最新十三章水体自净selfpurification精品课件.ppt

进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热怎么这么热”，于是三，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑强子，别跑了，快来我给你扇扇了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你你看热的，跑什么？看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅道，袅1. 1.水体自净水体自净(self-purification of water body)污污水水自自 净净污化系统及其指示生物污化系统及其指示生物 污化系统污化系统 ( (也称有机污染系统也称有机污染系统) )是根据水体有机物污染是根据水体有机物污染程度的不同，对水体的一种分类法。当有机污染物排程度的不同，对水体的一种分类法。当有机污染物排入河流，在其下游河段的自净过程中，形成一系列污入河流，在其下游河段的自净过程中，形成一系列污化带。化带。 因各种水生生物需要不同的生存条件，故在各个带中因各种水生生物需要不同的生存条件，故在各个带中可找到不同的代表性指示生物，这些指示生物包括细可找到不同的代表性指示生物，这些指示生物包括细菌、真菌、藻类、原生动物等微生物，以及轮虫、浮菌、真菌、藻类、原生动物等微生物，以及轮虫、浮游甲壳动物、鱼类及底栖动物等。游甲壳动物、鱼类及底栖动物等。 根据指示生物的不同，污化系统中的污化带分为多污根据指示生物的不同，污化系统中的污化带分为多污带、带、 - -中污带、中污带、 - -中污带和寡污带。中污带和寡污带。 多污带（多污带（polysaprobic zone） 靠近排污点下游，河水深暗、浑浊，含大量有机靠近排污点下游，河水深暗、浑浊，含大量有机物，物，BODBOD高，呈缺氧或厌氧状态，污染严重。有高，呈缺氧或厌氧状态，污染严重。有机物分解产生机物分解产生H H2 2S S、NHNH3 3，使河水有异味。使河水有异味。 水生生物种类极少，以厌氧和兼性厌氧微生物为水生生物种类极少，以厌氧和兼性厌氧微生物为主，无鱼类、显花植物等。主，无鱼类、显花植物等。 代表性的指示生物是细菌，且种类多、数量大，代表性的指示生物是细菌，且种类多、数量大，每每mlml水中可达几亿个，例如硫酸盐还原菌与产甲水中可达几亿个，例如硫酸盐还原菌与产甲烷菌等，此外还有颤蚯蚓、蚊蝇幼虫。烷菌等，此外还有颤蚯蚓、蚊蝇幼虫。 中污带中污带( -mesosaprobic zone) 在多污带下游，有机物量略减少，在多污带下游，有机物量略减少，BODBOD下下降，河水依然灰暗，溶解氧低，水面上可降，河水依然灰暗，溶解氧低，水面上可有浮沫和浮泥。生物种类增加，细菌数减有浮沫和浮泥。生物种类增加，细菌数减少，但每毫升仍有几千万个。少，但每毫升仍有几千万个。 代表性的指示生物举例如下：天蓝喇叭虫、代表性的指示生物举例如下：天蓝喇叭虫、椎尾水轮虫、栉虾、独缩虫、颤藻、小球椎尾水轮虫、栉虾、独缩虫、颤藻、小球藻等。藻等。 -中污带（中污带（ -mesosaprobic zone） 光合微生物和绿色浮游生物大量出现，光合微生物和绿色浮游生物大量出现，水中溶解氧升高，有机质含量少，水中溶解氧升高，有机质含量少，BOD很低，悬浮物进一步减少，有机氮已转很低，悬浮物进一步减少，有机氮已转变为变为NH4+、NO2-和和NO3- ，CO2与与H2S含含量减少。量减少。 细菌数量减少，藻类大量繁殖，轮虫、细菌数量减少，藻类大量繁殖，轮虫、甲壳动物和昆虫增加，生根的植物、鱼甲壳动物和昆虫增加，生根的植物、鱼类出现。类出现。 代表性生物：藻类的水花束丝藻、变异代表性生物：藻类的水花束丝藻、变异直链硅藻、短棘盘星藻、舟形藻、梭裸直链硅藻、短棘盘星藻、舟形藻、梭裸藻藻 ；原生动物的草履虫、聚缩虫；微型；原生动物的草履虫、聚缩虫；微型后生动物的腔轮虫、水蚤。后生动物的腔轮虫、水蚤。 寡污带寡污带(oligosaprobic zone) 河流自净作用完成，有机物完全分解为无机物，河流自净作用完成，有机物完全分解为无机物，BODBOD极低，溶解氧恢复正常，基本不含极低，溶解氧恢复正常，基本不含H H2 2S S，COCO2 2含量较低，氮元素全部氧化为含量较低，氮元素全部氧化为NONO3 3- -。 指示生物：鱼腥蓝细菌指示生物：鱼腥蓝细菌 、隔板硅藻、隔板硅藻 、黄群藻、黄群藻 、玫瑰旋轮虫及其它藻类，钟虫、旋轮虫、水生玫瑰旋轮虫及其它藻类，钟虫、旋轮虫、水生植物与鱼类等。植物与鱼类等。v以上污化系统只能反映有机污染的程度，不能以上污化系统只能反映有机污染的程度，不能反映有毒废水的污染。反映有毒废水的污染。 有机物的有机物的自净过程自净过程分三阶段分三阶段第第 一一 阶阶 段段 化化 学学 氧氧 化化 分分 解解 ， 历历 时时 数数 小小 时时 。第第 二二 阶阶 段段 生生 物物 化化 学学 氧氧 化化 分分 解解 一一 般般 要要 延延 续续 数数 日日 。第第 三三 阶阶 段段 含含 氮氮 有有 机机 物物 的的 硝硝 化化 过过 程程 ， 延延 续续 一一 月月 左左 右右 。 浓浓 度度 逐逐 渐渐 降降 低低 ； 毒毒 性性 降降 低低 ； 重重 金金 属属 可可 沉沉 淀淀 至至 底底 泥泥 或或 进进 入入 食食 物物 链链 ； 复 杂 有 机 物 分 解 为 二 氧 化 碳 和 水 ； 不 稳 定 的 转 变 为 稳 定 的 化 合 物 ； 初 期 ， 水 中 溶 解 氧 含 量 急 剧 降 低 ， 到 达 最 低 点 后 又 缓 慢 上 升 ， 并 逐 渐 恢 复 正 常 ； 有 毒 的 污 染 物 ， 可 使 水 中 生 物 种 群 和 数 量 大 为 减 少 ， 随 着 自 净 过 程 ， 生 物 种 群 和 数 量 逐 渐 回 升 ， 趋 于 正 常 。水水体体自自净净过过程程的的特特征征 提问：提问：用什么指标可用什么指标可以衡量河段水体污染以衡量河段水体污染与自净所处的阶段与自净所处的阶段?山东小清河 污染前污染前 净化开始净化开始 持续持续 结束结束:无色无色 灰色灰色 继续变清继续变清 无色无色 澄清透明澄清透明 混浊混浊 浊度下降浊度下降 澄清透明澄清透明 泡沫减少泡沫减少 污染前污染前 净化开始净化开始 持续持续 结束结束： 高高 下降下降 最低点最低点 上升上升 高高： 08 08 上升上升 60100 60100 下降下降 0808 污染前污染前 污染污染 净化开始净化开始 持续持续 结束结束 溶氧变化溶氧变化： 稳定稳定 迅速下降迅速下降 快速增大快速增大 缓慢增大缓慢增大 稳定稳定 式中：式中：排放口下游河水的污染物浓度；排放口下游河水的污染物浓度； W，qVw污水的污染物浓度和流量污水的污染物浓度和流量 h，qVh上游河水污染物浓度和流量。上游河水污染物浓度和流量。 qVhqVhqVhqVwWW例题例题: : 某河水流量为某河水流量为0.225 m0.225 m3 3/s,/s,某持久性污某持久性污染物染物A A浓度为浓度为4.91mg/L,4.91mg/L,某厂排入河水的废某厂排入河水的废水量为水量为536m536m3 3/d(0.006m/d(0.006m3 3/s), /s), 同一持久性同一持久性污染物污染物A A的浓度为的浓度为25mg/L25mg/L。假设废水与河。假设废水与河水在厂排污口下游水在厂排污口下游500500米处达到完全混合，米处达到完全混合，若此河段无其他废水排入，试计算在下游若此河段无其他废水排入，试计算在下游500500米处河水中污染物米处河水中污染物A A的浓度。的浓度。解：解： = （0.225 4.91+0.00625）/（0.225+0.006） = 5.43 mg/L KdxdMdxdux22 )411 (2exp20uKMMuxxx 式中：式中： u河水流速；河水流速； x初始点至下游初始点至下游x断面处的距离；断面处的距离； Mx纵向分散系数；纵向分散系数； K污染物分解速率常数；污染物分解速率常数； 0初始点的污染物浓度；初始点的污染物浓度； x断面处的污染物浓度。断面处的污染物浓度。7、非持久性污染物的稀释扩散和降解、非持久性污染物的稀释扩散和降解8. 水体的氧平衡水体的氧平衡氧的消耗氧的消耗 D/ 在在 , , , , 的初值条件下求的初值条件下求得上述微分方程的解为：得上述微分方程的解为： D = D0 e- K2 tdD /dt =K1L - K2D式中：式中： x和和x=0处的河水处的河水BOD5 浓度，浓度，mg/L x和和x=0处的河水亏氧浓度，处的河水亏氧浓度，mg/L x和和x=0处的河水溶解氧浓度处的河水溶解氧浓度 ， mg/L 河水的饱和溶解氧浓度，河水的饱和溶解氧浓度，mg/L； t 初始点至下游初始点至下游x断面处的河水流行时断面处的河水流行时 间，间，d，t=x/u K1 耗氧系数耗氧系数 K2 复氧系数复氧系数 三、环境标准的分级分类与检索三、环境标准的分级分类与检索1.1.环境标准的分级分类环境标准的分级分类 我国将环境标准分为我国将环境标准分为环境质量标准、污染物排放标准、环境质量标准、污染物排放标准、环境方法标准、环境基础标准、环境方法标准、环境基础标准、环境标准物质标准环境标准物质标准 及及 环境其它标准环境其它标准 六类；六类；国家级、地方级、行业级国家级、地方级、行业级 三级。三级。(2)污染物排放标准 污染物排放标准是根据环境质量要求，结合环境特点污染物排放标准是根据环境质量要求，结合环境特点和社会技术经济条件，对污染源排入环境的有害物质和产和社会技术经济条件，对污染源排入环境的有害物质和产生的各种因素所做的控制。是国家根据技术上的可能性和生的各种因素所做的控制。是国家根据技术上的可能性和经济上的合理性，规定污染源排放污染物的容许浓度或数经济上的合理性，规定污染源排放污染物的容许浓度或数量。它直接起到控制污染源的作用，是实现环境质量目标量。它直接起到控制污染源的作用，是实现环境质量目标重要控制手段。重要控制手段。 该标准分为国家排放标准和地方排放标准；在标准中该标准分为国家排放标准和地方排放标准；在标准中还分别列出现行标准和超前标准。还分别列出现行标准和超前标准。(3) 环境基础标准 这是在环境标准化工作范围内，对有指导意义的符号、这是在环境标准化工作范围内，对有指导意义的符号、代号、图式、量纲、导则等所作的统一规定，是制订其他代号、图式、量纲、导则等所作的统一规定，是制订其他环境标准的基础。环境标准的基础。(4) 环境方法标准 是在环境保护工作中，以实验、分析、统计、计算、是在环境保护工作中，以实验、分析、统计、计算、测定等所作的规定作业等方法为对象而制订的标准。测定等所作的规定作业等方法为对象而制订的标准。(5) 环境标准物质标准 这是对环境标准物质必须达到的要求所作的规定。这是对环境标准物质必须达到的要求所作的规定。(6) 环境保护其他标准 环保行业标准，是对在环保工作中还需统一协调的环保行业标准，是对在环保工作中还需统一协调的如：仪器设备、技术规范、管理办法所作的统一规定。如：仪器设备、技术规范、管理办法所作的统一规定。