂所选的催化剂氯化汞和硫酸汞，通过废水进入海湾水域。氯化氯化汞和硫酸汞汞和硫酸汞本身虽然也有毒，但毒性不很强。然而它们在海底泥里能够通过一种叫甲基钴氨素的细菌作用，发生转化，变成毒性十分强烈的甲基汞甲基汞。长期生活在这里的鱼虾贝类通过体表(皮肤和鳃)的渗透或摄含被甲基汞污染的东东。居民长期食用此种含汞的海产品，自然就成为甲基汞的受害者。一旦甲基汞进入人体就会迅速溶解在人的脂肪里，并且大部分聚集在人的脑部，呈现神经毒性。三）我国生活饮用水安全状况应引起重视三）我国生活饮用水安全状况应引起重视 随着工业废水、城乡生活污水的排放量和农药、化肥用量的不断增加，许多饮用水源受到污染，水中污染物含量严重超标。饮用水安全十分突出，农村饮水不安全。个别地区出现“癌症村”。1 微生物污染微生物污染当前微生物污染仍为农村饮用水污染的主要类型，因此必须加强饮用水消毒工作。2 自来水厂常规水处理工艺受到挑战自来水厂常规水处理工艺受到挑战 传统的处理工艺 “混凝沉淀过滤消毒”对目前以有毒污染物为主的污染水(农药、有机污染物和藻毒素) 传不能彻底去除，致使出厂水中时有检出，甚至超标，使人们对自来水的安全性提出质疑。3 消毒副产物带来新的污染消毒副产物带来新的污染 氯化消毒是我国沿用多年且仍然普遍采用的自来水消毒技术。 4 自来水管网污染自来水管网污染 输配水主管道老化，年久失修，维护管理不力，传输过程的再污染。5 突发饮用水卫生事件。突发饮用水卫生事件。30年的淮河水污染与“癌症村”的出现汪成民汪成民 邢台地震邢台地震沙颍河上的刘永凯的渡船 沙颍河上漂的死鱼 刘永凯站在妻子坟前 淮河一支流“沙颍河”，流经安徽省颍上县新集镇的下湾村。十余年来，这个不足1000人的村落，近200名村民被检查出胃癌、肝癌、食道癌、肺癌、乳腺癌等各种癌症，陆续去世。目前三分之一的村民患有肝炎。 2013年6月 新京报淮河流域水环境与消化道肿瘤死亡图集淮河流域水环境与消化道肿瘤死亡图集 淮河流域水环境与消化道肿瘤死亡图集淮河流域水环境与消化道肿瘤死亡图集 淮河流域淮河流域2001-2009年水质污染频度地图年水质污染频度地图1973-2006年肿瘤标化死亡率变化幅度地图年肿瘤标化死亡率变化幅度地图水质严重污染地区与消化道肿瘤高发地区的地图叠加效果水质严重污染地区与消化道肿瘤高发地区的地图叠加效果