4.水环境保护.ppt
第四章 水 环 境 保 护,第一节 概 述,环境组成,水-生命之源,水资源短缺,缺水是全世界城市面临的首要问题，估计到2050年，全球有46%的城市人口缺水，对于水资源稀少的地区来说，水已经超出了生活资源的范围，而成为了战略资源。,1993年1月18日,第47届联合国大会作出决议,确定每年的3月22日为“世界水日”。,世界水日：3月22日,2010年：“关注水质、抓住机遇、应对挑战”（Communicating Water Quality Challenges and Opportunities）2011年：“城市水资源管理”（water for cities）2012年：“水与粮食安全”（Water and Food Security）2013年:“水合作”（Water Cooperation）2014年:“水与能源”(Water and Energy)2015年：“水与可持续发展”（Water and Sustainable Development）,2016年：“水与就业”（Water and Job）,中国水周宣传主题,水环境污染,世界卫生组织的调查显示：,全世界80%的疾病由饮水污染造成；全世界50%的儿童死亡由饮水污染造成；全世界12亿人口因饮水被污染而患上多种疾病；全世界每年有2500万儿童死于水污染引发的疾病,2012年12月31日，山西长治苯胺泄露事故,天脊煤化工集团有限公司，8.7吨苯胺排入浊漳河，引发河北邯郸市大面积停水，河南安阳市饮用水安全问题。,2012年1月15日，广西龙江河镉污染事故,2012年1月15日，广西龙江河宜州拉浪乡码头前200米水中重金属镉（Cd）含量超过地表水环境质量标准80倍；27日下游柳江的上游河段Cd浓度超标5倍；29日柳州城段一电站Cd浓度超标8倍.,祸源,广西金河矿业股份有限公司冶化厂未依法建设渣场，致使堆放的浸出渣、压滤渣的渗滤液以及厂区内收集的初期雨水均严重超出国家排放标准的高浓度镉废液，通过天然岩溶落水洞进入龙江河，而且冶化厂水汽车间回用水处理站也将不符合国家排放标准的污水，通过管道排入龙江河。河池市金城江区鸿泉立德粉厂在非法进行碳酸锌、铟等产品生产过程中，无任何污染防治措施，私设暗管、竖井，将含镉废水偷排入龙江河。,2007年太湖蓝藻肆虐，无锡供水危机,“北京一对研究水质的夫妇20年不喝自来水”,生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）检测指标106项,水的社会循环,饮用水是否安全？饮用水源水是否合格？处理后的水是否达标排放？,第二节 水资源短缺,一、天然水体二、水资源状况三、我国水资源特点四、我国水资源存在的主要问题五、水危机产生的原因六、缓解水危机的对策,(一)天然水体,水体是河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川和海洋等的总称.,环境科学领域水体不仅包括水，而且也包括水中的悬浮物、底泥及水中生物等。,天然水体的水质,(二)水资源状况,1.水资源的重要作用,调节气候塑造地球表面的形态水具有物质运输的功能水是人类生存和发展不可缺少的重要资源,2.全球水资源的状况,(1)可利用的水资源少,人类目前比较容易利用的淡水资源，主要是河流和淡水湖泊以及浅层地下水；这些淡水储量只占全部淡水的0.26%，占全球总水量的十万分之七。,（2）淡水资源分布不平衡,世界每年约有65%的水资源集中在不到10个国家中，占世界总人口40%的80个国家却严重缺水,水资源最丰富的地方是拉丁美洲和北美，而在非洲、亚洲、欧洲人均拥有淡水资源很少，中东是缺水最严重的地区,目前，全球80多个国家约15亿人口面临淡水不足，其中26个国家的3亿人口完全生活在缺水状态,预计2025年，全球将有30亿人口缺水，涉及的国家和地区高达40多个,全球可利用水资源与人口分布对比图,（3）全球面临着严重的水危机,污染严重,人口剧增,浪费严重,全世界每年约有4200多亿m3的污水排入江河湖海，导致5.5亿m3淡水受到污染，污染量占年径流量的14%以上。,到2030年，城镇人口比例增加到2/3，从而造成城市用水量的剧增。,世界许多地方因管道或沟渠泄露及非法连接，有多达30-40%，甚至更多的水白白浪费掉。,衡量缺水状况的人均标准,联合国水紧缺评价标准,世界人均可利用淡水量约9200m3,目前许多国家都低于这个标准,肯尼亚年均每人只有600m3约旦仅有300m3埃及仅有20m3,联合国：到2025年，将有一大批国家年均水量低于1000m3,科威特、利比亚、约旦、沙特、也门等缺水严重的国家人均年用水量可能低于100m3,(三)我国水资源特点,（1）水资源总量较丰富，但人均和地均拥有量少,人均占有河川径流量为世界人均的1/4,耕地亩均占有河川径流量为世界亩均的3/4,河川径流量居世界第6位,（2）水资源时空分布不均匀，水土资源配置不平衡,水资源南多北少,相差悬殊：,长江、珠江、闽浙、西南四个流域:500mm,黄河、海河、辽河、黑龙江四个流域:100mm,内陆诸河:32mm,水资源的地区分布与人口、土地资源的配置不合理：,长江、珠江、闽浙、西南四个流域:,黄河、海河、辽河、黑龙江四个流域:,耕地占全国的%,人口占%,水资源量占%,36%,54.4%,81%,45.2%,38.4%,9.6%,（3）水资源年际、年内变化大，水旱灾害频繁,最大年降水量/最小年降水量,最大年径流量/最小年径流量,南方,北方,比值2-4倍,比值3-6倍,比值2-4倍,比值3-8倍,汛期水量占年水量,60-70%,80%以上,我国水资源量的年际差别悬殊和年内变化剧烈，是我国农业生产不稳定、水旱灾害频繁的根本原因。,（4）雨热同期是我国水资源的优点,雨热同期：水资源和热量的年内变化具有同步性。,每年3-5月后，气温持续上升，雨季也大体上在这个时候来临，水分、热量条件的同期有利于农作物的生长。,我国以占世界7.2%耕地和6.4%淡水资源，养活着约占世界22%人口。,（6）我国水资源开发利用各地很不平衡,（5）水土流失严重，许多河流含沙量大,(四)我国水资源存在的主要问题,地区条件不同制约水资源的均衡发展 生活与工业用水增长迅速，挤占农业和生态环境用 水,供水工程未能充分发挥效益缺水地区仍有较大的节水潜力水污染加剧，生态环境恶化,不同地区工业用水与其他用水比较,近年来，我国接连发生水污染事件.水环境安全再次引发人们担忧.公报显示：全国有470个城市(区、县)降水监测，酸雨城市比例为29.8%，酸雨频率平均为17.4%；329个地级及以上城市集中式饮用水源地水质监测，水质达标率96.2%。在4896个地下水监测点位中，水质优良级占比10.8%，良好级为25.9%，较好级为1.8%，较差级为45.4%，极差级为16.1%；全国近岸海域301个国控监测点中I,II,III,及劣类海水分别为28.6%,38.2%,7.0%,7.6%,18.6%，主要污染指标为无机氮和活性磷酸盐。,2015年中国环境状况公报-水环境,(五)水危机产生的原因,自然条件影响城市与工业区集中发展水体污染用水浪费盲目开发地下水,自然条件影响 地球上的淡水资源在时间和空间上分布极不均匀，并受到气候变化的影响，致使许多国家可用水量少；城市与工业区集中发展 目前世界上城市居民人口约占世界人口的60%，而城市占地面积只占地球总面积的0.3%；,水体污染 污染物进入水体，使其可利用性降低甚至丧失；用水浪费 由于管理不善，城市生活用水和工业用水存在大量的浪费，工程配套差和工艺技术落后，城市管网和卫生设施漏水很普遍；盲目开发地下水 导致地面下沉，海水入侵等后果。,(六)缓解水危机对策,21世纪水资源正在成为一种宝贵的稀缺资源，水资源问题已不仅仅是资源问题，更成为关系到国家经济，社会可持续发展和长治久安的重大战略问题。,（1）节水优先,这主要体现在控制需求，创建节水型社会,建立“有多少水办多少事”的理念，杜绝水资源浪费；采用良好的管理技术手段，提高水资源的利用率；发展节水工业、农业技术，推广节水器具，发现并杜绝水的泄漏，包括用水器具和输水管网的泄漏。,（2）治污为本,尽快调整我国的水污染防治战略，从末端治理转向源头控制和全过程控制；我国还有大量的工业企业仍然是粗放型的生产模式，工业废水处理并不理想，即便实现了达标排放，还会有大量的污染物排入了江河湖泊中，污染程度已经超过了河流湖泊自身的环境容量。随着经济的发展，工业废水的排放还要增长，污染物也会随之增加；如果推行清洁生产，实行污染物排放的源头控制和全过程控制，可以较大幅度地消减污染物排放量，实现增产不增污。,（3）多渠道开源,这里主要指开发非传统水资源。,现在世界各国纷纷转向非传统水资源的开发,非传统水资源：雨水、再生的污废水、海水、空中水资源；据统计，目前我国工业用水重复利用率只有60%，城市废水利用率更少；而以色列的城市废水利用率达到90%；城市废水的再利用率不仅减少了污染，还可以缓解水资源紧张的矛盾。,奥利匹克公园雨洪利用系统奥利匹克公园总的水面积84公顷，占公园总面积的7.5%，总蓄水体积130万方。,城市雨洪利用技术,方法一,园内草坪绿地全部建成下凹式地形，可以收集雨水，回渗、涵养地下水。,方法二,园内广场采用透水铺装，透水铺装下面布设雨水收集管网，将雨水收入净化蓄水池，加以回用。,海水淡化技术,随着技术的进步，海水淡化成本趋低，并且海水可以直接用作工业冷却用水和冲洗用水；香港很多公用卫生场所冲洗就是采用海水。,海水淡化装置反渗透,第三节 水体污染及自净,苦 乐 年 华,水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量，从而导致水体的物理、化学和生物特征发生不良变化，破坏了水中固有的生态系统，影响了水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用。,1.水体污染,日复一日，水清几许,喘息之地,污水漫农田,饮水之患,有河不见水,海滨污染不忍赌,化学性污染,物理性污染,生物性污染,酸碱污染,重金属污染,有机物污染,毒物污染,悬浮物污染,热污染,放射性污染,水体污染分类,致病细菌,病毒污染,悬浮物污染,漂浮在水面上的悬浮物不仅破坏了水的外观，而且会对水体富营养化产生很大的影响；悬浮物增大了水的浊度，增加了净化工艺的复杂性；降低了光的穿透能力，减少了水中生物的光合作用，也阻碍了水体的自净作用；可能堵塞鱼鳃，导致鱼的死亡；沉于河底的悬浮固体形成污泥层，会危害底栖生物的繁殖，影响渔业生产。如果污泥层含有较多的有机物，则易出现厌氧状态，恶化环境；水中悬浮物可能成为各种污染物的载体，吸附水中污染物并随水漂流迁移，扩大污染区域。,热污染,来自：工矿业向江河排放的冷却水.,危害：,水温升高水中溶解氧含量下降某些有毒物质的毒性作用增强,放射性污染,来自：原子能工业反应堆设施的废水，核武器制造及使用的污染，放射性同位素的应用产生的废水，天然铀矿开采和选矿等.,对人体有重要影响的放射性物质：Sr90（标准88）Cs137（标准133）I131（标准127）,酸碱污染,酸性废水：矿山排水、钢铁厂酸洗废水，染料工业废水等碱性废水：造纸、炼油、制革、制碱等工业,特征：,改变水体pH值，抑制细菌及其他微生物的生长，影响水体生物自净作用腐蚀船舶和水下建筑物影响渔业使水体不适于做饮用水源或其他工农业用水,重金属污染,来自：电镀工业、冶金工业、化学工业废水等种类：汞、镉、铬、铅、锌、镍、铜、钴、锰、钛、钒、钼、锑、铋,有机污染,（1）人工合成有机物,如:合成洗涤剂、合成染料、有机氯农药（六六六、滴滴涕），酚类化合物、多环芳烃等,特征：稳定、不易被微生物降解 有毒、有害于人体健康,（2）天然有机物,如:碳水化合物、蛋白质、脂肪等,特征：易被微生物降解：好氧-CO2、H2O 厌氧-CH4、CO2、H2O、H2S、NH3等 消耗水中溶解氧：当DO4mg/L,导致鱼类死亡 使水质发黑发臭，造成水环境恶化,氮磷等植物性营养物质含量过多所引起的水体污染现象。,（1）水体富营养化概念,营养性污染水体富营养化,本质：,由于水体中氮磷营养物质的富集，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧下降，使鱼类或其他生物大量死亡、水质恶化的现象。,水 华,湖泊富营养化图片,天然富营养化,人为富营养化,湖泊营养物质由于天然富集而使得湖水营养物质浓度逐渐增高发生水质变化的过程。,人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化现象。,（2）水体富营养化分类,贫营养湖泊与富营养湖泊特征比较,Eutrophication,BOD and Eutrophication-rapid succession in a body of water because of an increase in biological productivity.(Oligotrophic lakes and rivers have clear water and low biological productivity).,云南滇池富营养化现象严重,人们打捞由于水体富营养化导致的过量生长的水葫芦,红领巾公园,什刹海,青海湖,喀纳斯湖,长白山天池,纳木错湖,中国最美五大湖,西湖,1971年的某一天早晨，日本濑户内海的渔民正要出海打鱼，忽然发现了一种奇妙的景象：海水在一夜之间由蔚蓝色变成了赤红色，好像是在海湾上铺了一块硕大无比的红地毯，一时间，消息不胫而走，附近的人们都来观看这闻所未闻的奇景，有的人还赞不绝口，为自己大开眼界而高兴。,海洋赤潮的发现,殊不知，这并不是什么奇景，而是一场灾难。没过多久，海风带来阵阵难闻的恶臭，死鱼大批漂向岸边，这时，渔民们才恍然大悟：啊呀，我们的生计完了！,凶恶赤潮“劫”走4万斤鲍鱼,东海赤潮9,米氏裸甲藻赤潮,养殖水域赤潮,夜光藻赤潮,（3）水体富营养化的危害,造成感官污染减少鱼类活动的空间藻类分解的有害物质伤害水生生物消耗水中的溶解氧，严重影响鱼类生长引起水质恶化,（4）水体富营养化产生的原因,来水水质较差污染源输入温度升高光照时数延长城区环境补水量的锐减,水华爆发,（5）水体富营养化的防治,防治水体富营养化的方法,生物性污染,主要指致病病菌、病毒及寄生虫的污染.,常见的致病病菌：肠道传染病菌如伤寒、霍乱等 病 毒：肠道病毒、肝炎病毒等 寄生虫：血吸虫、蛔虫等,来自：生活污水、医院污水、某些工业废水（生物制品、酿造、屠宰等）,（一）水体自净作用 污染物质进入天然水体后，通过一系列物理、化学和生物因素的共同作用，使排入的污染物质的浓度和毒性自然降低，这种现象称为水体的自净。,2.水体自净,物理净化,化学净化,生物净化,水体自净作用,稀释扩散沉淀挥发,氧化还原分解凝聚中和,生物活动,（二）水体自净作用的发生,水中的自净作用,水与大气间的自净作用,水与底质间的自净作用,底质中的自净作用,在水中发生物理、化学、生物作用,气体的挥发、释放和氧气溶入,沉淀和吸附,微生物氧化分解,（三）水环境容量,在规定的环境目标下，一定水体所能容纳污染物的最大负荷，被称为水环境容量。即某水域所能承担外加某种污染物的最大负荷量。,水环境容量与水体所处的自净条件（流量、流速等）、水体中的生物类群组成、污染物本身的性质等有关。,污染物的物理化学性质越稳定，其环境容量越小好氧性有机物的水环境容量比难降解有机物的水 环境容量大很多重金属污染的水环境容量很小,思考题,我国水资源特点及存在的主要问题？什么是水体污染、环境容量与水体自净？试述湖泊富营养化的过程？,
