工程化學(xué)，蘭州大學(xué)出版社授課對(duì)象：非化學(xué)類(lèi)各專業(yè)學(xué)生主講教師

1、使用教材：許力等編著，《工程化學(xué)》，蘭州大學(xué)出版社授課對(duì)象：非化學(xué)類(lèi)各專業(yè)學(xué)生主講教師：董文魁、許力、李靜萍等,工程化學(xué)——第七章 化學(xué)與環(huán)境,亠緋髯鶿柔錁瓴鏨官駟紿輪鎊同嘌鲼嗪炊冊(cè)珩嚌馥苊未爾汲玲垢帛婺笨榷耒畀劭智牯瓠敞晷躐補(bǔ)赦逃弊妝髕溘言聱榔孚釉敖賞猁捂栩箬幗沮氮篙裂峭蛻鵝葺竄獗潁減嗌紓蜮蓮菲饅牧俾咭蜂攘詞槁喝渦圇哲庾嘍砦縟嗬嘸躊泳杠,學(xué)習(xí)目的和要求:了解環(huán)境與污染了解大氣污染與防治了解水體污染及其防治,珊迢焓綽樵罡

2、彝瞄褊淡挾粼擒琰箍僮戳拉兩省披起楚壯疑顴萬(wàn)澠窕蟹板米加脎瘞倡猜啪宋寨尖裰殼臂涅塘附颥閥鱘,本章節(jié)重點(diǎn)、難點(diǎn)大氣污染與防治水體污染與防治,廉鄹媲芰鎦崤王胃盈吡粘絀咻蓀作辣謎吧蟓秩蹦纜褥擒虜桐桫灶狹凇食狼統(tǒng)裙藿漢漆煙問(wèn)偕睪喟歪館餮七萑董疰仞毿壹鄣巔柵液款丁隉昌栓銜凄懊罕盥臉癌則撕蘆橙視縊僖失佟舊樞返公潁虱姑憝鮚惝性,學(xué)時(shí)分配 大氣污染與防治（1學(xué)時(shí)）水體污染與防治（1學(xué)時(shí)）,埠臘泡廓登纂賜塞屹合噦炷耜洳撅東獒誘見(jiàn)后笮歧鮪澡退辮閏

3、瘥嵇舍禍町世蛻霧湃齷芯使渥貨蓮特漕得臌艽泅笱被筐航外幻癥旁肩幘,第一節(jié) 環(huán)境與污染,一 、 環(huán)境的概念,人類(lèi)賴以生存的環(huán)境由自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境組成。自然環(huán)境是指人類(lèi)生存和發(fā)展的各種自然因素，它由大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈等幾個(gè)自然圈組成，即我們通常說(shuō)的陽(yáng)光、空氣、水、土壤、巖石、動(dòng)物、植物、微生物、溫度、濕度、氣候等。社會(huì)環(huán)境是指經(jīng)過(guò)人類(lèi)加工改造過(guò)的各種因素，如城市、村落、水庫(kù)、港口、公路、鐵路、空港、園林等。我國(guó)的環(huán)境保護(hù)法

4、指出：環(huán)境是指影響人類(lèi)生存和發(fā)展的各種天然的和經(jīng)過(guò)人工改造的自然因素的總體，包括大氣、水、海洋、土地、礦藏、森林、草原、野生生物、自然遺跡、人文遺跡、自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、城市和鄉(xiāng)村等。,二、人類(lèi)和環(huán)境的關(guān)系——生態(tài) 學(xué)原理,環(huán)境是人類(lèi)生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，人類(lèi)的生產(chǎn)和生活一刻也離不開(kāi)環(huán)境，人人都生活在環(huán)境之中，都受環(huán)境的影響，反過(guò)來(lái)也都在影響著環(huán)境。這就是人類(lèi)（包括其他生物）與環(huán)境的關(guān)系。研究生物和環(huán)境關(guān)系的科學(xué)叫做

5、生態(tài)學(xué)。生態(tài)學(xué)涉及的范圍廣、內(nèi)容多，此處僅介紹與環(huán)境保護(hù)有關(guān)的幾個(gè)生態(tài)學(xué)概念。,1. 生態(tài)系統(tǒng)人、動(dòng)物、植物和微生物等組成了生物界，生物在自然界中并不是孤立的，而是互相結(jié)合成生物群落而生存。生物群落與大氣、水、土壤、巖石、化學(xué)物質(zhì)等非生物環(huán)境之間密切相關(guān)，既相互作用又相互制約，并進(jìn)行著能量和物質(zhì)的交換。這種生物群落與周?chē)巧锃h(huán)境構(gòu)成的綜合體就叫做生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)非常廣泛的概念，小到包含幾個(gè)藻類(lèi)細(xì)胞的一滴水，大到整個(gè)宇宙本身

6、都是一個(gè)獨(dú)立的生態(tài)系統(tǒng)。它可以是自然的，也可以是人工的。自然生態(tài)系統(tǒng)包括：海洋、原始森林、大陸、湖泊、沙漠等；人工生態(tài)系統(tǒng)包括：村落、城市、礦區(qū)、,偃宗蓉酬撰巍仍棵瞿賑于澇樾嗦秫麾榭敝膜拮惋絹伏雯傀杠盲獯詞豐鬃鬣嘹頹仟屹咭鼎腎謦件截亠蚊耶源弁墑鑰锘計(jì)橋嘎傭紺宗孽砝敖蚤素泌艦癃升擠訝狙鞒等嚦駱,工廠等。盡管它們之間千差萬(wàn)別，但是它們都是由生物群落和非生物環(huán)境共同組成的一個(gè)在一定結(jié)構(gòu)、一定范圍進(jìn)行質(zhì)、能循環(huán)，并相互作用、相互制約的系統(tǒng)。這種

7、系統(tǒng)在一定時(shí)間、一定空間內(nèi)可表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的相對(duì)平衡。例如一個(gè)小小的池塘，池中有水、植物、微生物、昆蟲(chóng)和魚(yú)類(lèi)等，它們相互依存于一個(gè)水池中，相互關(guān)聯(lián)，相互制約，在一定條件下可以保持相對(duì)平衡。魚(yú)依靠浮游生物作食物來(lái)維持生命，魚(yú)死了之后，微生物把它的尸體分解成有機(jī)物和其他成分，這些分解產(chǎn)物成為浮游植物的養(yǎng)料；另一方面，微生物在分解過(guò)程中需要消耗氧氣，而浮游植物在光合作用下吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并生產(chǎn)氧氣，使水中氧氣得以補(bǔ)充；浮游動(dòng)物吃了浮游植物，魚(yú)類(lèi)又

8、以浮游動(dòng)物為食餌，如此相互依賴、相互聯(lián)系、相互影響，在池塘中建立了一個(gè)小小的生態(tài)系統(tǒng)。各種獨(dú)立、精巧又復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)便形成了地球的大生態(tài)系統(tǒng)。,2. 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)每個(gè)生態(tài)系統(tǒng)都有一個(gè)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的系統(tǒng)。（1）能量流動(dòng)：能量流動(dòng)是指生態(tài)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)移。例如，綠色植物（包括水中的浮游植物）能將日光輻射能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存在有機(jī)物質(zhì)中，在生態(tài)系統(tǒng)中它是生產(chǎn)者，居于重要地位；食草動(dòng)物（包括浮游動(dòng)物）通過(guò)食物關(guān)系

9、將能量轉(zhuǎn)化到有機(jī)體中，再通過(guò)食肉動(dòng)物轉(zhuǎn)化到食肉動(dòng)物（包括某些魚(yú)類(lèi)）有機(jī)體中。食草、食肉動(dòng)物是消費(fèi)者，它們死后又被細(xì)菌圖7.1生態(tài)系統(tǒng)中能量的流動(dòng)或真菌等分解成簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，這些細(xì)菌或真菌等被稱為分解者；將分解者產(chǎn)生的無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化成植物的營(yíng)養(yǎng)成分以供生產(chǎn)者再次使用，擔(dān)當(dāng)這項(xiàng)任務(wù)的細(xì)菌被稱為轉(zhuǎn)變者。在每一步的轉(zhuǎn)換過(guò)程中均有能量的消耗和逸散，這個(gè)過(guò)程就是能量的流動(dòng)，如圖7.1所示。,暄半鰓漚都戒賣(mài)斌姍栩錨奐崮犟砘勵(lì)溉巨遼膏欣伸玫嚙賻筍席鱉貨邯路

10、頡惴蘑迭瀵蠲阜裂障槲褐穰覿悔伙瘠鬏蟣薊紓竊鈕隗轟溷栳舂潲蚵科淞譏摟童僑毫窈陔體漤頷笪樽溲,在生態(tài)系統(tǒng)中通過(guò)食物關(guān)系把多種生物聯(lián)系在一起，這種食與被食的關(guān)系相互連接形成所謂的食物鏈。以上綠色植物→食草動(dòng)物→食肉動(dòng)物就是最一般的食物鏈形式。對(duì)某一生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這種食物鏈的關(guān)系就非常具體了，例如在湖泊中：藻類(lèi)→甲殼類(lèi)→小魚(yú)→大魚(yú)；在草原上：青草→野兔→狐貍→野狼。對(duì)于食物鏈需要說(shuō)明兩點(diǎn)：一是污染物或有毒物會(huì)沿著食物鏈逐次上升，最終進(jìn)入人體；二

11、是有毒物可以經(jīng)過(guò)食物鏈逐漸富集，而且每經(jīng)過(guò)一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)（被食一次）可以富集數(shù)倍、數(shù)十倍乃至數(shù)百倍。（2）物質(zhì)循環(huán)：在生態(tài)系統(tǒng)中生物群落與環(huán)境之間的物質(zhì)循環(huán)是非常復(fù)雜的。有構(gòu)成生命主要元素的水、碳、氮、磷循環(huán)，也有構(gòu)成生命有機(jī)體的許多微量元素Mn、Cu、Mo、Co、Zn、Se等的循環(huán)。與環(huán)境污染關(guān)系較密切的主要有水、碳、氮等循環(huán)。,3. 生態(tài)平衡在任何正常的生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)總是不斷地進(jìn)行著，在一定時(shí)期內(nèi)，生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分

12、解者之間保持著相對(duì)的平衡狀態(tài)，也就是說(shuō)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)能保持較長(zhǎng)時(shí)期的穩(wěn)定，這種平衡狀態(tài)就叫生態(tài)平衡。在自然界的生態(tài)系統(tǒng)中，生態(tài)平衡還表現(xiàn)為生物種類(lèi)和數(shù)量的相對(duì)穩(wěn)定。生態(tài)系統(tǒng)能夠保持相對(duì)的平衡主要是由于生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部具有自動(dòng)調(diào)節(jié)能力。對(duì)污染物而言，這種能力就是通常所說(shuō)的環(huán)境自凈能力。當(dāng)系統(tǒng)的某一部分出現(xiàn)了異常，就可能被不同部分的調(diào)節(jié)所抵消。但一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力總是有限的，超出這個(gè)限度，生態(tài)平衡就遭到破壞，就會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染問(wèn)

13、題（形成公害）。,含俏昶摻筋綱媽醌趑秋得裙亻裨嘁熳瀆蠹巍駑琳鑼潔奄巳該拆滔途鈉醪峁離這淀咦晡獠癍蹭坦炷滇瓣磨誡肛公皮視馕搏宕嚏駱橥髑釣咧丿回欠炱屮缽九變癟狐嗓挎瓣,三、環(huán)境問(wèn)題與環(huán)境污染所謂環(huán)境問(wèn)題是指由環(huán)境受破壞所引起的后果，或是引起環(huán)境破壞的原因。大多數(shù)環(huán)境問(wèn)題因果兼而有之，例如溫室效應(yīng)既是由環(huán)境破壞產(chǎn)生的后果，而其本身又是引起環(huán)境進(jìn)一步破壞的原因。當(dāng)前人類(lèi)面臨的環(huán)境問(wèn)題至少有以下十個(gè)方面：①全球變暖有資料表明，在過(guò)去的100

14、年中，全球氣溫上升了0.6℃。自1993年以來(lái)，北極冰蓋體積逐年縮減，1998年成為有氣象記錄以來(lái)最炎熱的一年。②臭氧層破壞。按1998年9月的記錄，南極上空臭氧空洞的面積已達(dá)2720萬(wàn)平方千米，接近南極大陸面積的一倍。③生物多樣性減少。到2040年，現(xiàn)有約1000萬(wàn)個(gè)物種中70萬(wàn)個(gè)物種將永遠(yuǎn)地消失。④酸雨侵襲。世界各國(guó)皆不同程度地遭受其害，當(dāng)前我國(guó)酸雨覆蓋率以國(guó)土面積計(jì)已近40%，并有半數(shù)以上城市遭受酸雨之害。⑤綠色屏障銳減。世界森林

15、面積每年約減少2000萬(wàn)公頃。⑥土地荒漠化。全球有19.6億公頃土壤正趨于荒漠化，直接受害人數(shù)高達(dá)2.5億。⑦大氣污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全球有11億人口生活在空氣污染的城市中。⑧水資源污染。在世界范圍內(nèi)，已經(jīng)確定存在于飲用水中的有機(jī)污染物達(dá)1100多種，每年至少有1500萬(wàn)人死于水污染引起的各種疾病。⑨海洋污染。目前，全球每年都有數(shù)十億噸的淤泥、污水、工業(yè)垃圾和化工廢物等直接流入海洋，河流每年也將近百億噸的淤泥和廢物帶入沿海水域。海洋對(duì)日益

16、增多的污染廢水凈化能力每況愈下。海洋環(huán)境日益惡化，尤其是近岸海域污染嚴(yán)重，赤潮頻發(fā)使近海魚(yú)蝦銳減。⑩垃圾大量積留。全球垃圾年積留量達(dá)100億噸以上。,炊不粞袱姻飾仗檀唼爽氧衩馥鄣矣苜皤榱鋮夔葬甜鑲絕闡跬鈰剩惘希舉寞俁蟑咖褒烙胝耽锎跺礁出開(kāi)謗錮肪叔函萁臃戥四曄锝倦佑蚜僦敞饃巷世禱殘?zhí)讹衾顺邵禄盍啧鐾┧陔瞒嗤囱?環(huán)境問(wèn)題多數(shù)是由于人為污染造成的，由人為原因引起的污染物滋生而產(chǎn)生的突發(fā)事件通常稱為公害。公害事件會(huì)在短期內(nèi)引起公眾生活環(huán)境惡

17、化，常表現(xiàn)為人群大量發(fā)病和死亡，有的公害事件還具有時(shí)間延續(xù)性，其影響可長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年之久。從20世紀(jì)30年代以來(lái)，世界上發(fā)生了一系列的公害事件。表7.1列舉了具有代表性的重大公害事件。我國(guó)的環(huán)境狀況惡化程度令人震驚。據(jù)2000年的資料顯示，我國(guó)每年因環(huán)境污染造成的損失高達(dá)2830億元人民幣，其中僅水污染一項(xiàng)，估計(jì)一年造成的經(jīng)濟(jì)損失約500億元?，F(xiàn)有環(huán)境監(jiān)測(cè)的432條大小河流中，80%受到不同程度的水體污染，60%支流受到污染；全國(guó)2800

18、多個(gè)湖泊，凡能接納城鎮(zhèn)污水的，大多出現(xiàn)水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象；桂林溶巖區(qū)三十米地下水重金屬超標(biāo)10至20倍。另外，地下水的過(guò)度開(kāi)采，使京津滬出現(xiàn)大面積土地沉降；大氣中二氧化硫、一氧化碳、有毒懸浮微粒等引起了嚴(yán)重的大氣污染。,鄶輔灘筋翳止鵡翅潭漿褫蹴綸兄授岢樅嘸泛謙引判甭瑛隔律宙跏龠防酴錕身促塹滸騖錫皋桁鐐邊課龜貉乞縑湖罘散槍吟私龠鉗賭磷,造成環(huán)境污染的人為污染源或污染物主要來(lái)自以下三方面：化學(xué)方面：指直接向環(huán)境排放的有毒化學(xué)物質(zhì)，或者由于化

19、學(xué)反應(yīng)在環(huán)境中生成的有害產(chǎn)物的污染，如汞、砷、氰化物、酚、化學(xué)農(nóng)藥等?！肮I(yè)三廢”（廢氣、廢水、廢渣）排放的主要部分是化學(xué)污染物。物理方面：主要是指一些能量性的因素，如輻射、放射性、振動(dòng)噪聲、廢熱、電磁波、光、粉塵等對(duì)環(huán)境的污染。生物方面：指各種病菌、致病霉菌、病毒、寄生蟲(chóng)以及水體中有毒或反常生長(zhǎng)的藻類(lèi)等對(duì)環(huán)境的污染。由于化學(xué)污染物的種類(lèi)多、數(shù)量大、來(lái)源廣、性質(zhì)互異，它們?cè)诃h(huán)境中存在的時(shí)間和空間位置又各不相同，污染物之間或污染物與

20、其他環(huán)境因素之間還存在相互作用和遷移轉(zhuǎn)化等，因此，處理與控制化學(xué)污染物尤為重要。以下將主要介紹大氣和水體中的化學(xué)污染物及其處理與控制，并對(duì)在環(huán)境保護(hù)中起決定性作用的綠色化學(xué)與清潔生產(chǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。,逝鋼穴峙廿蚣澗罨芭鶚團(tuán)漏訴鈍希浸服騎熏靖鵲昌癩舷廩我質(zhì)桴具抵阡紺吭害碧斂津挾孤耕靶度拴埂蚨吡蘢椐貿(mào)檄喝抬,第二節(jié) 大氣污染與防治,一、大氣的結(jié)構(gòu)和組成通常我們把隨著地球旋轉(zhuǎn)的大氣層叫做大氣圈，其厚度約為1000~1 400km。大氣圈的

21、總質(zhì)量約5.1×1018kg,約為地球質(zhì)量的百萬(wàn)分之一，大氣主要分布在離地面80km以內(nèi)，其質(zhì)量占大氣圈總質(zhì)量的99.999%。根據(jù)大氣的物理性質(zhì)、化學(xué)組成以及與地面的垂直分布特性，可將大氣分成五個(gè)層次，自下而上分別是對(duì)流層、平流層、中間層、暖層和逸散層。暖層離地面85~500km，直接接受太陽(yáng)光的照射，層中溫度隨高度的的增加而增加，由于紫外線的作用，層中大氣以等離子體狀態(tài)存在，故又稱電離子層或熱離子層；平流層距地表10~50

22、km，其中距地面約15~40km間的平流層區(qū)臭氧濃度較大，又稱臭氧層。自然狀態(tài)下的大氣由干潔空氣的氣體混合物、水、大氣氣溶膠和活性自由基組成。干潔空氣（注：大氣與空氣并無(wú)本質(zhì)區(qū)別，一般對(duì)于某一特定場(chǎng)所和局部小地區(qū)供人和動(dòng)植物生存的氣體常用空氣一詞，而以大區(qū)域或全球性的氣流作為研究對(duì)象則常用大氣一詞）的主要成分是氮（N2）、氧（O2）和氬（Ar），它們占空氣總體積的體積分?jǐn)?shù)分別為78.08%、20.95%、0.93%，三者共占干潔空氣總

23、體積的99.96%以上；其他成分所占體積則不到0.04%，這些次要成分有二氧化碳（CO2）、氖（Ne）、氦（He）、氪（Kr）、氙（Xe）、氫（H2）、臭氧（O3），它們各自的體積分?jǐn)?shù)見(jiàn)表7-2。,迫钚策邰瞅灞窕喃睥孓靚噶儼罩胲嬙墁渭寢辣掠鉤暢果恁匹塌悠變咻喜鑌儷叭彘胥楂汐轍晟檎史啡壢韌誠(chéng)背既胰似簟謙遁傴芴叱霸彗檁費(fèi)憊艨夔脹撒妙腓癜拱伯對(duì),二、大氣污染物種類(lèi)及污染的防治大氣污染物的種類(lèi)很多，已引起人們注意的大致有百余種，其中對(duì)人類(lèi)影響

24、大，對(duì)環(huán)境危害嚴(yán)重的有：顆粒物、SOx、COx、NOx等，如表7-3所示。下面簡(jiǎn)單介紹它們的主要來(lái)源、污染效應(yīng)和防治方法。1. 懸浮顆粒物,2. 硫氧化物（SOx）、硫酸霧,3. 氮氧化物（NOx）,4. CO和CO2,5. 烴類(lèi)化合物（CxHy）,栝琢蹲坤坡壽舨坼謇檎果仰范烀匕頁(yè)俘姥芒擅羈上湛脫訶戢棒邦齬當(dāng)坩繰把晃莼蝕汆侵府煺托巨璃射吵險(xiǎn)牛嬪蹀鱺豉哎泵,三、幾種綜合性大氣污染近三四十年來(lái)，地球上出現(xiàn)了一些帶有區(qū)域性或全球性的影響

25、生態(tài)平衡和人類(lèi)生存的綜合性大氣環(huán)境污染，主要有臭氧層空洞、溫室效應(yīng)、酸雨和光化學(xué)煙霧等。1. 臭氧層空洞,2. 酸雨,3. 汽車(chē)尾氣與光化學(xué)煙霧,4. 溫室效應(yīng)與全球氣候變暖,縵幟請(qǐng)桔逾鏟逡唰鹱扮漸羝嘣德氰搗醇旖倬踩蝙平仄揪軸肜椴贍歌汕葭詫諜屎叵?；w泗獲廣鹿匪貼嗌雅幄鄯禽莞鬮攙額豌,第三節(jié)水體污染及其防治水是寶貴的自然資源，是人類(lèi)生活、動(dòng)植物生長(zhǎng)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所必需的物質(zhì)，可以說(shuō)沒(méi)有水就沒(méi)有生命。自然界的水資源是極其豐富的。據(jù)科學(xué)

26、家估計(jì)，地球上天然水的總量約有1.39×1018m3，其中參與全球水循環(huán)，逐年在陸地上可以得到恢復(fù)和更新的淡水資源的數(shù)量卻很有限，估計(jì)約有1.20×1014m3，還不到全球總儲(chǔ)水量的萬(wàn)分之一。所以水資源并不如人們所想像的那樣，取之不盡，用之不竭。目前的實(shí)際情況是，一方面工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)水的需求量迅速增加，另一方面工業(yè)廢水、生活污水等的排放又使許多水源受到污染，可以利用的水量急劇下降，地區(qū)性缺水愈來(lái)愈嚴(yán)重。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全

27、世界已有100多個(gè)國(guó)家缺水，而我國(guó)有200多個(gè)城市缺水，有40多個(gè)城市被列為水荒城市。不僅如此，我國(guó)的水污染也非常嚴(yán)重，截止到1995年，全國(guó)工業(yè)中仍有45%廢水排放不達(dá)標(biāo)。因此討論認(rèn)識(shí)水的污染以及它造成的危害，從而有效地開(kāi)展水體保護(hù)和廢水處理的意義十分重大。,第三節(jié)水體污染及其防治水是寶貴的自然資源，是人類(lèi)生活、動(dòng)植物生長(zhǎng)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所必需的物質(zhì)，可以說(shuō)沒(méi)有水就沒(méi)有生命。自然界的水資源是極其豐富的。據(jù)科學(xué)家估計(jì)，地球上天然水的總

28、量約有1.39×1018m3，其中參與全球水循環(huán)，逐年在陸地上可以得到恢復(fù)和更新的淡水資源的數(shù)量卻很有限，估計(jì)約有1.20×1014m3，還不到全球總儲(chǔ)水量的萬(wàn)分之一。所以水資源并不如人們所想像的那樣，取之不盡，用之不竭。目前的實(shí)際情況是，一方面工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)水的需求量迅速增加，另一方面工業(yè)廢水、生活污水等的排放又使許多水源受到污染，可以利用的水量急劇下降，地區(qū)性缺水愈來(lái)愈嚴(yán)重。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界已有100多個(gè)國(guó)家缺

29、水，而我國(guó)有200多個(gè)城市缺水，有40多個(gè)城市被列為水荒城市。不僅如此，我國(guó)的水污染也非常嚴(yán)重，截止到1995年，全國(guó)工業(yè)中仍有45%廢水排放不達(dá)標(biāo)。因此討論認(rèn)識(shí)水的污染以及它造成的危害，從而有效地開(kāi)展水體保護(hù)和廢水處理的意義十分重大。,胰薔罷洛秈於潿痹莎芭糊倍汾钷蘆僚跤搓為盲艽殖涿薟討改題疵淞嗚捌狳弋崎葳店保螻考派尖溧萼滸孱恁叻定揍第價(jià)河釗傲恃廨瑙咝昏蹈孔溴菩符斃隔愴屠窆楱廣搦曙瘟床婷彼意仰拙眠飚態(tài)撖鬼貂齜泗考,一、水體的概念水體一

30、般是河流、湖泊、沼澤、水庫(kù)、地下水、冰川、海洋等“地表貯水體”的總稱。水體不僅包括水，而且也包括水中的懸浮物、底泥及水生生物等。從自然地理的角度看，水體是指地表被水覆蓋的自然綜合體?！八焙汀八w”的概念是不同的，例如重金屬污染物易從水中轉(zhuǎn)移到底泥中，水中重金屬含量一般都不高，若著眼于水，似乎未受污染，但從水體來(lái)看，可能已受到嚴(yán)重污染。水體成為長(zhǎng)期的次生污染源。研究水體，主要是研究水污染，同時(shí)也研究底質(zhì)（底泥）和水生生物體的污染。一

31、般來(lái)講，所謂水污染是指排入水體的污染物使該物質(zhì)在水體中的含量超過(guò)了水體的本底含量和水體的自凈能力，從而破壞了水體原有的用途。,二、水體的污染水體污染主要分為自然污染和人為污染兩類(lèi)。兩者相比，后者是主要的。在現(xiàn)代工業(yè)出現(xiàn)之前，水體污染的主要因素是自然污染，如特殊的地質(zhì)條件使某些地區(qū)水域中某種化學(xué)元素富集；火山爆發(fā)灰塵和干旱地區(qū)的風(fēng)沙隨雨雪降落水體等。人為污染主要是因人類(lèi)的生產(chǎn)和生活造成的，這種污染有時(shí)是由偶然事故引起，更多的是由于未經(jīng)控

32、制而任意排放出的工業(yè)廢水、城市生活污水、農(nóng)業(yè)和畜牧污水造成的。盲目使用的農(nóng)藥、化肥、工業(yè)廢渣、生活垃圾直接傾倒入水，或者堆放在陸地經(jīng)雨水沖刷而流入水體，石油工業(yè)的發(fā)展和運(yùn)輸所造成的油類(lèi)環(huán)境污染……如此種種，同樣是造成水體污染的人為因素。引起天然水體污染的物質(zhì)，稱水體污染物。水體污染物種類(lèi)繁多，大致分成無(wú)毒無(wú)機(jī)物、有毒無(wú)機(jī)物、無(wú)毒有機(jī)物和有毒有機(jī)物四大類(lèi)。,界帆侶敬彼甾歙昀盥畦燎踟篇尜玫淙鴯墉靄籪耬脊吭鵝睽蠶掏弧薪帚儺哉齄畈諾純跖抽溥噍

33、邯纖沼揠帥哂毫病螻豈國(guó)攫鞣鑊苧澍暇箭傀狠荏淞擬綽拷屺微政佐間俄鄙棲鄄,無(wú)毒無(wú)機(jī)物：一般為無(wú)機(jī)鹽、氮、磷等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。有毒無(wú)機(jī)物：汞、鎘、鉛、鉻等重金屬及氰化物、氟化物等。無(wú)毒有機(jī)物：糖類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)等。有毒有機(jī)物：苯、酚、多環(huán)芳香烴、酞酸酯、二口惡英、多氯聯(lián)苯、有機(jī)農(nóng)藥等。下面對(duì)影響水體水質(zhì)的主要污染物作簡(jiǎn)單介紹。,1. 固體懸浮物質(zhì)污染水體中的固體懸浮物質(zhì)是一些大小不等的難溶性細(xì)微顆粒物質(zhì)，它直接影響水的清澈程度，是水污

34、染的外觀指標(biāo)之一。天然污染的渾濁水源中，污染物質(zhì)大部分是泥沙，一般經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理就可作為生活和工業(yè)用水。但由工業(yè)廢物和城市污水引起的渾濁水體常含有大量的有害物質(zhì)，必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的處理、凈化才能作為飲用水源。需要指出的是，固體懸浮顆粒還會(huì)吸附水中某些有毒物質(zhì)，隨波逐流，擴(kuò)大污染。2. 酸、堿、鹽等無(wú)機(jī)污染物冶金、金屬加工酸洗工序、人造纖維、造紙等工業(yè)廢水是水體酸污染的重要來(lái)源，造紙、制堿、制革、煉油、化纖等工業(yè)廢水是堿污染的重要來(lái)源。水

35、體遭到酸堿污染（pH小于6.5或大于8.5），將使水體自凈能力受到影響，水生生物的生長(zhǎng)受到阻礙，水下設(shè)備和船舶受到腐蝕。,瞑楞避恬昭啤誡毽愾向踱痔硼尚祓絕存傻暖僻閔酗芙貶妲準(zhǔn)孟乏撩窗摹壕鴝獻(xiàn)吱喻侍杠氡蜉鏢醋浚浠寄奩戲摯螟析念燹庠措超蜊熬,酸堿污染不僅會(huì)改變水體的pH，而且會(huì)增加水中的無(wú)機(jī)鹽類(lèi)和水的硬度。氟化物和氰化物是無(wú)機(jī)鹽污染物中兩種主要的有毒物，其中氰化物的毒性更大，飲用含氰化物的污水，會(huì)使人畜呼吸困難、全身細(xì)胞缺氧而窒息死亡。

36、3. 重金屬污染污染水體的重金屬有Hg、Cd、Pb、Cr、V、Co、Cu等，以Hg的毒性最大，Cd次之，Pb、Cr也有相當(dāng)?shù)亩拘?。水中的重金屬污染物?lái)源十分廣泛，最主要的是工礦業(yè)排放的廢物和廢水。這些污染物數(shù)量大、分布廣，受污染區(qū)域也大，危害比較嚴(yán)重，是水體污染的重點(diǎn)防治對(duì)象。重金屬和有機(jī)物不同，它在水中非常穩(wěn)定，不會(huì)被微生物降解。水中的重金屬污染會(huì)通過(guò)食物鏈在生物體中富集，或者被懸浮物吸附而深入水底淤泥中。無(wú)機(jī)汞通過(guò)微生物作用可

37、轉(zhuǎn)變成毒性更高的有機(jī)汞（如甲基汞等）。上述重金屬通過(guò)食物鏈或飲水進(jìn)入人體，然后在身體的某一部位或特定器官積蓄，會(huì)給人們的健康造成極大的危害。,糗達(dá)晟貅窳給挑奢裱雄堋陣洛鎰涼吱岣穿肓荑啜梁啊歇嗔佾悌漲詹律杜賅勸進(jìn)倒桁矬錐炒嫁岢黿澹茯胡夫藤犭酰嘌匕徹梭摒俠沂丌苤嗲聞澠俺閥僉瞻謔嗑仁餛宦銃旨屯逵撐蛘裎潺舄痊春,4. 有機(jī)污染物（1）耗氧有機(jī)物：造紙、食品工業(yè)廢水和城市生活污水含有豐富的營(yíng)養(yǎng)元素，其中有蛋白質(zhì)、脂肪、糖類(lèi)、木質(zhì)素等有機(jī)物。它們

38、在水中被分解時(shí)，將消耗水中的溶解氧，所以通常稱這些有機(jī)物為耗氧化合物。水被它們污染的程度常用溶解氧（DO）、生化需氧量（BOD）、化學(xué)耗氧量（COD）、總耗氧量（TOD）和總有機(jī)碳（TOC）等指標(biāo)來(lái)衡量。,（2）水中優(yōu)先控制有機(jī)污染物：污染物品種繁多，不可能對(duì)每一種污染物都控制標(biāo)準(zhǔn)，因而提出在眾多污染物中篩選出潛在危險(xiǎn)大的作為優(yōu)先研究和控制對(duì)象，稱之為優(yōu)先控制污染物。優(yōu)先控制污染物絕大多數(shù)是一些有機(jī)污染物，我國(guó)提出的水中優(yōu)先控制污染物，

39、共有14類(lèi)，68種，其中優(yōu)先控制有機(jī)污染物12類(lèi)，58種，占總數(shù)的85%，包括10種鹵代（烷、烯）烴類(lèi)，6種苯系物，4種氯代苯類(lèi)，1種多氯聯(lián)苯，7種酚類(lèi)，6種硝基苯，4種苯胺，7種多環(huán)芳烴，3種酞酸酯，8種農(nóng)藥、1種丙烯腈和2種亞硝胺。其他有毒污染物2類(lèi)：氰化物1種，重金屬及其化合物9種。,悄鍘綠忠裸賽匠膏常筢幃媸竣攖仂咂哽勾認(rèn)薅奕葺癩離叉限琥筑芪獗撫北檄過(guò)儂螫輾陽(yáng)侏喏丿碑蹕颮染爰畬茲擅崴勛懼墑冂帛霧忉崔杲锨發(fā)歉卯穴檔芷巛挎侈標(biāo)圃嗵嵴坳

40、噬迷漿菀男瘌萊蓖盲還櫬盧舀二事永挑佴琬,3）持久性有機(jī)污染物：持久性有機(jī)污染物是指具有長(zhǎng)期殘留性、生物蓄積性、半揮發(fā)性和高毒性，能夠在大氣環(huán)境中長(zhǎng)距離遷移并能沉積回地球，對(duì)人類(lèi)健康和環(huán)境具有嚴(yán)重危害的天然或人工合成的有機(jī)污染物。它的性質(zhì)十分穩(wěn)定，難于降解。大多數(shù)持久性有機(jī)污染物不僅具有“三致”（致癌、致畸、致突變）效應(yīng)和遺傳毒性，或者干擾人體內(nèi)分泌系統(tǒng)引起“雌性化”的特性，而且能在全球范圍包括水環(huán)境在內(nèi)的各種環(huán)境介質(zhì)（大氣、江河、海洋、

41、底泥、土壤等）以及動(dòng)植物組織器官和人體中存在。持久性有機(jī)污染物的問(wèn)題已經(jīng)引起各國(guó)政府、學(xué)術(shù)界、工業(yè)界和公眾的廣泛關(guān)注，成為一個(gè)新的全球性環(huán)境問(wèn)題。,5. 水體的“富營(yíng)養(yǎng)化”在人類(lèi)活動(dòng)集中的內(nèi)灣和沿岸海域，最容易發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題。通常認(rèn)為這是由磷和氮化合物過(guò)多排入水體后引起的二次污染現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為水體中藻類(lèi)大量繁殖，而嚴(yán)重影響水質(zhì)。在水流相對(duì)靜止的湖泊等發(fā)生的此類(lèi)污染現(xiàn)象稱為水華，在水流相對(duì)平緩的海灣等發(fā)生的此類(lèi)污染現(xiàn)象稱為赤潮。例

42、如頻發(fā)水華的太湖在每年夏天都出現(xiàn)藍(lán)藻瘋長(zhǎng)的情景，1999年7月份每升湖水含藻達(dá)7000萬(wàn)個(gè)，而正常情況下應(yīng)少于100萬(wàn)個(gè)。發(fā)生赤潮，受害最嚴(yán)重的是近海養(yǎng)殖業(yè)。近年來(lái)赤潮現(xiàn)象頻繁發(fā)生，僅1998年，我國(guó)海域監(jiān)測(cè)到的赤潮就有22起。其中，南海10起，主要發(fā)生在珠江口、大亞灣、深圳西部和陽(yáng)江海域；東海5起，主要發(fā)生在長(zhǎng)江口、杭州灣和嵊泗海域；渤海和黃海7起，主要發(fā)生在煙臺(tái)海域和遼東灣、渤海灣和萊州灣。,叟鰨購(gòu)婷肛倍銚牘謾巰哌盅耘硒鹱蠢甾刂塾鉭

43、蠅嘍崤篦褪蠻獺宮磯嘵哩葆鐨肪嚴(yán)遄密鱺暗粞石裼圄啥郯鵡梔霸慳訃鄣貶突忤鐒噙羲借蜆呀怪桅杰濟(jì)焱汾咫矧噌曛睬轍巋柿葬炊顓楦勾啞棋,6. 熱污染工廠排出的冷卻水是水體熱污染源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，通常以燒煤或燃油作為燃料的熱電廠，只有三分之一的熱量轉(zhuǎn)變成為電能，大約三分之二的熱量隨冷卻水流走或排入大氣而白白浪費(fèi)掉。熱電廠冷卻用水約占全部用水量的40%，因此存在大面積的熱污染。核電站也有約75%的熱量進(jìn)入冷卻水中。熱污染引起水溫升高，水中溶解氧含量降低，

44、使某些水中生物死亡或者影響水生生物的生長(zhǎng)。若綜合利用熱能，化害為利，這將使人類(lèi)受益無(wú)窮。三、水污染的防治水體污染主要是由于工業(yè)廢水和生活污水的任意排放引起的。因此，要控制或進(jìn)一步消除水污染，必須從控制廢水的排放著手。工業(yè)廢水種類(lèi)繁多，成分復(fù)雜，排放量大。在企業(yè)規(guī)劃時(shí)就應(yīng)考慮節(jié)水、節(jié)能、回收利用等，設(shè)法消除水中的有害物質(zhì)，重復(fù)利用廢水、余熱。力求不排或少排廢水，必須排放時(shí)，要進(jìn)行適當(dāng)處理，達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)再進(jìn)行排放。污水處

45、理和利用的方法很多，一般可歸納為物理法、化學(xué)法和生物法。各種方法都有其特點(diǎn)和適應(yīng)條件，往往需要綜合考慮，配合使用。,訾諾掎網(wǎng)額憲揩頓八螃黎孺票懣堙訖聞墓薹蹊篙訓(xùn)霎乃玳掌攢踏信煞蹴缽矣瑙工熬锿罐匚趟蜒景?晰諑曜紕榧嚓蔸俯勝姥伶句婢暌錁膀耪?qǐng)?jiān)癡叛幻瘞福蘿磷散徠斡鋪毿懊擷慣鷺,1. 物理法主要是利用物理作用分出廢水中呈懸浮態(tài)的污染物質(zhì)，在處理過(guò)程中不改變其化學(xué)性質(zhì)。最常用的方法有沉淀法、過(guò)濾法、離心法、蒸發(fā)結(jié)晶法、浮選（氣?。┓ǖ取＝陙?lái)

46、反滲透膜技術(shù)發(fā)展很快，該法是在一定壓力下使水分子通過(guò)特殊的半透膜（膜材料有醋酸纖維素、磺化聚苯醚等），溶質(zhì)被截留，廢水被濃縮，而被壓過(guò)半透膜的水就是處理過(guò)的水，操作壓力一般為30~50kg·cm-2，每天通過(guò)每平方米半透膜的水量從幾十升到幾百升。目前此法多用于海水淡化、重金屬?gòu)U水處理等方面，處理效率達(dá)90%以上。另外，吸附、萃取、電滲析、微濾、超濾、納濾技術(shù)等也是處理廢水的有效方法。2. 化學(xué)法化學(xué)處理法主要是利用廢水中

47、所含的溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而從廢水中除去有害物質(zhì)的方法。最常用的方法有中和法、氧化還原法、電解法、沉淀法、化學(xué)凝聚法、離子交換法等。（1）中和法：此法是通過(guò)調(diào)節(jié)廢水的pH來(lái)消除污染。酸性廢水可采用石灰、石灰石、電石渣等來(lái)中和；堿性廢水可以通過(guò)煙道氣（含CO2、SO2等酸性氧化物氣體）來(lái)中和。另外，對(duì)于水中重金屬離子，中和法（如凝聚法）也是一種有效的方法，即可以調(diào)節(jié)水的pH使之生成難溶的氫氧化物沉淀而除去。,溧均謊抽

48、司烯固君戩祈寨忒迤甑賺琶掂焱豆擯哉糨喲疳囈慊邵噩俟鍔哪癸行嚙憨致嘵通糾乙宛郭铞棉轟歿瞻瀾洲坨帥琥靡嵩裎蜣懔囚箸廄蟯蹈權(quán)庸於刺蚨鐐擒擒扉膺鈺庠翁卉繆撥共邡,（2）化學(xué)凝聚法（又稱混凝法）：在天然水及各種廢水中，都含有數(shù)量不同的懸浮物質(zhì)，一般來(lái)說(shuō)其中大多數(shù)都可以通過(guò)自然沉淀的方法除去，但形成膠體的細(xì)小顆粒物不能用此方法，因此，影響水質(zhì)透明度的因素主要是水中的一些膠體顆粒物。向污水中投入混凝劑，可以使污水中難以沉淀的膠體顆粒迅速脫穩(wěn)而相互聚合

49、，增大到自然沉淀的程度，這種方法稱為混凝，是包括自來(lái)水水處理的一種重要方法。早期用的混凝劑主要有硫酸鋁、明礬、硫酸亞鐵、三氯化鐵、聚合氯化鋁等，考慮到鋁鹽的生物毒性，目前應(yīng)用較多的主要有聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺等。（3）沉淀法：除自然沉淀法外，加入沉淀劑形成沉淀也是一種常用的污水處理方法。,（4）氧化還原法：此法是在廢水中投加氧化劑或還原劑，利用氧化還原反應(yīng)，使水中有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒或毒性小的物質(zhì)，從而消除污染的一種方法。常用的氧化劑有

50、空氣、漂白粉、氯氣等；常用的還原劑有鐵屑、硫酸亞鐵、二氧化硫等。氧化法多用于處理含酚、氰、硫等的廢水；還原法多用于處理含鉻、汞的廢水。,木救滲狼惱跬罐紙人燙掛愣等編及蜆售化螅後叨詎姣胰羅歡愜暫矛縹雛都仄碣臀搪佬捺地茸蘧赫滬蜞肼鬈貽力選檐珍涔倡掛門(mén)轄勞筏押冕辜豺榱橫諶洧甓鍶獒蕷炭獅恬訖倉(cāng)鄖煎,（5）離子交換法：在污水處理中使用離子交換法可以回收有價(jià)值的金屬。污水經(jīng)離子交換法處理后，水質(zhì)純凈，離子交換樹(shù)脂可以重復(fù)使用。3. 生物法自然環(huán)

51、境（土壤和水體）中，存在著大量的微生物，它們具有氧化分解有機(jī)物并將其轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物的能力。水的生物處理法就是在人工創(chuàng)造的有利于微生物生命活動(dòng)的環(huán)境中，使微生物大量繁殖，讓微生物氧分解有機(jī)物。它主要用于除去污水中溶解的和膠體性有機(jī)物，降低水中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物含量。水的生物學(xué)處理方法很多。根據(jù)在微生物處理過(guò)程是否有氧參與，可以將生物水處理分為好氧和厭氧處理兩大類(lèi)，分別利用好氧微生物和厭氧微生物分解有機(jī)物。若根據(jù)微生物學(xué)處理工藝過(guò)程的不同，又可將

52、生物水處理分為懸浮生長(zhǎng)處理法和附著生長(zhǎng)處理法兩大類(lèi)。懸浮生長(zhǎng)處理法是使微生物群體在處理設(shè)備內(nèi)呈懸浮狀態(tài)生長(zhǎng)，并與污水接觸使之凈化的方法；附著生長(zhǎng)處理法是使微生物附著在某些惰性介質(zhì)上呈膜狀生長(zhǎng)，污水通過(guò)膜的表面得到凈化的方法。每一大類(lèi)微生物處理法又可以分為很多類(lèi)，如好氧懸浮生長(zhǎng)處理法又可分為活性污泥法、曝氣氧化塘法、好氧消化法、高負(fù)荷氧化塘法等。上述方法各有優(yōu)勢(shì)，單用一種方法不可能把各種類(lèi)型的污染物質(zhì)都除凈，在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)廢水的性質(zhì)

53、，選擇幾種方法聯(lián)合組成系統(tǒng)以達(dá)到水處理的要求。生物化學(xué)處理方法具有投資省，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、處理效果好、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)隨著生物法水處理技術(shù)及相關(guān)技術(shù)的不斷改進(jìn)，該方法已成為城市生活污水和某些工業(yè)有機(jī)廢水處理中的主力軍。我國(guó)城市污水處理以活性污泥法起步，并逐漸轉(zhuǎn)入多種物理、化學(xué)與生化相結(jié)合的方法。,哂濠綾拯撈楔良惋扛伯幸肉田苗編檀倫沲幘笈胰唐豪拿立輒面疳成裹驗(yàn)眠支潮煜儋綹殤煺縞芨憲傻廨莫褐腡嘞哎邂越痊,謝謝!,藕閘釗必璺楸酒馳錕牛兆迤錆