第二节水环境.ppt
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1、第二节水环境现在学习的是第1页,共67页四 水污染的影响与危害4.1 水危机4.2 对工业的影响4.3 对农业的影响4.4 对水产资源的影响4.5 对人体健康的危害第三章 水环境 现在学习的是第2页,共67页一、自然界的水资源1.1 水圈与水资源1)水圈 地球上各种形态的水构成的圈层叫水圈,是自然界生物生存的必要条件之一现在学习的是第3页,共67页一、自然界的水资源1.1 水圈与水资源2)水资源 广义:水圈中的所有水体狭义:通常所指参与自然界水循环、通过陆海间水分交换、陆地上逐年可得到更新的淡水资源现在学习的是第4页,共67页一、自然界的水资源1.2 水资源的特性循循环环性性和和有有限限性性:
2、地表水和地下水不断得到大气降水的补给,开发利用后可以恢复和更新。但各种水体的补给量是不同的和有限的,为了可持续供水,水的利用量不应超过补给量。水循环过程的无限性和补给量的有限性,决定了水资源在一定数量限度内才是取之不尽、用之不竭的。时时空空分分布布不不均均匀匀性性:水资源在地区分布上很不均匀,年际年内变化大。为满足各地区和各部门的用水要求,必须修建蓄水、引水、提水、水井和跨流域调水工程,对天然水资源进行时空再分配。用用途途广广泛泛性性:水资源用途广泛,不仅用于农业灌溉、工业生产和城乡生活,而且还用于水力发电、航运、水产养殖、旅游娱乐等。经经济济上上的的两两重重性性:水的可供利用及可能引起的灾害
3、(如由于水资源开发利用不当,造成水体污染、地面沉降等人为灾害),决定了水资源在经济上的两重性,即有正效益也有负效益。因此,水资源的综合开发和合理利用,应达到兴利、除害的双重目的现在学习的是第5页,共67页一、自然界的水资源1.3 我国水资源特点1)概况 我国江河众多,流域面积在100km2以上的河流有5万多条,1000km2以上的约有1500多条。但受气候和地形的影响,河流分布很不均匀,绝大部分河流分布在我国东部湿润、多雨的季风区,西北内陆气候干燥、少雨,河流很少。现在学习的是第6页,共67页一、自然界的水资源1.3 我国水资源特点1)概况 我国有1km2以上的湖泊2300多个,总面积7187
4、 km2,约占国土面积的0.8%;湖水总储量约为7088亿m3,其中淡水量占32%。现在学习的是第7页,共67页一、自然界的水资源1.3 我国水资源特点1)概况 我国还有丰富的冰川资源,共有冰川43000余条,集中分布在西部地区。总面积58700 km2,占亚洲冰川总量的一半 以 上,总 贮 量 约52000亿m3。现在学习的是第8页,共67页一、自然界的水资源1.3 我国水资源特点2)水资源特点 水资源总量多,人均占有量少中国的水资源总量占世界第6位,但人均水量不足2200 m3;不到世界平均水平的四分之一,排110位人均水资源量分布/(m3/人)现在学习的是第9页,共67页一、自然界的水资
5、源1.3 我国水资源特点2)水资源特点 地区分配不均,水土资源不平衡单位面积水资源空间分布图单位面积水资源空间分布图(万万m3/km2)现在学习的是第10页,共67页一、自然界的水资源1.3 我国水资源特点2)水资源特点 年内季节分配不均,年际变化很大年际:气候受季风影响,降水量年际变化大,水资源的时间分布亦极不均匀,时而为丰水年,时而为枯水年,经常发生旱、涝及连旱连涝灾害年内:各地的年降水量和年径流量都集中在夏季,但各地的集中程度和情况也有很大的差异现在学习的是第11页,共67页一、自然界的水资源1.3 我国水资源特点2)水资源特点 部分河流含沙量大现在学习的是第12页,共67页天然水的物质
6、组成天然水的物质组成 水(水(H2O)溶解物质溶解物质 胶体物质胶体物质 悬浮物质悬浮物质 分类分类主要物质主要物质悬浮物质悬浮物质细菌、藻类及原生动物;细菌、藻类及原生动物;泥沙、黏土等颗粒物泥沙、黏土等颗粒物胶体物质胶体物质硅、铝、铁的水合氧化物胶体物质;硅、铝、铁的水合氧化物胶体物质;黏土矿物胶体物质;黏土矿物胶体物质;腐殖质等有机高分子化合物腐殖质等有机高分子化合物溶解物质溶解物质氧、二氧化碳、硫化氢、氮等溶解气体;氧、二氧化碳、硫化氢、氮等溶解气体;钙、镁等卤化物、碳酸盐、硫酸盐等盐类;钙、镁等卤化物、碳酸盐、硫酸盐等盐类;可溶性有机物可溶性有机物二、水体污染2.1 天然水水质现在学
7、习的是第13页,共67页天然水的物质组成天然水的物质组成天然水中常见的八大离子天然水中常见的八大离子K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-、SO42-(占天然水中离子总量的(占天然水中离子总量的9599%)。)。金属离子金属离子-酸酸-碱、沉淀、配合及氧化碱、沉淀、配合及氧化-还原等反应还原等反应-稳定状态稳定状态水中溶解性气体水中溶解性气体-大气气体分子与同种气体在溶液分子间的平衡服从亨利定律大气气体分子与同种气体在溶液分子间的平衡服从亨利定律水生生物水生生物-自养生物、异养生物自养生物、异养生物二、水体污染2.1 天然水水质现在学习的是第14页,共67页天然水的化学
8、组成天然水的化学组成又称为主要离子、恒量元素、保守成分。又称为主要离子、恒量元素、保守成分。淡水中常量成分占水体溶解盐类总量的淡水中常量成分占水体溶解盐类总量的90%以上,以上,八大离子主要有八大离子主要有K+、Na+、Ca2+、Mg2+HCO3-、CO32-、SO42-、Cl-海水中常量成分占海水中溶解盐类的海水中常量成分占海水中溶解盐类的99.8%99.9%,其比例及排序几乎不变,其比例及排序几乎不变Na+、Mg2+、Ca2+、K+、Sr2+、Cl-、SO42-、HCO3-(CO32-)、)、Br-、H3BO3、F-。常量成分常量成分溶解气体溶解气体营养元素营养元素有机物质有机物质微量元素
9、微量元素有毒物质有毒物质常量成分常量成分二、水体污染2.1 天然水水质现在学习的是第15页,共67页天然水的化学组成天然水的化学组成除了除了N2、O2、CO2外,还有惰性气体外,还有惰性气体He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn。海水中也含有少量。海水中也含有少量H2,在水交换较差,在水交换较差的水底有时也有游离的的水底有时也有游离的H2S存在。对于部分受污染地区,存在。对于部分受污染地区,水中可能还有污染气体(如硫氧化物、氮氧化物等)。水中可能还有污染气体(如硫氧化物、氮氧化物等)。溶解气体的含量与水的温度、水中动物代谢活动有关;溶解气体的含量与水的温度、水中动物代谢活动有关;其含量有明显的昼夜
10、、季节、周年变化特点和显著的水层其含量有明显的昼夜、季节、周年变化特点和显著的水层差异。差异。常量成分常量成分溶解气体溶解气体营养元素营养元素有机物质有机物质微量元素微量元素有毒物质有毒物质二、水体污染2.1 天然水水质现在学习的是第16页,共67页天然水的化学组成天然水的化学组成主要包括与水生生物生长有关的一些元素,如N、P、Si等。营养元素多以复杂的离子形式或以有机物的形式存在于水体中。营养元素在水体中含量通常较低,受生物影响较大,有时又称为“非保守成分”或“生物制约元素”。常量成分常量成分溶解气体溶解气体营养元素营养元素有机物质有机物质微量元素微量元素有毒物质有毒物质二、水体污染2.1
11、天然水水质现在学习的是第17页,共67页天然水的化学组成天然水的化学组成水体中的有机物可分为颗粒态有机物和溶解态有机物两大类。一般1升水有机物中仅几毫克。包括糖类、脂肪、蛋白质及降解有机物等;有机物对水质及水生生物有着多方面错综复杂的影响,适量有机物的存在是使水质维持一定肥力的重要条件,而过量有机物的存在将会使水质恶化。常量成分常量成分溶解气体溶解气体营养元素营养元素有机物质有机物质微量元素微量元素有毒物质有毒物质二、水体污染2.1 天然水水质现在学习的是第18页,共67页天然水的化学组成天然水的化学组成 除了常量元素和营养元素以外的其他元素(如同位素等),仅占总含盐量的0.1%左右;微量元素
12、中的Fe、Mn、Cu等与生物的生长有着密切的关系,称为“微量营养元素”。常量成分常量成分溶解气体溶解气体营养元素营养元素有机物质有机物质微量元素微量元素有毒物质有毒物质二、水体污染2.1 天然水水质现在学习的是第19页,共67页天然水的化学组成天然水的化学组成 天然水中的有毒物质,主要是由于地球化学异常和水体内部物质循环失调而生成并积累的毒物,如重金属、重金属、放射性同位素、硫化氢、氨、低级胺类、高浓度放射性同位素、硫化氢、氨、低级胺类、高浓度CO2及赤及赤潮生物的有毒分泌物潮生物的有毒分泌物等。有毒物质在浓度较低时就会对水生生物产生毒性作用,并破坏生态系统的平衡;其毒性的大小与该物质的存在形
13、式有关,并受到多中水体物理化学性质的影响。常量成分常量成分溶解气体溶解气体营养元素营养元素有机物质有机物质微量元素微量元素有毒物质有毒物质二、水体污染2.1 天然水水质现在学习的是第20页,共67页二、水体污染2.2 水体的概念及水体污染水体是江河湖海、地下水、冰川等的总称,是以相对稳定的陆地为边界的天然水域和人工水域,是被水覆盖地段的自然综合体。它不仅包括水,还包括水中溶解物质、悬浮物、底泥、水生生物等。当污染物进入河流、湖泊、海洋或地下水等水体后,其含量超过了水体的自然净化能力,使水体水质和水体底质的物理、化学性质或生物群落组成发生变化,从而降低了水体的使用价值和使用功能的现象,被称作为水
14、体污染。现在学习的是第21页,共67页二、水体污染 2.3 水体污染源向水体排放污染物的场所、设备、装置和途径统称水体污染源。向水体排放污染物的场所、设备、装置和途径统称水体污染源。自然污染源自然污染源人为污染源人为污染源:按人类活动方式:按人类活动方式:工业、农业、生活工业、农业、生活 污染源污染源现在学习的是第22页,共67页二、水体污染 2.3 水体污染源现在学习的是第23页,共67页二、水体污染 2.4 污染源的特点 工业污染源:SS(固体悬浮物)含量高,1003000mg/L左右(如造纸、制革、皮、肉加工、食品、杂质)COD(化学需氧量)可达4001000mg/L,BOD(生物化学)
15、可达2005000mg/L 酸碱度变化大,pH在213之间 温度高达40以上可造成热污染 易燃,含低沸点的挥发性液体,易酿成水面火灾 含多种多样有毒有害成分:酚、氰、油、农药、多环芳烃、染料、重金属 (Hg、Cr、Cd、As等),放射性等 现在学习的是第24页,共67页二、水体污染 工业污染源:现在学习的是第25页,共67页二、水体污染 2.4 污染源的特点 农业污染源:污水面广、分散、难收集、难治理。有机质、植物营养素、病原微生物、悬浮物及杂质含量高含较高的化肥、农药现在学习的是第26页,共67页二、水体污染生活污染源:厨房、洗涤室、浴室和卫生间排出的各种污水。是一种成分极为复杂的混合废水。
16、N、P 含量 高;产生恶质、腐臭 不能直接农灌。过量使用洗涤剂现在学习的是第27页,共67页二、水体污染生活污染源:过量使用洗衣粉把剩饭倒入下水道现在学习的是第28页,共67页二、水体污染生活污染源:生活垃圾堆于河边河边洗车现在学习的是第29页,共67页二、水体污染 2.5 水体污染物 化学污染物:无机无毒物质:颗粒物、矿渣、粉尘;酸碱盐类物质;氮磷 等营养物质;无机有毒物质:非重金属:氰氟硫的化合物;重金属:Hg、Cd、Cr、Pb、As;有机无毒物质:需氧有机物:蛋白质、氨基酸等;有机有毒物质:易分解:酚、苯、醛、有机磷;难分解:有机氯、多环芳烃、多氯联苯;致臭物、致色物等 生物污染物:细菌
17、、病毒、原生动物、原生蠕虫 放射性物质:天然放射性物质 人工放射性物质(4)热污染现在学习的是第30页,共67页二、水体污染 2.5 水体污染物1、悬浮物、悬浮物2、耗氧有机物、耗氧有机物3、植物性营养物、植物性营养物4、重金属、重金属5、难降解有机物、难降解有机物6、石油类、石油类7、酸碱、酸碱8、病原体、病原体使水体变浑,影响水生植使水体变浑,影响水生植物的光合作用,吸附有机毒物物的光合作用,吸附有机毒物和重金属沉入水底,形成淤泥,和重金属沉入水底,形成淤泥,妨碍水上交通,减少水库库容。妨碍水上交通,减少水库库容。SS现在学习的是第31页,共67页1、悬浮物、悬浮物2、耗氧有机物、耗氧有机
18、物3、植物性营养物、植物性营养物4、重金属、重金属5、难降解有机物、难降解有机物6、石油类、石油类7、酸碱、酸碱8、病原体、病原体排入水体后能在微生物作用下分排入水体后能在微生物作用下分解为简单的无机物,在分解过程中解为简单的无机物,在分解过程中消耗氧气,水体溶解氧浓度下降消耗氧气,水体溶解氧浓度下降,影响鱼类和水生生物的生存影响鱼类和水生生物的生存,严重,严重時造成水体变黑发臭時造成水体变黑发臭。COD/BODCaHbOcNxPySzCO2+H2O+SO42-PO43-NO3-O 2CaHbOcNxPySzCO2+CH4+H2SNH3厌氧厌氧二、水体污染 2.5 水体污染物现在学习的是第32
19、页,共67页水环境污染物水环境污染物1、悬浮物、悬浮物2、耗氧有机物、耗氧有机物3、植物性营养物、植物性营养物4、重金属、重金属5、难降解有机物、难降解有机物6、石油类、石油类7、酸碱、酸碱8、病原体、病原体主要指含有氮、磷的无机、有机化合主要指含有氮、磷的无机、有机化合物,易引起水中藻类及其他浮游生物大物,易引起水中藻类及其他浮游生物大量繁殖,形成富营养化,使自来水处理量繁殖,形成富营养化,使自来水处理厂运行困难,严重时会使水中溶解氧下厂运行困难,严重时会使水中溶解氧下降,甚至会导致湖泊的干涸灭亡。降,甚至会导致湖泊的干涸灭亡。N/P涡河浮萍乌梁素海乌梁素海暴发大面积黄藻二、水体污染 2.5
20、 水体污染物现在学习的是第33页,共67页1、悬浮物、悬浮物2、耗氧有机物、耗氧有机物3、植物性营养物、植物性营养物4、重金属、重金属5、难降解有机物、难降解有机物6、石油类、石油类7、酸碱、酸碱8、病原体、病原体Cd/Hg/Pb/Zn/As/Cu45种种重重金金属属是是具具有有潜潜在在危危害害的的重重要要污污染染物物质质,从从20世世纪纪50年年代代前前后后日日本本出出现现的的水水俣俣病病和和骨骨痛痛病病,均均已已查查明明是是由由于于汞汞、镉镉污污染染引引起起的的公公害害病病。重重金金属属的的环环境境污污染染已已受受到到人人们们极大的关注。极大的关注。不降解,存留、积累、迁移、吸附解吸附不降
21、解,存留、积累、迁移、吸附解吸附 生物累积、生物浓缩、生物放大生物累积、生物浓缩、生物放大 毒性(慢性或急性)毒性(慢性或急性)损伤神经中枢(钒、锰、甲基汞)损伤神经中枢(钒、锰、甲基汞)抑制酶活性(汞、镉、铅、锌、硒、铜、砷、铁、镍等抑制酶活性(汞、镉、铅、锌、硒、铜、砷、铁、镍等 )影响智力发育(影响智力发育(PbPb)致畸、致癌(六价致畸、致癌(六价CdCd)二、水体污染 2.5 水体污染物公害事件痛痛病(镉)地点日本富山县神通川症状多为育龄妇女,主要症状是骨质疏松,全身疼痛,四肢弯曲变形,脊柱受压也缩短变形,全身多发性骨折,行动困难。19671982年间正式诊断132例,其中90例已死
22、亡。病因神冈炼锌厂排放的含镉废水污染稻田,民长期食用含镉很高的稻米(称为“镉米”)病理由于镉损害了肾小管,使肾功能异常,引起钙、磷代谢障碍,尿钙增多,导致骨质脱钙。此病无特效疗法,死亡率很高,多在营养不良的条件下发病,患者多因全身极度衰弱和并发其他疾病而死亡。此病发病缓慢,潜伏期为28年。现在学习的是第34页,共67页1、悬浮物、悬浮物2、耗氧有机物、耗氧有机物3、植物性营养物、植物性营养物4、重金属、重金属5、难降解有机物、难降解有机物6、石油类、石油类7、酸碱、酸碱8、病原体、病原体DDT/多氯联苯多氯联苯 持持 久久 性性 有有 机机 污污 染染 物物(POPsPOPs)Persiste
23、nt Persistent Organic Organic PollutantsPollutants 。指指难难以以被被微微生生物物降降解解的的有有机机物物,能能在在水水中中长长期期稳稳定定地地存存留留,并并通通过过食食物物链链富富集集最最后后进进入入人人体体。它它们们中中的的一一部部分分化化合合物物即即使使在在十十分低的含量下仍具有致癌、致畸和致突变的作用分低的含量下仍具有致癌、致畸和致突变的作用 首批列入公约控制的首批列入公约控制的POPsPOPs共有共有1212种种(类类)“肮脏的一打肮脏的一打(Dirtydozen)(Dirtydozen)”(1)(1)艾氏剂艾氏剂 (2)(2)狄氏剂
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