《水污染与控制》PPT课件

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1、水污染与控制2.1概述2.1.1水的功能在自然界不论是生活、生产活动或生态环境都离不开水。人体一旦失去体内水分10%，生理功能将严重紊乱；失去水分的20%，人很快就会死亡。人每天至少需要2—2.5L的水，一般需要5L水。工业对水的需求量更大，除了用于冷却、加工、沸蒸和传送外，水还用于空调和清洗。农业用水在全球用水中所占比例最大，约占73%。为了保护环境，维持生态平衡，必须保持江河湖库一定的水量，以满足鱼类和水生生物的生长，冲洗农田盐份入海，保持水体自净能力和旅游等的需要。水还是自然界中最好的溶剂，天然物质和人工生成的物质大多数可

2、溶解在水中。天然水从本质上看，应属于未受人类排污影响的各种天然水体中的水。因为人类活动的扩展，这种水目前在日益减少。天然水的化学组成及其特点是在长期的物质循环、短期的水循环以及各种生物循环中形成的，它与大气圈、岩石圈、土壤圈以及生物圈相互接触时进行频繁的化学与物理反应，同时进行物质与能量的交换。因此，水的化学组成经常在变化。2.1.2水资源概念及分布一、水体地球表面的江、河、湖、海、沼泽、冰川以及地下水统称水体。水体中不仅包括水（H2O），也包括悬浮物、溶解性物质、水生生物和底泥等。二、水资源逐年可以得到更替、在较长时间内可以保

3、持动态平衡的水量，常称为“水资源”。广义上的水资源，指地球水圈中各个环节和各种形态的水都称为水资源，因为它们之间是密切相关的，对人类没有直接的使用价值。狭义上的水资源，指直接可供人们经常取用的水，即在陆地上由大气降水补给的各种地表水、浅层地下水。三、水资源分布地球上储存的水是极其丰富的，天然水总量大约为13.6-14.4×亿立方千米，而淡水只占只占总水量的2.5%。人类可直接利用的仅占总储量的0.2-0.3%。近二十年来，世界用水量几乎以4%左右的速度递增。我国人均水量居世界第88位，只有2000多立方米。潜在的缺水危机十分严

4、峻。联合国环境规划署的报告显示，水荒可能会类似于现在的石油危机一样，成为21世纪人类面临的最严重的自然资源难题。见后图及表2.1.3天然水的性质及水中的主要物质一、水的性质由于水分子中含有氢键，因此水具有一些独特的性质：（一）水的介电常数比其他任何液体都高，这使得大多数离子性物质易溶于水中。在生命体的新陈代谢过程中，起了营养物质和废弃物质的基本输送介质作用。（二）水具有很高的热容性，达4.186kJ/·K，环境中天然水体对于其临近区域的气温具有缓冲和稳定的重要作用；（三）水的汽化热也明显高于其他任何物质。不仅同样具有稳定水体周围

5、地理环境温度的功效，对于调节环境气温有明显的作用；（四）水在277K时密度最大，当水温降到273K时就会结冰。由于水的密度不及下层水体，冰只能停留在表层水上，浮冰下面的水仍保持液体状态。这种特殊的密度—温度关系对于防止水体的完全冻结、保护水生生物的生存条件有致关重要的意义。二、水体溶解的主要气体溶解与水中的气体以氧气和二氧化碳意义较大，这影响水生生物的生存和繁殖以及水中物质的溶解、化合等化学性质和生物化学行为。水中溶解的氧气，一般在0—14mg/L之间若水中氧气过饱和时氧气就会从水中逸出。河水与湖水中的二氧化碳含量一般均在20—

6、30mg/L以下，地下水中含量较高，海水最低。若水中二氧化碳过饱和时二氧化碳也会从水中逸出。天然水中有时含有少量的硫化氢，由于硫化氢易于氧化，空气中的硫化氢分压很低，水中的硫化氢易于逸出。三、水中溶解的主要矿物质硅：水中硅的来源于矿物的风化。硅的产物是一种多核的硅酸盐。硅酸盐是水生生物所必须的养分。铝：水中的铝来自含铝矿物质。其化学形态取决于pH值。pH＜4时常以Al（H2O）62+水合态存在；pH=4.5-6.5时可生成Al（OH）（H2O）62+，pH＞10时铝可呈Al（OH）-4。镁：镁是形成水硬度的主要成分之一。河水中镁

7、的典型浓度为1.6×10-7mol/L，海水为0.05mol/L。钠和钾：低水平的钠对人体无直接危害，钾是植物的基本营养物质。锰：在含氧的水体中，锰常以二氧化锰的形式出现。二价锰在城市自来水中，二氧化锰是一项控制较严的水质指标，的生物毒性低，氮：含氮化学物质在水化学中占有重要地位。无机氮的主要化学品种分别是NO-3和NH+4。磷；天然水中磷的来源包括含磷矿物、磷肥径流以及洗涤剂废水的污染。硫：矿物、酸性矿水、酸雨等是天然水中硫的来源。淡水中，重要的阳离子为钙、镁离子：海水中大量的阳离子是钠离子。淡水中溶解的盐为海水的两千分之一。

8、四、水资源危机水资源危机—当一个地区的需水量大于水资源的供水能力时的缺水现象，也称“水荒”。主要表现在：①淡水资源短缺—从18世纪到19世纪，人类提取的淡水资源量增加了35倍，比人口增长速度高2倍。②淡水污染—淡水污染主要有：生活废水、工业废水和含有农业污染物的