第2章水质与水质标准.ppt

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1、第2章 水质与水质标准,2.1 水中的杂质与性质 2.2 水体污染与自净 2.3 饮用水与健康 2.4 水质指标与用水水质标准 2.5 污水的排放标准 本章重点：杂质来源及其变化规律，水污染的危害，我 国主要的水质指标与水质标准。本章难点：水体自净与水质标准。,2.1 水中的杂质与性质,2.1.1 水体中的杂质来源与分类 杂质的来源：自然过程（降水、渗透溶解、冲刷等）人为因素（使用中产生的各种污染物）杂质的分类：按性质分为：无机物、有机物、生物 按尺寸分为：悬浮物、胶体、溶解物,表2-1 水中杂质的尺寸与外观特征,悬浮物与胶体是水产生浑浊的主要根源（浊度），是饮用水处理的主要去除对象。,悬浮物

2、特性,悬浮物主要是泥砂类、粘土等无机质，以及动植物生存过程中产生 的腐殖质等有机质；它们颗粒较大，水静止时，密度较小的悬浮物浮于水面，密度较大 的则下沉。通常用重力沉降法去除。,胶体特性,主要是细小的泥砂、矿物质等无机物和腐殖质等有机物。胶体微粒尺寸小而带电。同类胶体因带相同电荷相斥，因此以微小 胶体颗粒稳定存在于水中，长期静置也很难下沉。须投加混凝剂方可去除。,溶解物特性,气体分子（O2、CO2、H2S、SO2、NH3等）；离子（Ca2+、Mg2+、Na+、HCO3-、SO42-、Cl-等）。稳定均匀分散在水中，须用化学或物化等特殊方法去除。,无机杂质 天然水中的无机杂质主要是溶解性离子、气

3、体及悬浮性泥砂。溶解性离子的存在使水表现出不同的含盐量、硬度、pH值和电导率 特性，进而表现出不同的物理化学性质。泥砂的存在使水混浊。有机杂质 天然水中所含有机杂质一般为腐殖质类及一些蛋白质等。有机物会造成水的色、臭、味。生物（微生物）杂质 包括原生动物、藻类、细菌、病毒等。使水产生异臭异味，增加水的色度、浊度，导致各种疾病。,2.1.2 各种典型水体的水质特点,地下水 天然水体的类型 江河水 地表水 湖泊及水库水 海水 地下水特点 水质清澈，细菌较少，水温和水质较稳定，但 含盐量、硬度、铁和锰高于地表水。含盐量一 般在100-5000mg/L，硬度通常在100-500mg/L。一般宜作饮用水

4、和工业冷却用水的水源。,江河水特点 悬浮物和胶态杂质含量较多，细菌含量和浊度高于地 下水，水的色、臭、味变化较大，有毒、有害物质易 进入水体，水温不稳定，受自然条件的影响较大。但 含盐量、硬度较低。含盐量一般在70-900mg/L，硬度 通常在50-400mg/L。宜作饮用水水源。湖泊及水库水特点 水质类似于河水，含盐量较河水高，但浊度较低，藻 类易于繁殖，易受污染而产生水体富营养化。淡水湖的水宜作生活饮用水水源。咸水湖的水不宜作 为生活饮用水水源。海水特点 含盐量高，其中以氯化钠含量最高，须经淡化处理后方可作为居民生活用水。,2.2 水体的污染与自净,2.2.1 水中常见的污染物及其来源 按

5、化学性质：无机污染物、有机污染物 按物理性质：悬浮性物质、胶体物质、溶解性物质 按污染物的污染特征：,可生物降解有机污染物 有机物 难生物降解有机污染物 污染物 无直接毒害作用的无机污染物 无机物 有直接毒害作用的无机污染物,1.可生物降解的有机污染物,又称耗氧有机污染物 主要包括碳水化合物、蛋白质、脂肪等天然有机物、有 机酸碱、表面活性剂等。性质：自然环境中极不稳定，可被生物氧化分解，分解 时消耗水中的溶解氧。污染评价指标：BOD-生化需氧量 COD-化学需氧量 TOD-总需氧量 TOC-总有机碳,生化需氧量(BOD),定义：指在有氧的条件下，水中有机污染物在微生物作 用下分解时所需的氧量，

6、单位为mg/L。意义：间接反映可被微生物氧化分解的有机物的量。微生物降解有机物过程分两个阶段：碳氧化阶段：有机物+O2 CO2+H2O+NH3（20需20天完成）硝化阶段：将NH3氧化为亚硝酸盐和硝酸盐（20需百日完成）通常将在20，历时20天生化需氧量以BOD20表示。为 缩短检测时间，常以20，5天生化需氧量BOD5作为常 用有机物的水质指标，一般BOD5约为BOD20的70%左右。,化学需氧量（COD）,定义：化学氧化剂氧化有机物时所需的氧量，单位mg/L。重铬酸钾（CODCr或COD)氧化剂 高锰酸钾（CODMn或OC)意义：能精确表示污水中有机物量，且测定时间短；但 存在一定误差，不

7、能反映可生物降解的有机物量。BOD5/COD称为可生化性指标。其值越高越易生化处理，一般须大于0.3，生活污水约为0.4-0.65。,总需氧量（TOD）定义：水中所有有机物经燃烧生成稳定性氧化物(如CO2、NOx、SO2)所耗的氧。单位为mg/L。近似接近于理论需氧量ThOD，同一水样TODCOD。总有机碳（TOC）定义：水中含碳有机物在高温下燃烧转化为CO2所耗的氧 量，通常用专门仪器进行燃烧及测定CO2含量。单 位为mg/L。生活污水的TOC值一般略高于BOD5。,2.难生物降解的有机污染物,多为人工合成有机物，如农药、脂类化合物、酚类化 合物、芳香族氨基化合物、杀虫剂、除草剂等。特点：化

8、学稳定性极强，不易被微生物降解。易在生物体内富集，多为较强的“三致”物质。污染评价指标：COD-化学需氧量 TOD-总需氧量 TOC-总有机碳 专用指标（如DDT）,3.无直接毒害作用的无机污染物,类型：颗粒状无机杂质，如泥沙、矿渣等。影响 水体的透明度。酸、碱物质。对其使用功能及处理过程影 响极大。氮、磷等植物营养性物质。是导致水体富 营养化的主要物质。特点：无直接毒害作用，但影响水体的使用功能。,4.有直接毒害作用的无机污染物,主要包括：汞（Hg）镉（Cd）铅（Pb）五毒 六大毒性物质 铬（Cr）砷（As）氰化物（CN）特点：毒性强，对生物体的毒害大；生物富集性强，可通 过食物链转移到人体

9、。,2.2.2 水体的富营养化,定义：水体中的N、P含量较高时，导致水体中的藻类 过量生长，在随后的藻类死亡和随之而来的异养微生 物代谢活动中，将会使水体中的溶解氧耗尽，造成水 质恶化和水生生态环境破坏的现象。水体富营养化的危害：使水味变得腥臭难闻；降低水的透明度；消耗水中溶解氧；向水体中释放有毒物质；影响供水水质并增加供水成本；对水生生态的影响。破坏水生态平衡。,水体富营养化产生的原因 主要是水体受到氮、磷污染的结果。氮、磷进入水体的 途径：生活污水、工业废水未经适当处理排放水体；采用常规处理工艺的污水处理厂排放水中含有相当数 量的氮和磷；面源性农业污染；大量使用高磷洗涤剂。解决水体富营养化

10、的措施 对富营养化水体进行修复，恢复其水体功能；强化污水处理工艺和控制面源污染，减少营养物质的 排放量；强化给水处理工艺，有效去除藻类等物质，保证饮用 水卫生安全。,2.2.3 水体的自净,定义：指水体在流动中或随着时间的推移，水体中的 污染物自然降低或者降解的现象。水体自净过程包括：物理作用：扩散、迁移、吸附沉降等，稀释其浓度，使污染物浓度降低。化学作用：氧化分解等。生物作用：对水体中有机物的氧化分解，使污染物 浓度衰减。有机物在生化分解过程中，需要消耗水中的氧。因此，常用BOD与DO来描述水体的自净过程。水体中BOD值与 DO值呈高低反差关系。正常情况下，清洁水中DO值接 近饱和状态。,影

11、响自净能力的因素有污染物的性质、水体性质、水生 生物种类和数量、水面形态、水流要素等。水体的自净能力是有限的。当水体污染程度超过水体的 自净能力最终导致水体污染。,河流中BOD和DO的变化规律,2.3 饮用水与健康,水质不良可引发多种疾病，严重时威胁人的生命。世 界卫生组织认为，80的成人疾病和50的儿童死亡 率都与饮用水水质不良有关。2.3.1 水生物对人体健康的影响 影响较大：细菌、病毒、致病原生物。此外还有藻类、真菌、寄生虫、蠕虫等。2.3.2 水中的化学物质对人体健康的影响 包括：微量元素及其他无机物、有机物、放射性物质、消毒剂及消毒副产物的影响。2.3.3 水质与地方病 许多地方病都

12、与饮用水水质有密切的关系。,2.4 水质指标与用水水质标准,水质指标：是水质特性及其量化的具体表现。水质标准：是用水对象所要求的各项水质参数 应达到的指标和限值。水质标准分为：国际标准、国家标准、地区标 准、行业标准、企业标准等。水质标准是确定水处理工艺或排放要求的主要 依据。,2.4.1 水质指标,用水水质指标,物理性水质指标：包括温度、色度、浊度、嗅与味、悬 浮物及电导率等。,污水水质指标,生物性指标 主要有细菌总数、总大肠菌群和病毒三项。,物理性指标：包括水温、色度、臭味和固体等,化学性指标：包括无机物、酸碱度、氮、磷、非重金属 无机有毒物质,化学性水质指标：BOD5、COD、TOC、T

13、OD、植物营养素、无机性非金属化合物、重金属等。,微生物学指标：常以指示菌如细菌总数、总大肠菌群和 耐热大肠菌群等来表征,毒理学指标,放射性指标,生活饮用水水质标准制订的原则考虑人们终生用水的卫生与安全；水中不得含有病原微生物；水中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康；水的感官性状和一般化学指标良好；与国情、社会经济发展水平相适应。,世界卫生组织(WHO)水质准则是最具有代表性和权威性，它是各国制 定本国饮用水水质标准的基础和依据。欧共体制定的饮用水水质标准称为饮用水指令(98/83/EEC)。指令列 出了48项水质参数，其中，微生物学参数2项、化学物质参数26项、指示参数8项和放射性参数

14、2项。美国现行的饮用水水质标准是1986年制定的“国家饮用水基本规则和 二级饮用水规则”，前者是强制性标准，后者是非强制性的指导标准。日本和南非参考了WHO/EEC/EPA三种标准，香港则以WHO为标准。,2.4.2 生活饮用水水质标准,世界卫生组织及发达国家和地区的生活饮用水水质标准,我国生活饮用水水质标准,1956年，颁布第一部饮用水水质标准，有15项指标。1976年，颁布TJ20-1976生活饮用水卫生标准，增加到23项。1985年，颁布GB5749-1985生活饮用水卫生标准，共35项。2001年，卫生部颁布新标准生活饮用水水质卫生规范。生活饮用水水质卫生规范分两类：1.感官性状指标和

15、一般化学指标 常规检验项目 2.毒理学指标（共34项）3.细菌学指标 4.放射性指标 非常规检验项目（62项）,（续表）,（续表）,（续表）,食品、饮料类水质标准 一般食品、饮料用水采用生活饮用水水质标准。城市杂用水水质标准 详见我国制定的(GB/T189202002)城市杂用水水质标准。游泳池用水 我国的相应标准规定游泳池补充水应符合生活饮用水水质标准。工业用水水质标准 工业种类繁多，对用水的要求也不尽相同，制定相应的水质标准。,表2-5 工业用水水质标准,2.4.3 其他用水的水质标准,2.5 污水排放标准,2.5.1 污水排放标准制定的依据 污水的排放直接影响地表水环境质量 制定污水排放

16、标准的出发点：受纳水体的自净能力 制定污水排放标准的基本依据：地表水环境质量标准 我国的地表水环境质量标准（GB3838-2002）地表水按功能高低分五类：I类：主要适用于源头水、国家自然保护区；II类：主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类 保护区、鱼虾产卵区；III类：主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼 类保护区及游泳区；IV类：主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；V类：主要适用于农业用水区及一般景观要求区域。,2.5.3 我国的污水排放标准,现行标准为1996年修订的GB89781996污水综合排放标准 特点：该标准将排放的污染物按性质及控制方法分为两类：第一类污染物共13项（见表2-6）第二类污染物共56项（见表2-7）将第II类污染物的排放分三级控制：排入地表水环境质量标准类水域和排入海水水质标准 中二类海域的污水，执行一级标准。排入地表水环境质量标准、类水域和排入海水水质标 准中三类海域的污水，执行二级标准。排入设置二级污水处理的污水，执行三级标准。,表2-6 第一类污染物最高允许排放浓度（单位mg/L),表2-7 第二类污染物最高允许排放浓度（单位mg/L）,（续表）,（续表）,