第6讲-水体污染与环境健康.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,杭州自来水出现异味 警方查出两起特大污染案,衢州警方破获了浙江首例特大污染环境案，摧毁了一整条从生产企业到经营企业、运输车主、倾倒点建造者、倾倒人员等涉及污染环境犯罪的利益链条。这也是迄今为止，国内警方破获的各个犯罪环节最完整的环保大案。,自来水异味来源依旧不明,19,日，由杭州环保、城管等多部门联合召开的新闻发布会上，杭州市水务集团副总经理张利华表示，杭州水质是安全的，但同时建议年幼体弱及老人饮用桶装水。,杭州市环保局污防处处长沈海峰表示，自,12,月,10,日起，环保部门即对杭州市境内工业企业进行排查，检查企业,192,家次，但尚未发现直接导致本次水质异味的情况。下一步会继续对钱塘江流域内的工业企业进行全力排查。,近年重要的水污染事件,淮河水污染事件震惊中外：,1994,年,7,月，淮河上游因突降暴雨而采取开闸泄洪的方式，将积蓄于上游一个冬春的,2,亿立方米水放下来。水经之处河水泛浊，河面上泡沫密布，顿时鱼虾丧失。下游一些地方的居民出现恶心、腹泻、呕吐等症状。经取样检验证实，上游来水水质恶化，沿河各自来水厂被迫停止供水达,54,天之久，百万淮河民众饮水告急。,2004,沱江“,302”,特大水污染事故：,大量高浓度工业废水流进沱江，四川五个市区近百万老百姓顿时陷入了无水可用的困境，直接经济损失高达,2.19,亿元。川化股份公司在对其日产,1000,吨合成氨及氨加工装置进行增产技术改造时，发生故障致使含大量氨氮的工艺冷凝液,(,氨氮含量在每升,1000,毫克以上,),外排出厂流入沱江。此外，该公司环保设备未正常运转，导致高浓度氨氮废水,(,氨氮含量在每升,1000,毫克以上，国家标准为每升,60,毫克以内,),外排出厂。,我国水体污染日益严重,影响范围越来越大、污染状况日益加剧；,中国已成为藻类大发生的国家之一；,藻类发生频率：湖泊面积,50km,2,超过,70,;,湖泊面积,V,V,V,IV,IV,V,力洋水库内,18,个水样,上游河道,3,个水样,共,21,个水样超标情况,;,括号内包括河道；采样时间：,2003,年,1,月,20,日,2010,年污水排放总量,610,亿,m,3,，,80%,未经处理直接排入江河湖库。,水环境恶化严重影响了我国经济社会的可持续发展,天然水的化学组成,天然水中的溶质成分可大略地分为,5,组：,1,）,溶解气体,：,O,2,、,CO,2,、,CH,4,、,H,2,S,等；,2,）,离子,：,阴离子,-Cl,-,、,SO,4,2-,、,HCO,3,-,、,CO,3,2-,阳离子,-K,+,、,Na,+,、,Ca,2+,、,Mg,2+,；,3,）,微量元素,：天然水中含量低于,10,-3,%,的阴离子（如,I,-,、,Br,-,、,F,-,）、微量金属离子及放射性元素等；,4,）,生源物质,：在成因上与生命活动有关的物质，主,要是,N,、,P,化合物；,5,）,胶体,：,无机胶体和有机胶体。（,S,i,O,2,H,2,O,，,Al,2,O,3,腐殖质胶体）,此外，还有悬浮物（如细菌、藻类、原生动物、泥沙、黏土及其它不溶物质）。,水环境污染,指水体因某种物质的介入，导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。,污染后果,：水体缺氧、富营养化、使水体具有生物毒性、水体功能破坏等；,水环境承载能力,指一定水域，在水体功能能够继续保持并仍维持良好生态系统的条件下，容纳污水及污染物的最大能力。具体体现在纳污能力上。,纳污能力：,指满足水域功能要求的前提条件下，按照给定的水质目标值、设计水量及排污方式条件下，水体所能容纳的最大污染物量。,水体自净过程,物理净化过程,：当污染物进入水体后，可溶物质或悬浮颗粒，通过流动得到稀释和扩散；固体物质经沉淀后析出；,化学净化过程,：污染物通过氧化、还原、吸附和凝聚等使浓度降低；,生物净化过程,：通过生物活动，尤其是微生物的作用，使污染物分解而降低浓度。,水体污染物的类型,根据污染源的空间分布：点源和非点源,污染物性质分：物理性污染物、化学性污染物、生物类污染物、复合污染；,点源污染与面源污染,点源：有固定排放点的污染源，包括工业废水，城镇生活污水，规模化、集约化养殖场等；,非点源（面源）：相对于点源污染而言，是指溶解的和固体的污染物从非特定的地点，在降水（或融雪）冲刷作用下，通过径流过程而汇入受纳水体（包括河流、湖泊、水库和海湾等）并引起水体的富营养化或其它形式的污染，包括化肥施用、畜禽养殖、水土流失和农村生活污水等；,非点源污染已上升为主要因素。,（,1,）工业废水,：工业企业在生产过程中排出的废水，包括工艺过程用水、机械设备冷却水、烟气洗涤水、设备和场地清洗水及生产废液等。,不同类型的废水含有不同的污染物，会造成不同的污染效应，如采矿、选矿及金属冶炼废水会造成重金属污染；而造纸废水排放的造纸黑液（在生产中最后排出原料中的非纤维素部分）有机污染。,（,2,）,生活污水,：日常生活中产生的各种污水。,（,3,）农业退水,：农作物栽培、牲畜饲养、食品加工等过程中排出的污水和液态废物、农药和化肥。,物理性污染物,水体物理性污染指水温、色度、臭味、悬浮物及泡沫等；热污染是最常见、最主要的形式；,热污染：高温,(60),的工业废水排入水体，使水体水温升高，物理性质发生变化，危害水生动、植物的繁殖与生长；,来源：火,(,核,),电厂冷却水、冶炼厂、石油化工厂、炼焦炉、钢厂,化学污染物,水体,化学污染物,分为：,无机无毒物,：酸碱、无机盐、无机氮磷等；,无机有毒物,：重金属、氰化物、氟化物；,有机无毒物,：易分解物质如碳水化合物、蛋白质、油脂、氨基酸、木质素等；,有机有毒物,：人工合成的，如多氯联苯等,;,耗氧有机物,：生活污水和工业废水中所含糖类、脂肪、蛋白质、木质素等有机物，可以微生物的作用下最终分解为简单的无机物，其分解过程需要消耗大量的氧，称为耗氧有机物。由此类污染物造成的污染称耗氧有机污染；,来源：工业废水、城镇生活污水、畜禽养殖污水,其他污染物,酚类、农药,油类：船舶漏油和清洗，钻井、油管和储存器泄漏，工业废水、城镇生活污水排放；,氰化物污染：,酸污染：矿山排水、冶金和金属加工酸洗废水、酸沉降等；,病原体污染：病源菌、寄生虫、病毒；,放射性污染：核电厂、核武器试验、工业和农业等部门应用的放射性同位素,;,有毒有机物污染,生活污水排放,农畜牧渔业生产,地表径流,固体废弃物,氮、磷污染负源分析,水体污染物来源,大气污染沉降,肥料施用,莆田北洋区河道内的污染物举例,莆田市城区河道污染举例,莆田市城区河道污染举例,水体水质污染指标,表征水体污染指标项目较多，可分为三大类：,第一类：物理性水质指标,A,感官物理性状指标：如温度、色度、嗅味、浊度、透明度等。,B,其它物理性状指标。如悬浮固体、电导率等。,第二类：化学性水质指标,A,一般的：,pH,、碱度、各种阴阳离子等。,B,有毒污染物浓度：重金属、氰化物、多环芳烃。,C,耗氧有机物含量指标：,COD,、,BOD,、,TOC,等。,第三类：生物学水质指标,细菌总数、总大肠杆菌数、各种病原细菌和病毒。,几个重要的水体质量指标,色度,透明度,溶解氧,化学需氧量,生化需氧量,总有机碳,溶解氧（,DO,）,溶解于水中的分子态氧称为溶解氧,。,测定方法：,1,、碘量法（清洁水样）,2,、修正碘量法（受污染地面水和工业废水）,3,、氧电极法（受污染地面水和工业废水）,水中溶解氧低于,3,4mg,L,时，许多鱼类呼吸困难，继续减少，则会窒息死亡。一般规定水体中的溶解氧至少在,4mg,L,以上,COD,和高锰酸钾指数,化学需氧量,(Chemical Oxygen Demand,COD),：,指在一定条件下，氧化,1,升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的,mg/L,表示。,高锰酸盐指数,(Permanganate Index,OC),：,以高锰酸钾溶液为氧化剂测得的化学耗氧量。国际标准化组织（,ISO,）建议高锰酸钾法仅限于地表水、饮用水和生活污水。,BOD,生化需氧量,(Biological Oxygen Demand,BOD),：,在有溶解氧的条件下，好氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量。,五天培养法（,20,）,:,水样经稀释后，在,201,条件下培养,5,天，求出培养前后水样中溶解氧含量，二者的差值为,BOD,5,。,总有机碳（,TOC,）,总有机碳是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。由于,TOC,的测定采用燃烧法，因此能将有机物全部氧化，它比,BOD,5,、,COD,更能反 应有机物的总量。,燃烧氧化非色散红外吸收法,:,将一定量水样注入高温炉内的石英管，在,900-950,下，以铂和三氧化钴或三氧化二铬为催化剂，使有机物燃烧裂解转化为二氧化碳，然后用红外线气体分析仪测定,CO,2,含量，从而确定水样中碳的含量，即总碳量（,TC,）。,先将水样酸化，通入氮气曝气，驱除各种碳酸盐生成的,CO,2,，然后再注入仪器内测定，即,TOC,。,把等量水样分别注入高温炉和低温炉，则水样中有机碳和无 机碳均转化为,CO,2,，依次导入非色散红外气体分析仪，分别测得总碳（,TC,）和无机碳（,IC,），二者之差即为,TOC,。,环境质量标准（,Environmental Quality Standards,）,是 国家为保护人群健康和生存环境，对污染物（或有害因素）容许含量（或要求）所作的规定。,环境质量标准体现国家的环境保护政策和要求，是衡量环境是否受到污染的尺度，是环境规划、环境管理和制订污染物排放标准的依据。,环境质量标准是随着环境问题的出现而产生的。产业革命以后，英国工业发展造成的环境污染日益严重。,1912,年，英国皇家污水处理委员会对河水的质量提出三项标准，即五日生化需氧量（见生化需氧量）不得超过,4,毫克,/,升，溶解氧量不得低于,6,毫克,/,升，悬浮固体不得超过,15,毫克,/,升，并提出用五日生化需氧量作为评价水体质量的指标。,环境质量标准按环境要素分，有水质量标准、大气质量标准、土壤质量标准和生物质量标准四类，每一类又按不同用途或控制对象分为各种质量标准。,水环境质量标准,水质量标准按水体类型分为地面水质量标准、海水质量标准和地下水质量标准等,;,按水资源的用途分为生活饮用水水质标准、渔业用水水质标准、农业用水水质标准、娱乐用水水质标准和各种工业用水水质标准等。,地表水环境质量标准,(GB 3838-2002,）,项目,类,类,类,类,类,溶解氧,饱和率,90%(7.5),6,5,3,2,高锰酸盐指数,2,4,6,10,15,化学需氧量（,COD,）,15,15,20,30,40,五日生化需氧量（,BOD5,）,3,3,4,6,10,氨氮（,NH,3,-N,）,0.15,0.5,1.0,1.5,2.0,总磷（以,P,计）,0.02,(0.01),0.1,(0.025),0.2,(0.05),0.3,(0.1),0.4,(0.2),总氮（湖、库，以,N,计）,0.2,0.5,1.0,1.5,2.0,地表水环境质量标准,(GB 3838-2002,）,项目,类,类,类,类,类,铜,0.01,1.0,1.0,1.0,1.0,锌,0.05,1.0,1.0,2.0,2.0,氟化物（以,F-,计）,1.0,1.0,1.0,1.5,1.5,硒,0.01,0.01,0.01,0.02,0.02,砷,0.05,0.05,0.05,0.1,0.1,汞,0.00005,0.00005,0.0001,0.001,0.001,镉,0.001,0.005,0.005,0.005,0.01,铬（六价）,0.01,0.05,0.05,0.05,0.1,铅,0.01,0.01,0.05,0.05,0.1,氰化物,0.005,0.05,0.2,0.2,0.2,挥发酚,0.002,0.002,0.005,0.01,0.1,石油类,0.05,0.05,0.05,0.5,1.0,阴离子表面活性剂,0.2,0.2,0.2,0.3,0.3,硫化物,0.05,0.1,0.2,0.5,1.0,粪大肠菌群（个,/L,）,200,2000,10000,20000,40000,无机污染物及其修复,无机污染物（,Inorganic Pollutant,），由无机物构成的污染物。如各种有毒金属及其氧化物、酸、碱、盐类、硫化物和卤化物等。,无机污染物通过沉淀-溶解、氧化-还原、配合作用、胶体形成、吸附-解吸等一系列物理化学作用进行迁移转化，参与和干扰各种环境化学过程和物质循环过程，最终以一种或多种形态长期存留于环境，形成永久性的潜在危害。,水体无机污染物：重金属、,N,、,P,等,水体无机污染物,无机有毒物：,重金属、氰化物,无机无毒物：,酸,：矿山排水、冶金和金属加工酸性洗液排入水中；,碱,：制碱业、碱法造纸、制革业废水；,氮、,磷,：,生活污水、农田排水，造成水体的富营养化污染。,重金属,重金属在环境中的行为和影响主要特征：,在自然界中分布非常广泛。,在生产和生活中有着广泛的应用，各种各样的重金属污染源由此而存在于环境中。,重金属具有不同的价态、活性和毒性效应。通过水解反应，易生成沉淀物。重金属还可以与无机、有机配体反应，生成络合物和螯合物。,重金属对人体和生物体的危害,：第一，毒性大；第二，生物不易降解，却能将某些重金属转化为毒性更强的金属有机化合物；第三，食物链的生物富集放大作用；第四，通过多种途径进入人体，积蓄在某些器官中，造成慢性中毒。,目前最引起人们注意的是,汞、镉、铅、砷、铬,等。,湖南岳阳砷污染,2006,年,9,月,8,日,15,时，岳阳市环境监测中心站在对岳阳县城饮用水源新墙河水质进行水质例行监测时，发现砷浓度为,0.310.62 mg/L,，超标,10,倍左右。新墙河是岳阳县城,8,万多居民的自来水取水口。,建在新墙河上的岳阳县自来水厂取水塔,砷中毒症状及后果,三氧化二砷，俗称砒霜。属无臭无味的白色粉末，高毒，为致癌物。主要影响神经系统和毛细血管通透性，对皮肤和粘膜有刺激作用。中毒后会出现恶心，呕吐，腹痛，四肢痛性痉挛，最后会昏迷、抽搐，呼吸麻痹而死亡。如果是慢性中毒，也会导致肝肾损害与多发性周围神经炎,最终可致肺癌、皮肤癌。,内蒙古某地村民长期饮用含砷严重超标的地下水，致使不少村民患有严重的皮肤病。,东海废电池污染,实验表明，,1,节废电池全部溶出的金属足以使该水体内,50%,的生物达到急性死亡。在随后的解剖实验里，在,3,种生物体内都发现程度不同的重金属超标。,农业部东海区渔政渔港监督管理局新近提供的信息称，中国东海区每年约有,500,万节渔用干电池被弃在海中。这些干电池被海水不断侵蚀，腐蚀，其中的金属被逐渐析出，对海洋环境造成危害。,铅中毒,铅中毒常年饮用铅含量过高的水时，人经常神经衰弱、头痛、头晕、情绪不稳定、失眠、记忆衰退，损伤泌尿系统，影响婴儿智力发育，还会蓄积在骨骼中。自来水管道所用的钢材中含有铅，夜间自来水停止使用，水在其中积存,10,多个小时，清早打开水龙头时水中铅含量最高。,汞,Hg,（,）,汞的毒性很强，而有机汞化合物的毒性又超过无机汞。,无机汞如,HgCl,2,等难溶，因而不易进入生物组织；有机汞如烷基汞、苯基汞等，有很强的,脂溶性,，易进入,生物组织,，并有很高的,蓄积,作用。,无机汞在水体中易沉积于底层沉积物中，在微生物作用下可转化为有机汞而进入生物体内，再通过食物链作用逐渐浓集，最后影响到人体。,汞在无脊椎动物体中的富集可达,10,万倍，日本的,水俣病,就是人长期吃富集,甲基汞,的鱼而造成的。,水俣病,工厂排放的无机汞在海底微生物作用下转化成为甲基汞，甲基汞通过水,浮游生物,贝类,鱼类，人吃了这种鱼全身麻痹，猫狗 吃了会“发疯”。因首次发生在日本水俣湾而得名。,痛痛病与女儿村,痛痛病人类食用了受镉污染的水和,食物后，镉在人体内一点一点地蓄积下来,，使人慢性中毒，当积累到一定程度时，,就会导致痛痛病。痛痛病发作时，哪怕轻,微的一点动作如咳嗽，都会使病人骨骼折,断，弯曲变形，甚至一呼一吸都使人剧痛,不已。,女儿村人体中镉元素增加时，可以影响男性精子的成熟，并使其活力受损。我国福建省清流县高坂村的三口水井中镉量特别高，从,1965,年迁入起二十多年间，全村不生男孩，成了远近文明的女儿村。,重金属在水体中不能为微生物所降解，只能产生各种形态之间的相互转化以及分散和富集，这种过程称之为重金属的迁移。按照物质运动的形式，可分为,机械迁移,是指重金属离子以溶解态或颗粒态的形式被水流机械搬运，迁移过程服从水力学。,物理化学迁移,是指重金属以简单离子、配离子或可溶性分子，在环境中通过一系列物理化学作用（水解、氧化、还原、沉淀、溶解、吸附作用等）所实现的迁移与转化过程。是重金属在水环境中最重要的迁移转化形式。,重金属在水体中的转化,沉淀作用,重金属在水中可生成氢氧化物，硫化物或碳酸盐等难溶物质。其结果使重金属污染物在水体中的扩散速度和范围受到限制，这从水质自净方面看是有利的，但大量重金属因而沉积于排污口附近的底泥中，并可能在环境条件改变时重新释放出来。,吸附作用,重金属离子由于带正电，在水中易于被带负电的胶体颗粒所吸附。,氧化还原作用,氧化还原作用在天然水体中有较重要的地位。由于氧化还原作用的结果，使得重金属在不同条件下的水体中以不同的价态存在，而价态不同其活性与毒性也不同。,物理化学迁移,是指重金属通过生物体的新陈代谢、生长、死亡等过程所进行的迁移。这种迁移过程比较复杂，它既是物理化学问题，也服从生物学规律。所有重金属都能通过生物体迁移，并由此使重金属在某些有机体中富集起来，经食物链的放大作用，构成对人体的危害。,如淡水鱼可富集汞,10000,倍、镉,3000,倍等。藻类对重金属的富集程度更为强烈。,生物迁移,地方性甲状腺与氟斑牙,地方性甲状腺肿在正常条件下，人的机体一昼夜所需的碘约为,50200,g,之间。一些地方由于天然水化学组成的地区性特点或由于人类的活动改变了其化学组成而水中缺碘，人如果长期饮用此地的水，而又无法从食物中补碘，会导致甲状腺肥大。缺碘还会影响儿童的智力发育，造成痴呆。,氟斑牙水中含氟,1 ppm,时，可防龋齿，但长期饮用超过,1.5 ppm,的水时，牙会变脆，长黑斑，产生氟斑牙。,水体氮磷污染与富营养化,2006,年,7,月，遵义磷肥厂发生两起工业废水管道泄漏、酸性废水直排洛江河引起死鱼的事件。环保部门应急监测了所有点位，结果发现泄漏废水的,pH,值、总磷、氟化物均超标，其中氟化物最高超标达,10.9,倍，使部分河段污染严重。,水体富营养化,水体富营养化（,Water eutrophication,）：是水环境中普遍存在的水质污染现象，通常是指湖泊、水库和海湾等封闭性或半封闭性水体以及某些河流水体内的氮、磷等营养元素的富集，水体生产力提高，某些特征性藻类（主要为蓝藻、绿藻）异常增殖，水质不断恶化的过程。,藻类：蓝色、红色、棕色、乳白色，湖面称为“水华,(Water blooms)”,或“湖靛”，海湾或河口称为“赤潮（,Red tides,）”。,水 华,赤 潮,水体富营养化现状与趋势,近年来，水体富营养化逐渐成为一个日趋严重的世界性问题。我国江河、湖泊和水库普遍受到污染，直接威胁着饮用水的安全和人民的健康，影响到工农业生产和农作物安全,同时水污染也加剧了水资源的短缺。因此解决水体富营养化问题已经迫在眉睫。,我国,131,个主要湖泊和,39,个大中型水库：富营养化湖泊,67,个（,51.20%,），水库,12,座（,30.80%,）。,重富营养区,富营养区,中营养区,贫营养区,贫营养区,磷浓度,(mg/L),0.019,1.0,0.413,0.,0,65,巢湖,太湖,洪泽湖,洞庭湖,鄱阳湖,东山湖,磁湖,西湖,麓湖,甘棠湖,长春南湖,流花湖,荔湾湖,蘑菇湖,草海,玄武湖,南太子湖,墨水湖,东湖,东钱湖,什刹海,南宁南湖,瘦西湖,南四湖,呼伦湖,镜泊湖,邛海,淀山湖,固城湖,乌梁素海,滇池,五,大,莲,池,白洋淀,岱海,哈素海,千岛湖,抚仙湖,洱海,兴凯湖,松花湖,纳木错,青海湖,博斯腾湖,柴窝堡湖,长白天池,我国主要湖泊富营养化的状态,0.235,0.765,10,总氮浓度,4.50,(mg/L),0,中,营养,69,富营养,27,贫营养,4,70,年代后期,贫营养,0,富营养,85,中营养,15,90,年代后期,中营养,35,贫营养,4,富营养,61,80,年代后期,据调查的,26,个湖泊，在,70,年代末富营养化湖泊只占,27,，,80,年代末达,61,，,90,年代末高达,85,，,2000,年以后发展更为迅速。我国已成为国际上湖泊富营养化严重国家之一。,湖泊富营养化发展速度迅速,我国湖泊富营养化现状,55,2007,年重点湖库营养状态指数,我国主要湖泊水质情况,（,2002,）,我国,131,个主要湖泊和,39,个大中型水库：富营养化湖泊,67,个（,51.20%,）、水库,12,座（,30.80%,）。,太湖,、,类水质断面占,12%,，,类水质断面占,64%,，,类水质断面占,12%,，劣于,类水质断面占,12%,；中营养水平的水域占太湖总面积的,16.5%,，富营养水平的占,83.5%,，富营养程度逐年加重。,云南滇池水质劣于,类，处于富营养状态。,巢湖东半湖水质为,类，西半湖水质为,类，东西半湖均处于富营养状态。,富营养化的趋势,指标,2006,年,2010,年预测值,富营养化面积,（,km,2,）,5000,6700,具备发生富营养化的湖泊面积,（,km,2,）,14000,西部,中部,东部,45,15,%,30,13.4,29.9,56.7,富营养化湖泊分布情况,Eutrophication,昆明滇池,我国湖库富营养化日趋严重,南京玄武湖,贵州红枫湖,2007,年,太湖藻类爆发,太湖富营养化,氮、磷等营养元素的富集是富营养化主要原因！,滇池,巢湖,太湖梅梁湾,滇池草海水葫芦,太湖湖体水质年际变化,太湖环湖河流水质年际变化,随营养盐浓度的增加，太湖水体中蓝藻水华发生的频率、程度、面积也呈逐渐增加的趋势。,1950,s,1970,s,1980,1987,1994,2000,2006,太湖蓝藻水华发生面积的变化,滇池湖体水质年际变化,滇池环湖河流水质年际变化,巢湖湖体水质年际变化,巢湖环湖河流水质年际变化,饮用水库富营养化日趋增多，威胁饮用水源安全,江浙地区,80%,饮用水源已转移到水库，然而,70%,以上的饮用水库已富营养化，氮素水平比富营养化标准高,4,倍，直接威胁饮用水源安全和人体健康。,保护饮用水源，开展大型饮用水库生态净化技术的集成创新迫在眉睫！,饮用水库污染现状,宁波横山水库,宁波皎口水库,宁波周公宅水库,宁波横溪水库,宁波三溪浦水库,宁波白溪水库,全年库体水质,总氮,2.5mg/L,、总磷,0.025mg/L,绍兴市汤浦水库,位于小舜江下游，,库区水面面积近15,km,2,，控制流域集水面积,460 km,2,供水范围为绍兴市区、绍兴县、上虞市，设计终期最大供水规模为,100,万,t/d,，多年平均供水量,27820,万,m,3,，是虞绍平原重要的饮用水源，服务人口,400,万。,绍兴市汤浦水库水质情况,检测项目,单位,类标准值,年份,2003,2004,2005,溶解氧,mg/L,7.5,9.3,11.1,11.4,耗氧量,(,以,O,2,计,),mg/L,2,2.4,2.5,2.2,COD,cr,mg/L,15,7.1,8.1,7.4,BOD,5,mg/L,3,0.62,1.3,0.4,氨氮,mg/L,0.15,0.13,0.12,0.17,总磷,(,以,P,计,),mg/L,0.01,0.03,0.02,0.02,总氮,(,以,N,计,),mg/L,0.2,1.1,1.73,2.05,根据多年监测的结果，水库总氮、总磷超过地表,II,类水标准，有些年份甚至达到劣,V,类标准。,若按每年水库出流量,2.8510,8,m,3,(,日供水规模,10,万吨,),计，要将输出的饮用水源水总氮浓度,2mg/L,降低到,1mg/L,，需要每年从水体中取出氮素,285 t,以上。,水库富营养化发展趋势明显,2001,年和,2003,年的,5,月份，水库已分别发生了两次大面积的“水华”现象，范围遍及整个水库，持续时间近,1,个月。,2004,年,12,月调查资料，北溪沿河平均总氮最高，达,4.08 mg/L,；王化溪次之，为,3.30 mg/L,；南溪为,3.23 mg/L,。且该水库中氮的形态主要为硝态氮。,湖泊富营养化评价方法及分级,72,TLI,（,chla,）,=10,（,2.5+1.086lnchl,）,TLI,（,TP,）,=10,（,9.436+1.624lnTP,）,TLI,（,TN,）,=10,（,5.453+1.694lnTN,）,TLI,（,SD,）,=10,（,5.118-1.94lnSD,）,TLI,（,COD,Mn,）,=10,（,0.109+2.661lnCOD,）,单位：,chla,：,mg/m,3,，,SD,：,m,；其它为,mg/L,。,0,100,70,60,50,30,贫营养,中营养,富营养,轻度,中度,重度,营养状态,TLI(,),我国湖泊营养状态评价方法,分级标准,参数项目,单位,贫营养,中营养,富营养,总磷浓度,mg/L,0.02,叶绿素浓度,g/L,10,赛克板透明度,m,3.7,2.03.7,80,1080,10,吉克斯塔特划分水质营养状态的主要参数和标准,评价水体的营养状态，需要综合考虑水体中、浮游植物和水生高等植物中的氮、磷总量。,2,营养增加阶段,3,4,生产力上升阶段,5,6,沉水植物消亡阶段,藻华严重发生阶段,黑臭阶段,健康阶段,1,湖泊富营养化过程,大量营养盐输入,水化学平衡变化,pH,值升高,DO,降低,CO,2,降低,生态系统失调,藻类异常增殖,初级生产力失衡,生态系统结构破坏,湖泊生态系统功能丧失,水化学平衡变化,湖水,pH,上升。,pH,上升有利于水华藻类的生长，而大量藻类的异常增殖又进一步提高湖水的,pH,值，进而为水华藻类入微囊藻的大量增殖提供了适宜的生长环境。,DO,下降。,DO,下降有利于蓝藻的生长，而对其他藻类生长不利，这样蓝藻能够很快形成竞争优势。,CO,2,降低。,CO2,在水中溶解度随水温升高而降低，当湖水氮磷营养盐对藻类生长已达到饱和的情况下，碳也有可能成为限制因子，此时增加碳有利于水华藻类生长。,1,）大型水生植物能起到净化水质的作用，它的消失直接削弱了水体自净的能力,2,）大型水生植物是与浮游植物竞争养料的，前者的消失使后者能独享养料资源，导致浮游藻类的大量孳生，反过来通过在养料和光照方面的竞争优势，进一步压制水草的恢复,3,）大型水生植物能够分泌化感物质，抑制藻类生长,4,）水草是好几种产粘性卵的鱼类、螺类以及水生昆虫卵粒附着的基质，产出的鱼卵、虫卵、和螺的卵囊没有水草可资附着，卵的孵化率大大降低,5,）水草也是许多幼鱼和水生无脊椎动物躲避敌害的隐蔽场所，少了这样的避难所，这类动物死亡的机率大增，进而影响到生态系统的生物多样性。,大型水生植物消失的影响,水体富营养化程度与营养元素含量的关系,据测定，每增殖,1g,藻类，约消耗,0.009 g P,、,0.063 g N,、,0.07g H,、,0.36g C,、,0.50 g,氧以及,Mn,、,Fe,、,Cu,、,Mo,等各种微量元素。,据计算，每,1 g N,可增殖,10.8 g,藻类，每,1 g P,可增殖,78,克藻类,由此可见，水体中,N,、,P,含量直接决定藻类的繁殖速度，因而影响到湖泊富营养化进程。其中,P,是最主要的限制性因子。,因此，控制水体富营养化，最重要的是控制,P,污染物进入水体。,Liebig,最小值定律：,藻类生长会因水中某种元素不足而受到抑制。这种元素称为,限制性元素,。,富营养化程度,总磷,无机氮,极贫,5,100,1500,水体中氮,/,磷含量,(mg/m,3,),与富营养化程度,之间的关系,(,托马斯,),水体中氮,/,磷含量,(,mg/m,3,),与富营养化程度之间的关系,(,坂本,),富营养化程度,总磷,无机氮,贫营养,220,20200,中营养,1030,100700,富营养,1090,5001300,流动水,2230,501100,水体总氮和总磷允许负荷,(g/m,3,a)(,日本,),平均水深,(m),允许负荷,危险负荷,总氮,总磷,总氮,总磷,5,10,50,100,150,200,1.0,1.5,4.0,6.0,7.5,9.0,0.07,0.15,0.25,0.40,0.50,0.60,2.0,3.0,8.0,12.0,15.0,18.0,0.13,0.20,0.50,0.80,1.00,1.20,富营养化的危害,水体外观呈色、变浊、影响景观：透明度低、表面有“水华”现象，藻体成片成团地漂浮,水质变劣：水体散发不良气味：土腥素，硫醇、吲哚、胺类、酮类等；溶解氧下降，分解有机物及藻类残体造成细菌的大量繁殖，消耗掉水中的氧气。富营养化水中含有亚硝酸盐和硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，会中毒致病。,水生生物大量死亡。,产生毒素：甲藻产生石房毒素、进入食物链。,加速湖泊衰老：藻类繁殖,水生生物增加,排泄物和残体沉积,湖床抬高,湖水变浅,-,沼泽化,-,加速了衰老进程,滇池，从,1985,年开始，年年出现蓝藻暴发，不仅失去了原有的美学价值，而且还成为威胁人们健康的污染源,海埂一线的岸边，湖水如绿油漆一般,蓝藻大量繁殖，湖水如绿油漆一般,绿浪翻滚，远处是著名的睡美人西山,我国湖泊主要污染物类型,富营养化、沙化，三湖三河一湾一市,环境治理重点,太湖,巢湖,滇池,辽河,海河,淮河,渤海湾,北京,思考题,水体有哪几类主要污染物？,水体中氮磷为什么会成为污染物？氮磷浓度过高会导致什么后果？有什么危害？,结合所学知识，试论述我国水体环境持续恶化的原因。,