水体地球化学环境污染与防治.pptx
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1、一、水体污染物与水体污染源一、水体污染物与水体污染源1 1、水体污染物种类、水体污染物种类(1)(1)耗氧污染物耗氧污染物某些有机化合物在被微生物分解的过程中需要消耗大量的氧,故又某些有机化合物在被微生物分解的过程中需要消耗大量的氧,故又称为需氧污染物。如称为需氧污染物。如C C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 26CO6CO2 2+6H+6H2 2O O 第1页/共72页来源:生活污水、牲畜污水以及食品、造纸、制革、石化等工业废来源:生活污水、牲畜污水以及食品、造纸、制革、石化等工业废水水指标指标溶解氧溶解氧(DO)(DO)生化需氧量(生化需氧量(BODBOD):在好气条件下,
2、微生物分解水体中有机物的):在好气条件下,微生物分解水体中有机物的生物化学过程所需生物化学过程所需DODO的量。的量。第2页/共72页化学需氧量(化学需氧量(CODCOD):用化学氧化剂):用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需的氧量。氧化水中有机污染物时所需的氧量。目前常用的氧化剂主要是:重铬酸钾目前常用的氧化剂主要是:重铬酸钾和高锰酸钾。和高锰酸钾。第3页/共72页(2)(2)植物营养物植物营养物主要是指主要是指N N、P P、K K、S S及其化合物及其化合物来源来源化肥化肥工业废水和生活污水工业废水和生活污水雨、雪对大气的淋洗和对磷灰石、硝石、鸟粪层的冲刷雨、雪对大气的淋洗和对磷灰石、硝
3、石、鸟粪层的冲刷植物营养物质的危害植物营养物质的危害-水体富营养化水体富营养化第4页/共72页 n水体富营养化:水体中植物营养物质含量水体富营养化:水体中植物营养物质含量的增加,将导致水生生物,主要是各种藻的增加,将导致水生生物,主要是各种藻类大量繁殖,藻类过度旺盛的生长繁殖将类大量繁殖,藻类过度旺盛的生长繁殖将造成水体溶解氧急剧变化,使水体处于严造成水体溶解氧急剧变化,使水体处于严重缺氧,而造成鱼类大量死亡。这种现象重缺氧,而造成鱼类大量死亡。这种现象称为水体富营养化称为水体富营养化n一般来说,水体中一般来说,水体中P P超过超过20mg/m20mg/m3 3,或无,或无机氮超过机氮超过30
4、0mg/m300mg/m3 3,即可认为水体处于,即可认为水体处于富营养化状态。可见,对发生富营养化作富营养化状态。可见,对发生富营养化作用来说,用来说,P P的作用大于的作用大于N N。第5页/共72页第6页/共72页水体富营养化的主要危害水体富营养化的主要危害n藻类大量繁殖,耗去水中溶解氧,造成藻类大量繁殖,耗去水中溶解氧,造成水中鱼类窒息而无法生存,水产资源遭水中鱼类窒息而无法生存,水产资源遭破坏破坏n水中含氮化合物的增加,对人畜健康带水中含氮化合物的增加,对人畜健康带来很大危害,硝酸盐超过一定量时有毒来很大危害,硝酸盐超过一定量时有毒性,亚硝酸盐又能在人体内与仲胺合成性,亚硝酸盐又能在
5、人体内与仲胺合成亚硝胺,可使人得癌症,生畸胎并影响亚硝胺,可使人得癌症,生畸胎并影响遗传遗传第7页/共72页(3)(3)重金属重金属在环境污染方面所说的重金属实际上主要是指汞、镉、铅、铬以及在环境污染方面所说的重金属实际上主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的,也指具有一定毒性的一般金属如类金属砷等生物毒性显著的,也指具有一定毒性的一般金属如ZnZn、CuCu、CoCo、NiNi、SnSn等。等。目前最引人注意的是目前最引人注意的是HgHg、CdCd、CrCr、PbPb、AsAs等,也有人称之为等,也有人称之为“五五毒毒”。第8页/共72页重金属污染物的特性:在水体中不能重金属污染
6、物的特性:在水体中不能分解,只发生形态间的转化,及分散分解,只发生形态间的转化,及分散和富集的过程。重金属污染物的危害和富集的过程。重金属污染物的危害最主要的是生物毒性。最主要的是生物毒性。第9页/共72页(4)(4)酚和氰类化合物酚和氰类化合物酚酚来源:工业排放的含酚废水及城市污水的排放来源:工业排放的含酚废水及城市污水的排放危害:引起人类慢性中毒及海鲜肉质异危害:引起人类慢性中毒及海鲜肉质异第10页/共72页氰类化合物氰类化合物来源:工业排放的含氰废水来源:工业排放的含氰废水危害:毒性超强,引起水生动物死亡危害:毒性超强,引起水生动物死亡第11页/共72页水体对氰化物有较强的净化能力,天然
7、水体对氰化物有较强的净化能力,天然水体中净化过程,主要有二个途径:水体中净化过程,主要有二个途径:n挥发排除:挥发排除:CNCN-+CO+CO2 2+H+H2 2O=HCN+HCOO=HCN+HCO3 3-n氧化过程(即生物化学氧化)氧化过程(即生物化学氧化)2CN2CN-+O+O2 22CNO2CNO-CNO CNO-+2H+2H2 2ONHONH4 4+CO+CO3 32-2-第12页/共72页(5)(5)石油石油来源:工业排放,清洗石油运输船只的船舱、机件及发生意外事故,来源:工业排放,清洗石油运输船只的船舱、机件及发生意外事故,海上采油等海上采油等第13页/共72页危害危害可以直接毒死
8、海洋生物可以直接毒死海洋生物石油形成的油膜覆盖海面,减少大气复石油形成的油膜覆盖海面,减少大气复氧和光照,导致水生生物饿死或者缺氧氧和光照,导致水生生物饿死或者缺氧致死致死石油具有强烈黏性,对动物产生毒害石油具有强烈黏性,对动物产生毒害石油中含有难降解有机有毒物质、重金石油中含有难降解有机有毒物质、重金属等,可长期存留并富集,危害渔业安属等,可长期存留并富集,危害渔业安全和人的健康,飘到海边陆地的污染污全和人的健康,飘到海边陆地的污染污染土壤染土壤第14页/共72页(6)(6)农药农药来源:除受农药厂废水污染外,主要是施用于农业的农药,经由大来源:除受农药厂废水污染外,主要是施用于农业的农药,
9、经由大气、地下水及地表迳流迁移而进入水体中气、地下水及地表迳流迁移而进入水体中危害:大多农药脂溶性强,容易在生物体内的脂肪累积,通过食物危害:大多农药脂溶性强,容易在生物体内的脂肪累积,通过食物链对人体造成危害链对人体造成危害第15页/共72页(7)(7)酸碱及无机盐类酸碱及无机盐类酸性废水主要来自三个方面酸性废水主要来自三个方面矿山排水是酸性废水主要来源之一矿山排水是酸性废水主要来源之一 4FeS4FeS2 2+15O+15O2 2+14H+14H2 2O=8HO=8H2 2SOSO4 4+4Fe+4Fe(OHOH)3 3冶金和金属加工酸洗废水冶金和金属加工酸洗废水雨水淋洗含雨水淋洗含SOS
10、O2 2烟气后形成酸雨,流入水烟气后形成酸雨,流入水体体碱性废水主要来自碱法造纸、人造纤维、碱性废水主要来自碱法造纸、人造纤维、制碱、制革等工业废水制碱、制革等工业废水第16页/共72页危害危害破坏水体的自然缓冲作用破坏水体的自然缓冲作用消灭或抑制细菌及微生物的生长,消灭或抑制细菌及微生物的生长,妨碍水体自净妨碍水体自净腐蚀船舶,改变水体的腐蚀船舶,改变水体的PHPH值值大大增加水中的一般无机盐类和水大大增加水中的一般无机盐类和水的硬度的硬度酸碱废水排入土壤会使土壤酸化或酸碱废水排入土壤会使土壤酸化或盐碱化盐碱化第17页/共72页(8)(8)放射性物质放射性物质来源:核动力工厂排出的冷却水,向
11、海洋投弃的放射性废物,核爆来源:核动力工厂排出的冷却水,向海洋投弃的放射性废物,核爆炸降落到水体的散落物,核动力船舶事故泄漏的核燃料;开采、提炸降落到水体的散落物,核动力船舶事故泄漏的核燃料;开采、提炼和使用放射性物质时,如果处理不当,也会造成放射性污染炼和使用放射性物质时,如果处理不当,也会造成放射性污染第18页/共72页危害危害进入人体积累,引起贫血、白血球增生、遗传性变异、癌症等放射进入人体积累,引起贫血、白血球增生、遗传性变异、癌症等放射性疾病性疾病影响水生生物,用污水灌溉的作物,最终通过食物链进入人体影响水生生物,用污水灌溉的作物,最终通过食物链进入人体第19页/共72页(9)(9)
12、病原微生物病原微生物来源:生活污水、畜禽饲养场污水以来源:生活污水、畜禽饲养场污水以及制革、洗毛、屠宰业和医院等排出及制革、洗毛、屠宰业和医院等排出的废水的废水特点:数量大;分布广;存活时间较特点:数量大;分布广;存活时间较长;繁殖速度快;易产生抗药性,很长;繁殖速度快;易产生抗药性,很难绝灭;传统的二级生化污水处理及难绝灭;传统的二级生化污水处理及加氯消毒后,某些病原微生物、病毒加氯消毒后,某些病原微生物、病毒仍能大量存活仍能大量存活 第20页/共72页(10)(10)热污染热污染来源:工矿企业的高温废水和热电厂等的冷却水来源:工矿企业的高温废水和热电厂等的冷却水危害:水中溶解氧减少,还会使
13、水中某些毒物的毒性升高,鱼类的危害:水中溶解氧减少,还会使水中某些毒物的毒性升高,鱼类的种群改变与死亡种群改变与死亡第21页/共72页2 2、水体污染源、水体污染源(1)(1)工业污染源工业污染源悬浮物含量高悬浮物含量高需氧量高需氧量高PHPH值变化幅度大值变化幅度大温度较高温度较高易燃易燃多种多样的有害成分多种多样的有害成分第22页/共72页上虞精细化工园区内的化工企业偷上虞精细化工园区内的化工企业偷排的污水正向杭州湾入海口涌入排的污水正向杭州湾入海口涌入第23页/共72页(2)(2)农业污染源农业污染源有机质、植物营养物及病原微生物含有机质、植物营养物及病原微生物含量高量高化肥和农药含量高
14、化肥和农药含量高第24页/共72页(3)(3)城市生活污染源城市生活污染源含氮、磷、硫高含氮、磷、硫高含有机物质多含有机物质多含有大量合成洗涤剂含有大量合成洗涤剂含有多种微生物含有多种微生物第25页/共72页自然污染源自然污染源在特殊的地质条件下,某些化学元素大在特殊的地质条件下,某些化学元素大量富集,产生毒性,污染水体量富集,产生毒性,污染水体火山喷发和风蚀作用产生的大量灰尘落火山喷发和风蚀作用产生的大量灰尘落入水体,造成水污染入水体,造成水污染在沿海地区,海水侵入污染河流、湖泊在沿海地区,海水侵入污染河流、湖泊和地下水和地下水水生生物的遗体腐败拍引起水体有机污水生生物的遗体腐败拍引起水体有
15、机污染富营养化染富营养化第26页/共72页二、水体中污染物的迁移和转化二、水体中污染物的迁移和转化1 1、水体的自净作用、水体的自净作用 指当水体中排入污染物后,通过一系列的物理、化学和生物变指当水体中排入污染物后,通过一系列的物理、化学和生物变化,使污染物浓度逐渐降低,恢复到污染前水平的过程。化,使污染物浓度逐渐降低,恢复到污染前水平的过程。第27页/共72页(1)(1)物理自净物理自净(2)(2)化学自净化学自净 (3)(3)生物自净生物自净第28页/共72页2 2、天然有机物的降解、天然有机物的降解水体污染物中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪和木质素等有水体污染物中所含的碳水化合物、蛋白质
16、、脂肪和木质素等有机物杂起微生物作用下最终分解为简单的无机物质:二氧化碳机物杂起微生物作用下最终分解为简单的无机物质:二氧化碳和水等。和水等。第29页/共72页(1)(1)碳水化合物在水中的降解碳水化合物在水中的降解碳氢化合物分为多糖碳氢化合物分为多糖(C(C6 6H H1010O O5 5)n n,如淀粉,如淀粉 、双糖、双糖CC1212H H2222O O1111,如蔗糖,如蔗糖 、单糖、单糖CC6 6H H1212O O6 6,如葡萄糖,如葡萄糖 淀粉首先在细胞外水解成为蔗糖,然后在细胞内淀粉首先在细胞外水解成为蔗糖,然后在细胞内(外)再水解为葡萄糖,葡萄糖通过糖解作用转变为(外)再水解
17、为葡萄糖,葡萄糖通过糖解作用转变为丙酮酸丙酮酸丙酮酸在有氧条件下氧化成水和和二氧化碳,在无丙酮酸在有氧条件下氧化成水和和二氧化碳,在无氧条件小生成有机酸、醇、酮等氧条件小生成有机酸、醇、酮等第30页/共72页(2)(2)脂肪和油类的降解脂肪和油类的降解脂肪首先在细胞外水解,生成甘油和脂肪酸脂肪首先在细胞外水解,生成甘油和脂肪酸甘油再水解生成丙酮酸;脂肪酸再水解生成醋酸(细甘油再水解生成丙酮酸;脂肪酸再水解生成醋酸(细胞内外)胞内外)丙酮酸和醋酸在有氧条件下完全氧化成二氧化碳和水;丙酮酸和醋酸在有氧条件下完全氧化成二氧化碳和水;无氧条件下,发酵成各种有机酸无氧条件下,发酵成各种有机酸第31页/共
18、72页(3)(3)蛋白质的降解蛋白质的降解首先是在水解作用下脱掉氨和羟基,形成氨首先是在水解作用下脱掉氨和羟基,形成氨基酸基酸氨基酸进一步分解脱氨基,生成氨。通过硝氨基酸进一步分解脱氨基,生成氨。通过硝化作用生成亚硝酸化作用生成亚硝酸第32页/共72页3 3、碳氢化合物的降解、碳氢化合物的降解第33页/共72页20022002年1212月2525日,西班牙士兵在加利西亚地区的一处海滩清理“威望”号油轮泄漏的燃油 第34页/共72页第35页/共72页20102010年年5 5月月2 2日晚上日晚上6 6时时1010分许,东营向黄岛方向输分许,东营向黄岛方向输送原油的主管道胶州市九龙镇工业园段管道
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