第三章污染变化规律ppt课件.ppt

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1、第三章污染变化规律第一节水体中污染物变化机理第二节污染物的迁移转化第一节水体中污染物变化机理一、概述由于水体具有迁移和转化作用，污染物进入水体后，将会发生两个既有区别又相互关联的过程：水环境污染的恶化过程和自净过程。水环境污染的恶化过程：（1）水中有机物分解耗氧和热污染脱氧，致使溶解氧下降（2）水生生态平衡遭到破坏（3）低毒变成高毒（4）低浓度转化为高浓度水环境污染的自净过程：（1）污染物的自我衰减过程（2）污染物被水体同化的过程（3）复杂有机物衰减分解的过程（4）溶解物变成不溶物质进而沉淀的过程（5）不稳定污染物转化为稳定污染物的过程（6）高毒害转化为低毒害或无毒害的过程（7）由耗氧、溶解氧

2、降低到复氧的过程以上两种过程互为相反，并在水环境中同时发生和存在。但在某一水域的某一时期内却又总存在着相对主要的过程。如在离污染物排放口近的水域，往往总体上表现为污染恶化过程，形成严重的污染区；相邻的下游水域则主要表现为污染净化过程，形成轻度污染区；再离远些就可能恢复到原来的水质状态。二、水体中污染物变化机理的影响因素1.水文要素水温：影响生物化学转化速度，水温高不利于水体复氧流速、流量：直接影响移流强度和紊动扩散强度含沙量：与水中某些污染物质浓度有一定关系2.水生生物在水环境自净中有重要意义的生物降解作用靠的是水生生物，尤其是微生物。如果水中能分解污染物质的微生物和能富集有害物质的水生生物品

3、种多，数量大，水体的自净作用就较快。3.环境因素（1）大气（DO、酸雨）（2）太阳辐射：直接影响（污染物光转化）、间接影响（改变水温、促使水生植物光合作用）（3）底质（吸附与解吸）4.污染物质的化学和物理化学性质与浓度易于化学转化、光转化和生物转化的污染物质容易在水体中得以自净。难于化学转化、光转化和生物转化的污染物质在水体中也难得以自净。水中某些重金属类污染物质可能对微生物有害，从而降低了生物降解能力。浓度太高会使微生物活动受到妨碍：第二节污染物的迁移转化一、污染物的稀释扩散1.移流指水中物质由于流速的推动而沿水流方向（水平方向）运动的现象。水平方向的移流通量：三维方向时：2.扩散指由于物质

4、、粒子群等的随机运动而扩展于给定空间的不可逆现象。（1）分子扩散分子扩散过程服从Fick第一定律，其质量通量和浓度梯度成正比：Ｄ是水体中的分子扩散系数（2）紊动扩散紊动扩散引起的质量通量也可以用Fick定律来表示：Ex，Ey，Ez分别是x、y、z方向上的紊动扩散系数与移流相比较，扩散主要是由于纵向流速分布不均所引起的物质沿纵向的分散。污染物进入水体后，在水体中的迁移和扩散一般可呈现以下三个阶段：第一阶段：污染物从排放口出来开始至污染物在水深方向充分混合，称为垂向混合阶段。这个阶段的混合过程比较复杂，它涉及到污水与河水之间的速度和方向的异同而引起的质量交换问题，污水与河水的温差产生的热量交换问题

5、，由温差引起的污水与河水密度差（即浮力作用）问题，污水与河水间的动量交换（即射流）问题等。垂向混合区域的长度和水深成正比，大致为排放处水深的十几倍到几十倍，其距离相对很短。第二阶段：垂向充分混合结束至横向充分混合为止，污染河流旁侧常见到的污染带便属于这个阶段的一部份。由于天然河流中下游的河床大多为宽而浅，故横向混合区域的长度要比垂向混合区域的长度要大的多。第三阶段：污染物在横断面上充分混合后的区域。在该区域中，污染物浓度在横断面上分布较均匀，差异较小。二、污染物的迁移传递1.沉积包括污染物在内的各类物质在天然水体中发生沉积的过程大致有这么几类：（1）溶解性组分发生化学沉淀；（2）胶体颗粒凝聚沉

6、降；（3）颗粒状物质发生物理性重力沉降；（4）水体等温蒸发致使其中溶解性盐类过饱和析出。（1）化学沉降1）富磷的废水进入硬性水体中，将生成羟基磷灰石沉积物：2）在富CO2的水体中，如果排进大量Ca2+，将生成碳酸钙沉积物，同时放出CO2:3）微生物的作用也是生成沉积物的原因之一，有时这种作用还和化学沉淀协同发生：如当水体氧化还原电位因外来因素而发生变化时，水中溶解性Fe2+可被氧化为Fe(OH)3沉淀物：在水底沉积区的厌氧条件下，又由不同种的厌氧微生物参与而引发如下两种反应:结果生成黑色的FeS沉积物（2）胶体颗粒的凝聚沉降——凝结和絮凝1）凝结过程是在外来因素作用下降低颗粒表面静电斥力，从而

7、使胶粒合在一起：如图，胶核与它周围的水体间构成了一个双电层，双电内层附着在固体颗粒表面上，而外层则位于液相之中，内外两层的界面在AB。这样，在两个相邻的胶体粒子间存在与ζ电位大小相应的静电斥力，阻碍粒子间互相凝结。同时，两个相邻胶体粒子还存在着一个相互吸引的范德华力。当以上两种相异的力中斥力大于引力时．所产生的净斥力就构成了阻碍粒子间互相凝结的能垒（图a）。在向胶体溶液加入某种电解质（如铁盐、铝盐