《水环境评价与保护》课程要点1、水体污染源、水体污染物的主要种类及其危害?定义:水中存在的各种物质(包括能量),其含量变化过程中,凡有可能引起水的功能降低而危害生态健康,尤其人类的生存与健康时,则称它们造成了水体污染,于是它们被称为污染物。
水体的主要污染物需氧有机物;植物营养物重金属农药;酚类化合物;氰化物石油;酸碱及一般盐类热污染放射性物质病原微生物和致癌物1)耗氧有机物质定义:包括碳水化合物、蛋白质、油脂、氨基酸、脂肪酸、脂类等物质;常以COD、BOD、TOC等指标表示。
污染源:生活污水和工业废水危害:造成水体溶氧亏缺,影响水生生物生长,甚至威胁其生存。
2)植物营养物定义:包括氮、磷、钾、硫及其化合物。
污染源:化肥生活污水的粪便、含磷洗涤剂雨、雪对大气的淋洗和对磷灰石、硝石、鸟粪层的冲刷;危害:水体富营养化3)重金属污染特性:在水中不能被微生物降解,只能发生各种形态之间的相互转化以及分散和富集。
五毒元素:汞、镉、铅、铬、砷污染源:工业废水、废气及废渣危害:急性毒性、三致作用、生物富集4)农药污染源:杀虫剂、除草剂、灭真菌剂、熏剂、灭鼠剂。
危害:环境难降解,造成大气、水体、土壤污染通过食物链生物富集对人体产生毒性对害虫的天敌和其他益虫(鸟)有杀伤作用使害虫产生抗药性。
5)石油类污染源炼油、石化工业含油废水运油车船和意外事故溢油海上采油危害一般每年排入海洋的石油及其制品高达1000万t左右。
石油中很多种成分具有一定的毒性石油污染破坏海洋生物的正常生活环境石油污染破坏海滨风景区和海滨浴场6)酚类化合物污染源:炼焦、钢铁、有机合成、化工、煤气、染料、制药、造纸、印染以及防腐剂制造等工业废水。
危害对人体有慢性毒性使鱼类带异味影响食用影响饮用水水质7)氰化物污染源:电镀、焦化、造气、选矿、洗印、石化、有机玻璃制造、农药等工业废水。
危害:剧毒水体自净能力强(挥发占90%,氧化占10%)8)酸碱及一般盐类污染源:矿山排水、冶金、金属加工酸洗废水和酸雨;碱法造纸、人造纤维、制碱、制革等工业废水。
危害:✓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✓腐蚀管道和船舶✓增加水中的无机盐类和水的硬度✓9)热污染☐定义:指人类活动产生的过剩能量排入水体,使水体升温而影响水生态系统结构的变化,造成水质恶化。
☐污染源:工业冷却水☐危害:水温升高✓溶解性气体过饱和,使水生生物的气泡病✓使化学反应和生化反应速率提高,有毒物质毒性增强;✓使水生生物群落,种群结构发生剧烈变化。
10)放射性物质☐污染源:化工、冶金、医学、农业等行业废水。
☐危害:✓半衰期长✓具“三致”作用✓可经食物链生物富集而放大危害11)病源微生物和致癌物✓定义:包括病菌、病毒、寄生虫。
✓污染源:生活污水和医院废水、制革、屠宰、洗毛等工业废水及牧蓄废水;✓危害:致病、致癌。
2、需氧有机污染物的主要种类、来源及其危害?定义:包括碳水化合物、蛋白质、油脂、氨基酸、脂肪酸、脂类等物质;常以COD、BOD、TOC等指标表示。
污染源:生活污水和工业废水危害:造成水体溶氧亏缺,影响水生生物生长,甚至威胁其生存。
3、水体富营养化的定义及其危害?定义:在人类活动影响下,生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象。
危害:水质恶化:透明度降低、溶解氧减少、水生生物死亡蓝藻产生生物毒素水体中亚硝酸盐、硝酸盐具有毒性湖泊沼泽化4、水体自净的定义、特征及其机制?广义的定义是指受污染的水体经过水中物理、化学与生物作用,使污染物的浓度降低,并恢复到污染前的水平;狭义的定义是指水体中的微生物氧化分解有机物而使水体得以净化的过程。
水体自净的特征①污染物浓度逐渐下降。
②大多数有毒污染物转变为低毒或无毒的化合物。
③重金属由溶解状态被吸附或转变为不溶性化合物,沉淀后进入底泥。
④复杂的有机物被微生物分解利用。
⑤不稳定污染物在自净过程中转变为稳定的化合物。
⑥在自净初期,水中溶解氧急剧下降,到达最低点后又缓慢上升,逐渐恢复到正常水平。
⑦自净初期,水中生物种类和个体数量大量减少,随着自净过程的进行,生物种类和个体数量逐渐回升,最终趋于正常。
水体的自净作用物理作用污染物的分子扩散作用/水流的对流扩散作用/水流的紊动扩散作用物理化学作用当污染物进入水体随水流进行迁移时,它与水中胶体(如硅、铅、铁等氢氧化物,复杂的次生粘土矿物,腐殖质,悬浮物)之间通过吸附—解吸、胶溶—凝聚等作用进行物质交换,水体因此发生污染或自净。
化学作用酸化和碱化氧化—还原作用生物作用生物降解作用生物转化作用生物富集作用5、天然水化学成分特征及其影响因素?天然水的化学成分水的化学性质是由溶解和分散在天然水中的气体、离子、分子、胶体物质及悬浮团体成分、微生物和这些物质的含量决定的。
天然水中各种物质按性质可分三大类:1.悬浮物质无机悬浮物质为泥沙、粘土、微生物(包括细菌、藻类、大肠菌群)2.胶体物质主要为无机硅酸胶体(次生粘土矿物、各种含水氧化物)和有机胶体为腐殖酸。
3.溶解物质包括各种盐类、气体和某些有机化合物。
离子:K+、Na+、Ca2+、Mg2+四种阳离子Cl-、HCO3-、SO42-、CO32-四种阴离子气体:主要为O2、CO2和N2生物原生质:NO3-、NO2-、H2PO4-和HPO42-,此外还有BR、I、Mn等。
网上查的一、天然水的组成在自然界中,完全纯净的水是不存在的。
天然水在循环过程中不断地与环境中的各种物质相接触,并且或多或少地溶解它们,所以天然水实际上是一种溶液,而且是成分极其复杂的溶液。
通过分析,发现天然水中含有的物质几乎包括元素周期表中所有的化学元素。
现仅将天然水中的溶质成分概略地分成以下几类。
(一)主要离子组成K+、 Na+、 Ca2+、 Mg2+、 HCO3-、 NO3-、 Cl-和 SO42- 为天然水中常见的八大离子,占天然水中离子总量的 95%-99% 。
水中这些主要离子的分类,常用来作为表征水体主要化学特征性指标,如表 4-1 所示。
(二)溶解性气体水中溶解的主要气体有: N2、 O2、 CO2、 H2S ;微量气体有: CH4、 H2、 He 等。
(三)微量元素I、 Br、 Fe、 Cu、 Ni、 Ti、 Pb、 Zn、Mn 等。
(四)生源物质NH4+ 、 NO2- 、 NO3- 、 HPO42- 、 PO43- 。
(五)胶体SiO2· nH2O 、Fe(OH)2· nH2O 、Al2O3· nH2O 以及腐殖质等。
(六)悬浮物质铝硅酸盐颗粒、砂粒、粘土、细菌、藻类及原生动物等。
受到人类活动影响的水体,其水中所含的物质种类、数量、结构均与天然水质有所不同。
以天然水中所含的物质作为背景值,可以判断人类活动对水体的影响程度,以便及时采取措施,提高水体水质,使之朝着有益于人类的方向发展。
6、水生生物生存和活动的影响因素?7、什么是水生生态系统的平衡与扰动、破坏与恢复?8、我国流域水环境面临的主要问题?人类活动对水环境的影响主要有哪些方面?9、什么是环境标准?环境标准如何分类?水环境评价标准时国家和地方水环境保护的目标和方向,是水环境管理的基础。
我国现行水环境质量标准主要有:《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)《地下水质量标准》(GB/T14848-93)《海水水质标准》(GB3097-1997)《渔业水质标准》(GB11607-89)《农田灌溉水质标准》(GB5084-92)10、水污染防治的主要措施?防治水污染的主要措施有哪些?⑴减少和消除污染源排放的废水量。
第一,改革生产工艺,减少废水排放量;第二,尽量采用重复用水及循环用水系统;第三,控制废水中污染物浓度,回收有用产品;第四,处理好城市垃圾与工业废渣。
⑵全面规划,合理布局,进行区域性综合治理。
第一,在制定各种规划时,对可能出现的水体污染要采取预防措施;第二,对水体污染源进行全面规划和综合治理;第三,杜绝工业废水和城市污水任意排放,规定排放标准;第四,将同行业废水集中处理,以减少污染源的数目,便于管理;第五,有计划地治理已被污染的水体。
⑶加强监测管理,制定法律和控制标准。
第一,设立环境保护管理机构,协调和监督各部门和工厂保护水源;第二,颁发有关法规,制定保护水体、控制和管理水污染的具体条例。
11、水污染治理的系统工程包括哪些主要技术体系?为什么强调系统工程?12、河流水生态系统的结构和功能。
13、河流连续统理论的主要概念及其对河流生态系统恢复的理论指导意义?15、水环境容量的定义?水环境总量控制的基本思想及其程序。
定义:当水体的自净能力大于污染物进入水体的强度时,水体将不断得到改善,趋于良好状态;反之,水质将不断恶化,严重者将导致污染,使得水体丧失水环境保护所要求的功能,即环境质量低于规定的标准要求。
显然,自然情况下,对已一定的水体,在满足规定的环境质量标准下,允许有一个最大纳污量,该纳污量即常说的环境容量。
16、污染源调查的基本内容及污染源评价的基本方法?非点源污染的特点是什么?研究非点源污染负荷对水体水质影响的重要意义是什么?降雨径流污染负荷形成过程?评价方法1、污染源的单一评价①概念是指根据各类污染源中某种污染物的数量特征(包括排放量与统计参数)进行评价。
②方法排放量评价即排放浓度与排放体积的乘积,单位为mg/h或kg/d。
统计参数评价常用的有下面几种参数:(1)检出率(%):某种污染物被检测出的样点数占监测样点的比率。
一种污染物只有一个检出率。
(2)超标率(%):某种污染物超过评价标准值的标点数占总监测样点的比率。
一种污染物也只有一个超标率。
(3)超标倍数:某种污染物超过评价标准值的浓度与标准值之比。
一种污染物有多少个超标点,就有多少个超标倍数。
(4)标准偏差:某种污染物的标准偏差定义为:式中:δ为实测值离排放标准的标准差,其值越大,排放越严重;ρi 为污染物排放实测浓度;ρoi为污染物排放浓度标准;n 为监测次数2、污染源的综合评价等标污染负荷某污染物的等标污染负荷(Pij)定义为Pij:第j个污染源中的第i种污染物的等标污染负荷,Cij:第j个污染源中第i种污染物的排放浓度,Coi:第i种污染物的评价标准,意义同ρoi;Qij:第j个污染源中第i种污染物的排放流量。
注意:等标污染负荷是有量纲的,它的量纲与计算流量的量纲一致。
等标污染负荷比(分担率)公式:式中:Kij是一个无量纲的数,可以用来确定第j个污染源内部各种污染物的排序。
Kij较大者,对环境贡献较大。
Kij最大者,就是第j个污染源中最主要污染物。
降雨径流污染负荷形成过程:降雨径流过程,这既是淋溶、冲刷污染物的动力,又是污染物质的载体;产沙输沙过程,流失的泥沙除本身就是一种很重要的污染物外,同时还对其它污染物有强烈的吸附作用使之随泥沙迁移,近些年来许多试验证明,约有98%的养分(氮、磷等)是随泥沙流失的;污染物随水流运动中的迁移转化过程,例如污染物随泥沙的沉浮,BOD降解,氮、磷被藻吸收。