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水污染
水污染
水污染是由有害化学物质造成水的使用价值降低或丧失,污染环境的水。污水中的酸、碱、氧化剂,以及铜、镉、汞、砷等化合物,苯、二氯乙烷、乙二醇等有机毒物,会毒死水生生物,影响饮用水源、风景区景观。
污水中的有机物被微生物分解时消耗水中的氧,影响水生生物的生命,水中溶解氧耗尽后,有机物进行厌氧分解,产生硫化氢、硫醇等难闻气体,使水质进一步恶化。
目录
- 1 基本信息
2 分类方法
3 污染现状
4 污染事件
5 主要污染源
6 防治相关
7 名称释义
8 我国污染情况
9 污染过程
10 污染影响
11 水质指标分类
12 重大课题
基本信息
中文名:水污染
分类:酸、碱、氧化剂、铜、镉、汞、砷等化合物、苯、二氯乙烷、乙二醇等有机毒物
污染莱茵河:1986年11月1日
定义:在生产与生活中排放水的总称
水质指标分类:分为物理、化学、生物三大类
外文名:wastewater
主污染源:工业、农业和生活污染源
水俣病:1956年日本熊本县水俣镇
主要污染物源:病原体污染物、植物营养物等
相关公害事件:日本富山县镉中毒
分类方法
水污染
根据污水来源的观点,污水可以定义为从住宅、机关、商业或者工业区排放的与地下水。地表水、暴风雪等混合的携带有废物的液体或者水。污水由许多类别,相应地减少污水对环境的影响也有许多技术和工艺。按照污水来源,污水可以分为这四类。第一类:工业废水 来自制造采矿和工业生产活动的污水,包括来自与工业或者商业储藏、加工的径流活渗沥液,以及其它不是生活污水的废水。
第二类:生活污水 来自住宅、写字楼、机关或相类似的污水;卫生污水;下水道污水,包括下水道系统中生活污水中混合的工业废水。
第三类:商业污水 来自商业设施而且某些成分超过生活污水的无毒、无害的污水。如餐饮污水。洗衣房污水、动物饲养污水,发廊产生的污水等。
第四类:表面径流 来自雨水、雪水、高速公路下水,来自城市和工业地区的水等等,表面径流没有渗进土壤,沿街道和陆地进入地下水。
废水从不同角度有不同的分类方法。据不同来源分为生活废水和工业废水两大类;据污染物的化学类别又可分无机废水与有机废水;也有按工业部门或产生废水的生产工艺分类的,如焦化废水、冶金废水、制药废水、食品废水等。
污染物主要有:(1)未经处理而排放的工业废水;(2)未经处理而排放的生活污水;(3)大量使用化肥、农药、除草剂而造成的农田污水;(4)堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾;(5)森林砍伐,水土流失;(6)因过度开采,产生矿山污水。
污染现状
水的重要性:水是生命的源泉,是生命存在与经济发展的必要条件,同样是构成人体组织的重要部分。水在人体内的含量达70%,其余30%左右为固体营养物(蛋白质、碳水化合物、脂质、矿物质、维生素等)。人体60%的水在细胞内,40%在流体内(血、消化液、唾液、胆液、泪水、汗液、肠液、胃液)。成年人每天需水2.5 -3升,其中直接饮用1升左右,食物中补充1升,人体新陈代谢形成0.5升。明代李时珍在本草纲目中著到:“药补不如食补,食补不如水补”,水不愧为百药之王。世界水资源的构成:地球上水占70%的面积,其中海水占97.3%,可用淡水只有2.7%。在近3%淡水中77.2%存在雪山冰川中,22.4%为土壤中和地下水(降水与地表水渗入)。只有0.4%为地表水,地表水指河流、湖泊、冰川等水体。中国水资源状况:中国大小河川总长42万公里,湖泊7.56万平方公里,占国土总面积的0.8%,水资源总量28000亿立方米,人均2300立方米,只占世界人均拥有量的1/4,居121位,为13个贫水国之一。中国640个城市有300多个缺水,2.32亿人年均用水量严重不足。
中国国内
中国有82%的人饮用浅井和江河水,其中水质污染严重细菌超过卫生标准的占75%,受到有机物污染的饮用水人口约1.6亿。长期以来,人们一直认为自来水是安全卫生的。但是,因为水污染,如今的自来水已不能算是卫生的了。一项调查显示,在全世界自来水中,测出的化学污染物有2221种之多,其中有些确认为致癌物或促癌物。从自来水的饮用标准看,中国尚处于较低水平,自来水仅能采用沉淀、过滤、加氯消毒等方法,将江河水或地下水简单加工成可饮用水。自来水加氯可有效杀除病菌,同时也会产生较多的卤代烃化合物,这些含氯有机物的含量成倍增加,是引起人类患各种胃肠癌的最大根源。城市污染的成分十分复杂,受污染的水域中除重金属外,还含有甚多农药、化肥、洗涤剂等有害残留物,即使是把自来水煮沸了,上述残留物仍驱之不去,还会使亚硝酸盐与三氯甲烷等致癌物增加,因此,饮用开水的安全系数也是不高的。据最新资料透露,中国主要大城市只有23%的居民饮用水符合卫生标准,小城镇和农村饮用水合格率更低。水污染防治当务之急,应确保饮用水合格。为此应加大水污染监控力度,设立供水水源地保护区。母亲河黄河1972年第一次断流,1997年断流226天,近700公里河床干涸。海河300条支流,无河不干,无河不臭。华北地下水严重超采,形成面积7万多平方公里的世界上最大的地下水漏斗区,地面下沉,海水入侵。全国668个城市中,有400多个供水不足,100多个严重缺水。上世纪九十年代末以来,土地沙化速度上升到每年3400多平方公里。 更可怕的是,中国水资源总量还在下降。1997年总量为27855亿立方米,而2004年就降到24130亿立方米。从上世纪50年代以来,长江上游20多条河流平均萎缩了37.1%。世界自然基金会3月19日发表报告,将长度与水量均为世界第三的长江列入世界面临干涸的10条大河之一。
中国水环境的前景令人担忧。
中国是一个水资源短缺、水灾害频繁的国家,水资源总量居世界第六位,人均占有量只有2500立方米,约为世界人均水量的1/4,在世界排第110位,已被联合国列为13个贫水国家之一。
多年来,中国水资源质量不断下降,水环境持续恶化,由于污染所导致的缺水和事故不断发生,不仅使工厂停产、农业减产甚至绝收,而且造成了不良的社会影响和较大的经济损失,严重地威胁了社会的可持续发展,威胁了人类的生存。中国七大水系的污染程度以污染程度大小进行排序,其结果为:辽河、海河、淮河、黄河、松花江、长江,其中,辽河、海河、淮河污染最重。综合考虑中国地表水资源质量现状,符合《地面水环境质量标准》的Ⅰ、Ⅱ类标准只占32.2%(河段统计),符合Ⅲ类标准的占28.9%,属于Ⅳ、Ⅴ类标准的占38.9%,如果将Ⅲ类标准也作为污染统计,则中国河流长度有67.8%被污染,约占监测河流长度的2/3,可见中国地表水资源污染非常严重 。
中国地表水资源污染严重,地下水资源污染也不容乐观。
中国北方五省区和海河流域地下水资源,无论是农村(包括牧区)还是城市,浅层水或深层水均遭到不同程度的污染,局部地区(主要是城市周围、排污河两侧及污水灌区)和部分城市的地下水污染比较严重,污染呈上升趋势。
具体而言,根据北方五省区(新疆、甘肃、青海、宁夏、内蒙古)1995眼地下水监测井点的水质资料,按照《地下水质量标准》(GB/T14848-93)进行评价,结果表明,在69个城市中,Ⅰ类水质的城市不存在,Ⅱ类水质的城市只有10个,只占14.5%,Ⅲ类水质城市有22个,占31.9%,Ⅳ、Ⅴ类水质的城市有37个,占评价城市总数的53.6%,即1/2以上城市的城市地下水污染严重。至于海河流域,地下水污染更是令人触目惊心,2 015眼地下水监测井点的水质监测资料表明,符合Ⅰ-Ⅲ类水质标准仅有443眼,占评价总数的22.0%,符合Ⅳ和Ⅴ类水质标准有880和692眼,分别占评价总井数的43.7%和34.3%,即有78%的地下水遭到污染;如果用饮用水卫生标准进行评价,在评价的总井数中,仅有328眼井水质符合生活标准,只占评价总数的16.3%,另外2/3以上到监测的井水质不符合生活饮用卫生标准。
污染事件
水俣病事件
1956年日本熊本县水俣镇一家氮肥公司排放的废水中含有汞,这些废水排入海湾后经过某些生物的转化,形成甲基汞。这些汞在海水、底泥和鱼类中富集,又经过食物链使人中毒。 当时,最先发病的是爱吃鱼的猫。中毒后的猫发疯痉挛,纷纷跳海自杀。没有几年,水俣地区连猫的踪影都不见了。1956年,出现了与猫的症状相似的病人。因为开始病因不清,所以用当地地名命名。1991年,日本环境厅公布的中毒病人仍有2248人,其中1004人死亡。
骨痛病
骨痛病事件
镉是人体不需要的元素。日本富山县的一些铅锌矿在采矿和冶炼中排放废水,废水在河流中积累了重金属“镉”。人长期饮用这样的河水,食用浇灌含镉河水生产的稻谷,就会得“骨痛病”。病人骨骼严重畸形、剧痛,身长缩短,骨脆易折。
水污染事件
1986年11月1日,瑞士巴塞尔市桑多兹化工厂仓库失火,近30吨剧毒的硫化物、磷化物与含有水银的化工产品随灭火剂和水流入莱茵河。顺流而下150公里内,60多万条鱼被毒死,500公里以内河岸两侧的井水不能饮用,靠近河边的自来水厂关闭,啤酒厂停产。有毒物沉积在河底,将使莱茵河因此而“死亡”20年。
油船
1967年3月18日 英国西南七岩礁海域
该船满载11.7万吨原油在锡利群岛以东的七岩礁海域触礁,致使8万吨原油流入海中,留在船体内的原油被引爆,造成英国、法国海域原油污染。造成大量鱼贝类和海鸟死亡,赔偿金额达720万元美元。这一事件后,海洋污染成为海事的重要问题。
赤潮
据环境部门监测,全国城镇每天至少有 1 亿吨污水未经处理直接排入水体。全国七大水系中一半以上的河段水质受到污染,全国 1/3 的水体不适于鱼类生存,1/4 的水体不适于灌溉,90% 的城市水域污染严重,50% 的城镇水源不符合饮用水标准,40% 的水源已不能饮用,南方城市总缺水量的 60%~70% 是由于水源污染造成的。截至 1996 年底,全国 600 余座城市年排水量为 353 亿立方米,处理量为 83 亿立方米,处理率仅 23%。城市市政系统年纳污水 209 亿立方米,建有城市污水处理厂 153 座,集中处理量为 23.8 亿立方米,处理率为 11.4%。尽管全国每年新增城市污水处理能力 3 亿立方米,但仍以每年处理能力缺口 21 亿立方米的速度在不断增大。到了2050年,城市市政系统年纳污水为1385亿立方米,2100年将达到2435亿立方米这相当于长宽高都是61813.8米的正方体,若平铺为高1CM的长方体,底面将覆盖将近2537个中国。
《国家环境保护“九五”计划和 2010 年远景目标》要求,到 2002 年,全国要新增城市污水处理能力 2000 万吨/日。集中处理率达 25%。据测算,仅处理厂的配套管网投资将达 850 亿元,至 2010 年,城市集中污水处理率将达 40%。预计将新增城市污水处理厂1000 余座。
根据统计,中国有3.2亿农民没有饮用水;大约有1.9亿农民是喝受到污染的水。此外,灌溉农田的水散发着恶臭,而且漂浮着一些污染的泡沫。而这样条件下生产的食物,却登上了中国人的餐桌。
其他
罗马尼亚水污染图
2000年1月30日,罗马尼亚境内一处金矿污水沉淀池,因积水暴涨发生温漫坝,10多万升含有大量氰化物、铜和铅等重金属的污水冲泄到多瑙河支流蒂萨河,并顺流南下,迅速汇入多瑙河向下游扩散,造成河鱼大量死亡,河水不能饮用。匈牙利、南斯拉夫等国深受其害,国民经济和人民生活都遭受一定的影响,严重破坏了多瑙河流域的生态环境,并引发了国际诉讼。
1994年7月,淮河上游的河南境内突降暴雨,颍上水库水位急骤上涨超过防洪警戒线,因此开闸泄洪将积蓄于上游一个冬春的2亿立方米水放了下来。水经之处河水泛浊,河面上泡沫密布,顿时鱼虾丧生。下游一些地方居民饮用了虽经自来水厂处理,但未能达到饮用标准的河水后,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,不少地方花高价远途取水饮用,有些地方出现居民抢购矿泉水的场面,这就是震惊中外的"淮河水污染事件"。
山东淄博死亡 小镇水污染致癌日日有人出殡
触目惊心的淮河水污染事件
年轻人患病,查出即晚期。
在山东地下水污染事件备受各界关注之际,山东淄博市金岭镇25日又爆出水污染事件。这座位于潍坊和淄博交界处的小镇,其东南西三个方向皆被化工厂包围,污染问题严重,相继有人患上胃癌、肺癌等,死亡的阴影正笼罩着村落。不少村民盼着搬迁,甚至有人视潍坊为理想居住地。村民们只盼望经济增速缓一缓,老百姓的生存问题能得以解决,政府能真正重视水污染问题。
触目惊心的淮河水污染事件
据中国广播网报道,金岭镇位于山东淄博临淄区“齐鲁化工园”附近,约有15,000人口,大小化工厂已经在小镇东南西三个方向,形成重围之势。
有村民表示,每到晚上,总有小厂偷排废气,“味道大得很,夏天都不敢开窗。”村子西头和南头都有小河沟流经,不少工厂直接把污水排到沟里。镇里的自来水颜色经常发红或发黄,用来洗脸时会觉得皮肤发涩。“我们地下水被污染好多年了,自来水没法喝。”小镇管辖的居委会和村委会2007年陆续开始向村民供应桶装矿泉水,按人口计算,每人每月一桶。更有村民发现,村里的小动物都变得越来越少。
金岭镇的污染名声也传遍了方圆数里,买菜的人一听说菜是金岭来的,大多都不敢买;医院里只要听说是淄博的,总要追问一句“是金岭的吧?”
不少村民盼着搬迁,甚至有人视潍坊为理想居住地,“他们那儿也污染,但相比金岭要好些。”
当地村民间谈得最多的是死亡,一位头发花白的老者说,“感觉最近天天有人出殡”,这几年,镇里得肺癌、胃癌、食道癌的特别多,很多患者才三四十岁,往往确诊时就是晚期。提起类似话题时村民们已一脸麻木,“公墓都快满员了,地里头新坟头也越来越多”。
整治难持久工厂续偷排
数据显示,对于化工厂带来的水污染、空气污染等问题,当地政府曾数次出手整治。2007年,临淄区曾经掀起一场“环保风暴”,1,167家非法排污企业被关闭。2012年,“化工综合整治风暴”再次兴起,逾百家企业完成了遏制化工异味的整改。有村民表示,这些“运动式”的整治一度在金岭镇产生效果,自来水有过阶段性变好的时候,然而过不了多久,一切又会回到原点。有村民就提出,“他们查不过来”,村子周边的化工厂排放废气,往往挑在晚上七八点,政府部门都下班后,此时,刺鼻异味会将大半个村子笼罩,“那些当官的都不住在村子里,影响不到”,而基层官员也不一定想查。
数据显示,由于2006年齐鲁工业园的成立,金岭镇的经济增速明显上升,2012年的财政收入已经达到10,967万元,是2006年的8倍。然而金岭镇为这个数据付出了惨痛的代价。如今村民们只盼望经济增速缓一缓,老百姓的生存问题能得以解决。希望政府能真正重视水污染问题。
主要污染源
水污染
生活污水、畜禽饲养场污水以及制革、洗毛、屠宰业和医院等排出的废水,常含有各种病原体,如病毒、病菌、寄生虫。水体受到病原体的污染会传播疾病,如血吸虫病、霍乱、伤寒、痢疾、病毒性肝炎等。历史上流行的瘟疫,有的就是水媒型传染病。如1848年和1854年英国两次霍乱流行,死亡万余人;1892年德国汉堡霍乱流行,死亡750余人,均是水污染引起的。受病原体污染后的水体,微生物激增,其中许多是致病菌、病虫卵和病毒,它们往往与其他细菌和大肠杆菌共存,所以通常规定用细菌总数和大肠杆菌指数及菌值数为病原体污染的直接指标。病原体污染的特点是:⑴数量大;⑵分布广;⑶存活时间较长;⑷繁殖速度快;⑸易产生抗药性,很难绝灭;⑹传统的二级生化污水处理及加氯消毒后,某些病原微生物、病毒仍能大量存活。常见的混凝、沉淀、过滤、消毒处理能够去除水中99%以上病毒,如出水浊度大于0.5度时,仍会伴随病毒的穿透。病原体污染物可通过多种途径进入水体,一旦条件适合,就会引起人体疾病。耗氧污染物
水污染
在生活污水、食品加工和造纸等工业废水中,含有碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素等有机物质。这些物质以悬浮或溶解状态存在于污水中,可通过微生物的生物化学作用而分解。在其分解过程中需要消耗氧气,因而被称为耗氧污染物。这种污染物可造成水中溶解氧减少,影响鱼类和其他水生生物的生长。水中溶解氧耗尽后,有机物进行厌氧分解,产生硫化氢、氨和硫醇等难闻气味,使水质进一步恶化。水体中有机物成分非常复杂,耗氧有机物浓度常用单位体积水中耗氧物质生化分解过程中所消耗的氧量表示,即以生化需氧量(BOD)表示。一般用20℃时,五天生化需氧量(BOD5)表示。植物营养物
植物营养物主要指氮、磷等能刺激藻类及水草生长、干扰水质净化,使BOD5升高的物质。水体中营养物质过量所造成的"富营养化"对于湖泊及流动缓慢的水体所造成的危害已成为水源保护的严重问题。
水污染
富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下,生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象。在自然条件下,湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态,沉积物不断增多,先变为沼泽,后变为陆地。这种自然过程非常缓慢,常需几千年甚至上万年。而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,可以在短期内出现。植物营养物质的来源广、数量大,有生活污水(有机质、洗涤剂)、农业(化肥、农家肥)、工业废水、垃圾等。每人每天带进污水中的氮约50g。生活污水中的磷主要来源于洗涤废水,而施入农田的化肥有50%~80%流入江河、湖海和地下水体中。天然水体中磷和氮(特别是磷)的含量在一定程度上是浮游生物生长的控制因素。当大量氮、磷植物营养物质排入水体后,促使某些生物(如藻类)急剧繁殖生长,生长周期变短。藻类及其他浮游生物死亡后被需氧生物分解,不断消耗水中的溶解氧,或被厌氧微生物所分解,不断产生硫化氢等气体,使水质恶化,造成鱼类和其他水生生物的大量死亡。藻类及其它浮游生物残体在腐烂过程中,又把生物所需的氮、磷等营养物质释放到水中,供新的一代藻类等生物利用。因此,水体富营养化后,即使切断外界营养物质的来源,也很难自净和恢复到正常水平。水体富养化严重时,湖泊可被某些繁生植物及其残骸淤塞,成为沼泽甚至干地。局部海区可变成"死海",或出现"赤潮"现象。
常用氮、磷含量,生产率(O2)及叶绿素-α作为水体富营养化程度的指标。表3-7是用总磷、无机氮划分水体富养化程度的指标。防治富营养化,必须控制进入水体的氮、磷含量。
有毒污染物
有毒污染物指的是进入生物体后累积到一定数量能使体液和组织发生生化和生理功能的变化,引起暂时或持久的病理状态,甚至危及生命的物质。如重金属和难分解的有机污染物等。污染物的毒性与摄入机体内的数量有密切关系。同一污染物的毒性也与它的存在形态有密切关系。价态或形态不同,其毒性可以有很大的差异。如Cr(Ⅵ)的毒性比Cr(Ⅲ)大;As(Ⅲ)的毒性比As(Ⅴ)大;甲基汞的毒性比无机汞大得多。另外污染物的毒性还与若干综合效应有密切关系。从传统毒理学来看,有毒污染物对生物的综合效应有三种:⑴相加作用,即两种以上毒物共存时,其总效果大致是各成分效果之和。⑵协同作用,即两种以上毒物共存时,一种成分能促进另一种成分毒性急剧增加。如铜、锌共存时,其毒性为它们单独存在时的8倍。⑶拮抗作用,两种以上的毒物共存时,其毒性可以抵消一部分或大部分。如锌可以抑制镉的毒性;又如在一定条件下硒对汞能产生拮抗作用。总之,除考虑有毒污染物的含量外,还须考虑它的存在形态和综合效应,这样才能全面深入地了解污染物对水质及人体健康的影响。
有毒污染物主要有以下几类:⑴重金属。如汞、镉、铬、铅、钒、钴、钡等,其中汞、镉、铅危害较大;砷、硒和铍的毒性也较大。重金属在自然界中一般不易消失,它们能通过食物链而被富集;这类物质除直接作用于人体引起疾病外,某些金属还可能促进慢性病的发展。⑵无机阴离子,主要是NO2-、F-、CN-离子。NO2-是致癌物质。剧毒物质氰化物主要来自工业废水排放。⑶有机农药、多氯联苯。世界上有机农药大约6000种,常用的大约有200多种。农药喷在农田中,经淋溶等作用进入水体,产生污染作用。有机农药可分为有机磷农药和有机氯农药。有机磷农药的毒性虽大,但一般容易降解,积累性不强,因而对生态系统的影响不明显;而绝大多数的有机氯农药,毒性大,几乎不降解,积累性甚高,对生态系统有显著影响。多氯联苯(PCB)是联苯分子中一部分氢或全部氢被氯取代后所形成的各种异构体混合物的总称。
多氯联苯剧毒,脂溶性大,易被生物吸收,化学性质十分稳定,难以和酸、碱、氧化剂等作用,有高度耐热性,在1000~1400℃高温下才能完全分解,因而在水体和生物中很难降解。⑷致癌物质。致癌物质大体分三类:稠环芳香烃(PAHs),如3,4-苯并芘等;杂环化合物,如黄曲霉素等;芳香胺类,如甲、乙苯胺,联苯胺等。⑸一般有机物质。如酚类化合物就有2000多种,最简单的是苯酚,均为高毒性物质;腈类化合物也有毒性,其中丙烯腈的环境影响最为注目。
石油类污染物
石油污染是水体污染的重要类型之一,特别在河口、近海水域更为突出。排入海洋的石油估计每年高数百万吨至上千万吨,约占世界石油总产量的千分之五。石油污染物主要来自工业排放,清洗石油运输船只的船舱、机件及发生意外事故、海上采油等均可造成石油污染。而油船事故属于爆炸性的集中污染源,危害是毁灭性的。
石油是烷烃、烯烃和芳香烃的混合物,进入水体后的危害是多方面的。如在水上形成油膜,能阻碍水体复氧作用,油类粘附在鱼鳃上,可使鱼窒息;粘附在藻类、浮游生物上,可使它们死亡。油类会抑制水鸟产卵和孵化,严重时使鸟类大量死亡。石油污染还能使水产品质量降低。
放射性污染物
放射性污染是放射性物质进入水体后造成的。放射性污染物主要来源于核动力工厂排出的冷却水,向海洋投弃的放射性废物,核爆炸降落到水体的散落物,核动力船舶事故泄漏的核燃料;开采、提炼和使用放射性物质时,如果处理不当,也会造成放射性污染。水体中的放射性污染物可以附着在生物体表面,也可以进入生物体蓄积起来,还可通过食物链对人产生内照射。
水中主要的天然放射性元素有40K、238U、286Ra、210Po、14C、氚等。在世界任何海区几乎都能测出90Sr、137Cs。
无机污染物
各种酸、碱、盐等无机物进入水体(酸、碱中和生成盐,它们与水体中某些矿物相互作用产生某些盐类),使淡水资源的矿化度提高,影响各种用水水质。盐污染主要来自生活污水和工矿废水以及某些工业废渣。另外,由于酸雨规模日益扩大,造成土壤酸化、地下水矿化度增高。
水体中无机盐增加能提高水的渗透压,对淡水生物、植物生长产生不良影响。在盐碱化地区,地面水、地下水中的盐将对土壤质量产生更大影响。
热污染
热污染是一种能量污染,它是工矿企业向水体排放高温废水造成的。一些热电厂及各种工业过程中的冷却水,若不采取措施,直接排放到水体中,均可使水温升高,水中化学反应、生化反应的速度随之加快,使某些有毒物质(如氰化物、重金属离子等)的毒性提高,溶解氧减少,影响鱼类的生存和繁殖,加速某些细菌的繁殖,助长水草丛生,厌气发酵,恶臭。
鱼类生长都有一个最佳的水温区间。水温过高或过低都不适合鱼类生长,甚至会导致死亡。不同鱼类对水温的适应性也是不同的。如热带鱼适于15~32℃,温带鱼适于10~22℃,寒带鱼适于2~10℃的范围。又如鳟鱼虽在24℃的水中生活,但其繁殖温度则要低于14℃。一般水生生物能够生活的水温上限是33~35℃。
除了上述八类污染物以外,洗涤剂等表面活性剂对水环境的主要危害在于使水产生泡沫,阻止了空气与水接触而降低溶解氧,同时由于有机物的生化降解耗用水中溶解氧而导致水体缺氧。高浓度表面活性剂对微生物有明显毒性。水体污染的例子很多,如京杭大运河(杭州段)两岸有许多工厂,每天均有大量废水排入运河,使水体中固体悬浮物、有机物、重金属(Zn,Cd,Pb,Cu等)及酚、氰化物等含量大大超过地面水标准,有的超过几十倍,使水体处于厌氧的还原状态,乌黑发臭,鱼虾绝迹,不能用于生活、农业等用水;水体自净能力差,若不治理,并控制污染源,水体污染还会进一步扩大。
水环境中的污染物,总体上可划分为无机污染物和有机污染物两大类。在水环境化学中较为重要的,研究得较多的污染物是重金属和有机物。中国水污染化学研究始于70年代,从重金属、耗氧有机物、DDT、六六六等农药污染开始,研究的重点已转向有机污染物,特别是难降解有机物,因其在环境中的存留期长,容易沿食物链(网)传递积累(富集),威胁生物生长和人体健康,因而日益受到人们重视。本章着重介绍重金属和有机污染物在水体中迁移转化的环境化学行为。
防治相关
江城武汉,优于水更忧于水。新的《水污染防治法》与以往有何区别?有何新意?对我市的水环境保护、水污染治理工作具体有怎样的指导意义?
谢昉介绍,新的水法具有4大特点,一是处罚力度加大,二是认定违法行为简化,三是可操作性强,四是直接处理责任人。新法结合中国水环境状况,提出了许多创新之举,其中有10大亮点引人关注。
罚到让违法者痛
新法“法律责任”一章共22条,比老法增加9条,极大地增强了对违法行为的震慑力。“要罚到让违法者感到痛,从而扭转‘守法成本高,违法成本低’的问题”。
强硬处罚之一:对于造成水污染事故的罚款额不再有上限。老法对水污染事故处罚的最高限额是100万元人民币。新法规定:对造成一般或者较大水污染事故的,按照所造成的直接损失的百分之二十计算罚款;对造成重大或者特大事故的,按照所造成的直接损失的百分之三十进行罚款。对于超标排放罚款数额为“应缴纳排污费数额2倍以上5倍以下”。
强硬处罚之二:主要负责人要受罚。新法规定:企事业单位造成水污染事故的,除对单位给予处罚外,还可对直接负责的主管人员和其他直接责任人员处上一年度从本单位取得的收入百分之五十以下的罚款。
保证喝上干净水
新法加强饮用水的法律保护。
首先,完善饮用水水源保护区分级管理制度。规定:饮用水水源保护区分为一级和二级保护区,必要时,可以划定饮用水水源准保护区。保护区的范围比老法扩大数倍。
其次,明确了饮用水水源保护区的划定机关和争议解决机制。规定:跨省、自治区、直辖市的饮用水水源保护区,由有关的人民政府和有关流域管理机构协商划定;协商不成的,由环境保护部会同水行政等部门提出划定方案,报国务院批准。
再有,严格禁止排污。规定:禁止在饮用水水源保护区内设置排污口。禁止在饮用水水源一级保护区内建设与供水设施和保护水源无关的建设项目,禁止在饮用水水源二级保护区内建设排放污染物的建设项目;已建成的,要责令拆除或者关闭。
地方政府环境责任法律化
许多地方环境污染的背后,总能看到地方保护主义的影子。环境指标纳入政府官员考核指标体系将是斩断地方保护主义的利剑。
新法从两方面完善了政府的责任机制。
规定:国家实行水环境保护目标责任制和考核评价制度,将水环境保护目标完成情况作为对地方人民政 府及其负责人考核评价的内容。
超标排污就是违法
施行老法时,超标排放水污染物的行为相当普遍。究其原因,可以归因于两方面的法律缺失:第一方面是法律认定违法排污非常困难,要同时具备:超标、治污设施停止运转、故意停运等3项条件;第二方面是超标排污没有明确的法律责任。
水污染防治法
第一条 为了防治水污染,保护和改善环境,保障饮用水安全,促进经济社会全面协调可持续发展,制定本法。
第二条 本法适用于中华人民共和国领域内的江河、湖泊、运河、渠道、水库等地表水体以及地下水体的污染防治。 海洋污染防治适用《中华人民共和国海洋环境保护法》。
第三条 水污染防治应当坚持预防为主、防治结合、综合治理的原则,优先保护饮用水水源,严格控制工业污染、城镇生活污染,防治农业面源污染,积极推进生态治理工程建设,预防、控制和减少水环境污染和生态破坏。
第四条 县级以上人民政府应当将水环境保护工作纳入国民经济和社会发展规划。 县级以上地方人民政府应当采取防治水污染的对策和措施,对本行政区域的水环境质量负责。
第五条 国家实行水环境保护目标责任制和考核评价制度,将水环境保护目标完成情况作为对地方人民政府及其负责人考核评价的内容。
第六条 国家鼓励、支持水污染防治的科学技术研究和先进适用技术的推广应用,加强水环境保护的宣传教育。
第七条 国家通过财政转移支付等方式,建立健全对位于饮用水水源保护区区域和江河、湖泊、水库上游地区的水环境生态保护补偿机制。
第八条 县级以上人民政府环境保护主管部门对水污染防治实施统一监督管理。 交通主管部门的海事管理机构对船舶污染水域的防治实施监督管理。 县级以上人民政府水行政、国土资源、卫生、建设、农业、渔业等部门以及重要江河、湖泊的流域水资源保护机构,在各自的职责范围内,对有关水污染防治实施监督管理。 第九条 排放水污染物,不得超过国家或者地方规定的水污染物排放标准和重点水污染物排放总量控制指标。
第十条 任何单位和个人都有义务保护水环境,并有权对污染损害水环境的行为进行检举。 县级以上人民政府及其有关主管部门对在水污染防治工作中做出显著成绩的单位和个人给予表彰和奖励。
同时规定:排放水污染物超过标准的,由县级以上人民政府环境保护主管部门按照权限责令限期治理,处应缴纳排污费数额二倍以上五倍以下的罚款。限期治理期间,由环境保护主管部门责令限制生产、限制排放或者停产整治。限期治理的期限最长不超过1年;逾期未完成治理任务的,报经人民政府批准,责令关闭。
“区域限批”法制化
“区域限批”制度是环境监管手段的重要创新。实践证明,“区域限批”制度的效果非常明显,不仅使违法建设单位受到严厉惩罚,也使一些地方政府官员对环评等法律制度产生了敬畏。
新法将这一行政管理措施上升为强制实施的法律制度。规定:对超过重点水污染物排放总量控制指标的地区,有关人民政府环境保护主管部门应当暂停审批新增重点水污染物排放总量的建设项目的环境影响评价文件。
总量控制范围扩大
新法对总量控制制度做了两方面修改。
安装“电子眼”强化监测
新法认为,自我监测、记录和申报是企业的基本义务,随时抽查和核实是环保部门的基本权力。国家建立水环境质量监测和水污染物排放监测制度。
新法规定:新设定排污单位具有自我监测义务,要求其安装自动监测设备并与环保部门的监控设备联网,保存原始监测记录。明确适用于“重点排污单位”。重点排污单位名录由环保部门会商有关部门确定。未安装、未联网、未监测、未保存原始监测记录的,将被处以10万元罚款。
强化事故应急处置
新法专设水污染事故处置章节,要求政府、企业应当做好突发水污染事故的应急准备、应急处置和事后恢复。
新法规定:可能发生水污染事故的企业事业单位,制定有关水污染事故的应急方案,做好应急准备,并定期进行演练。
生产、储存危险化学品的企业事业单位,应当采取措施,防止在处理安全生产事故过程中产生的可能严重污染水体的消防废水、废液直接排入水体。
排污许可成为法律规定
新法提出了国家实行排污许可制度,并明确了3大基本内容。第一,明确了4类适用对象:向水体排放工业废水的企业单位,向水体排放医疗污水的医疗卫生机构,城镇污水集中处理设施的运营单位,其他按照规定应当取得排污许可证的企业事业单位。第二,明确了两项基本要求:禁止无证排污,禁止违证排污。第三,明确授权立法,即排污许可的具体办法和实施步骤由国务院制定。
公众参与有保障
新法从4个方面提供了公众参与的制度保障。
污染原因
人类生产活动造成的水体污染中,工业引起的水体污染最严重。如:工业废水,它含污染物多,成分复杂,不仅在水中不易净化,而且处理也比较困难。
工业废水,是工业污染引起水体污染的最重要的原因。它占工业排出的污染物的大部分。工业废水所含的污染物因工厂种类不同而千差万别,即使是同类工厂,生产过程不同,其所含污染物的质和量也不一样。工业除了排出的废水直接注入水体引起污染外,固体废物和废气也会污染水体。
农业污染首先是由于耕作或开荒使土地表面疏松,在土壤和地形还未稳定时降雨,大量泥沙流入水中,增加水中的悬浮物。
还有一个重要原因是农药、化肥的使用量日益增多,而使用的农药和化肥只有少量附着或被吸收,其余绝大部分残留在土壤和漂浮在大气中,通过降雨,经过地表径流的冲刷进入地表水和渗入地表水形成污染。
城市污染源是因城市人口集中,城市生活污水、垃圾和废气引起水体污染造成的。城市污染源对水体的污染主要是生活污水,它是人们日常生活中产生的各种污水的混合液,其中包括厨房、洗涤房、浴室和厕所排出的污水。
世界上仅城市地区一年排出的工业和生活废水就多达500立方公里,而每一滴污水将污染数倍乃至数十倍的水体。
治理措施
保障措施
工程保障措施
市政管理措施
水资源调控措施
加强水源调配方面的研究 水资源不足是影响水质的重要因素,河水不流,水质就会恶化。应加强水源调配方面的研究,如何既节约水源又保护水环境是必须研究的课题。建设一批污水处理厂,应加强处理水的应用,处理厂与输水管道应同时规划、同时设计,将处理后的洁净水引入河道,这样既节约水资源又可保护水环境。
公众参与措施
为了推动对水资源进行综合性统筹规划和管理,加强水资源保护,解决日益严峻的缺水问题,开展广泛的宣传教育以提高公众对开发和保护水资源的认识,1993年1月18日,第47届联合国大会确定自1993年起,将每年的3月22日定为世界水日。
面对严峻的缺水、水污染问题,我们应积极行动起来,珍惜每一滴水,采取节水技术、防治水污染、植树造林等多种措施,合理利用和保护水资源。
名称释义
英文:wastewater
定义:在生产与生活活动中排放的水的总称。
污水:(英文:sewage;wastewater)丧失了原来使用功能的水简称为污水。污水是由于水里掺入了新的物质或者因为外界条件的变化,导致水变质不能继续保持原来的使用功能。
我国污染情况
农村饮用水源受污染
对于水环境,环保部称“质量不容乐观”,针对全国798个村庄的农村环境质量试点监测结果表明,农村饮用水源和地表水受到不同程度污染。
此外,环保部认为,农村环境问题日益显现,突出表现为工矿污染压力加大,生活污染局部加剧,畜禽养殖污染严重等。
产业洞察网《中国环保行业深度评估》报告资料显示2011,环保部批复了240个项目的建设项目环境影响评价,涉及总投资近1.4万亿元,其中基础设施和民生工程有79个,约占总投资的一半,有24个项目被退回环评,不予审批或暂缓审批,涉及总投资1000多亿元。
世界环境日中国主题为“同呼吸共奋斗”,重点关注以防治PM2.5为重点的大气污染防治工作。
污染过程
污染物进入水体后立即发生各种运动。下面以海洋为例作一简介,其他水体的情况,可以类推。污染物排入水体后的运动过程如图3-2所示。
污染物在海水中停留时间τ可用下式计算:
τi = Ai / dAi / d t
式中Ai为排入水体污染物i 的总量,dAi/dt为污染物i在海洋中的沉积速率。一般情况下,污染物在海水中的活性越大,停留时间就越短。
图中过程5为污染物在海洋中的富集过程,它主要取决于吸附等物理化学的富集沉降以及食物链的选择性吸收,其结果是污染物脱离海水,使后者得到净化,同时将在不同程度上有害于生物,并将增加底质中污染物的积累,有可能引起海水的二次污染。
对水生生物的危害
自然界中有着各种各样的水生动物和植物。生物与水、生物与生物之间进行着复杂的物质和能量的交换,从数量上保持着一种动态的平衡关系。但在人类活动的影响下,这种平衡遭到了破坏。当人类向水中排放污染物时,一些有益的水生生物会中毒死亡,而一些耐污的水生生物会加剧繁殖,大量消耗溶解在水中的氧气,使有益的水生生物因缺氧被迫迁栖他处,或者死亡。特别是有些有毒元素,既难溶于水又易在生物体内累积,对人类造成极大的伤害。如汞在水中的含量是很低的,但在水生生物体内的含量却很高,在鱼体内的含量又高得出奇。假定水体中汞的浓度为1,水生生物中的底栖生物(指生活在水体底泥中的小生物)体内汞的浓度为700,而鱼体内汞的浓度高达860。由此可见,当水体被污染后,一方面导致生物与水、生物与生物之间的平衡受到破坏,另一方面一些有毒物质不断转移和富集,最后危及人类自身的健康和生命。
石英砂过滤
石英砂过滤是去除水中悬浮物最有效手段之一,是污水深度处理、污水回用和给水处理中重要的单元。其作用是将水中已经絮凝的污染物进一步去除,它通过滤料的截留、沉降和吸附作用,达到净水的目的。
1.用于要求出水浊度≤5mg/L能符合饮用水质标准的工业用水、生活用水及市政给水系统;
2.工业污水中的悬浮物、固体物的去除;3.可用作离子交换法软化、除盐系统中的预处理设备,对水质要求不高的工业给水的粗过滤设备;
以及用在游泳池循环处理系统、冷却循环水净化系统等。
污染影响
水体污染的危害是多方面的,这里简单介绍一下水体污染对人体健康的影响。
● 引起急性和慢性中毒。水体受有毒有害化学物质污染后,通过饮水或食物链便可能造成中毒。著名的水俣病、痛痛病是由水体污染引起的。
● 致癌作用。某些有致癌作用的化学物质如砷、铬、镍、铍、苯胺、苯并(a)芘和其他多环芳烃、卤代烃污染水体后,可被悬浮物、底泥吸附,也可在水生生物体内积累,长期饮用含有这类物质的水,或食用体内蓄积有这类物质的生物(如鱼类)就可能诱发癌症。
● 发生以水为媒介的传染病。人畜粪便等生物污染物污染水体,可能引起细菌性肠道传染病如伤寒、痢疾、肠炎、霍乱等;肠道内常见病毒如脊髓灰质类病毒、柯萨奇病毒、传染性肝炎病毒等,皆可通过水体污染引起相应的传染病。1989年上海的"甲肝事件",就是由水体污染引起的。
● 间接影响。水体污染后,常可引起水的感官性状恶化,如某些污染物在一定浓度下,对人的健康虽无直接危害,但可使水发生异臭、异色,呈现泡沫和油膜等,妨碍水体的正常利用。铜、锌、镍等物质在一定浓度下能抑制微生物的生长和繁殖,从而影响水中有机物的分解和生物氧化,使水体自净能力下降,影响水体的卫生状况。
水体污染既可严重危害生态系统,还可造成严重的经济损失。
主要污染物的影响:
铅: 对肾脏、神经系统造成危害,对儿童具高毒性,致癌性已被证实
镉: 对肾脏有急性之伤害
砷: 对皮肤、神经系统等造成危害,致癌性已被证实
汞: 对人体的伤害极大,伤害主要器官为肾脏、中枢神经系统
硒: 高浓度会危害肌肉及神经系统
亚硝酸盐: 造成心血管方面疾病,婴儿的影响最为明显(蓝婴症),具致癌性
总三卤甲烷: 以氯仿对健康的影响最大,致癌性方面最常发生的是膀光癌
三氯乙烯(有机物): 吸入过多会降低中枢神经、心脏功能,长期暴露对肝脏有害
四氯化碳(有机物): 对人体健康有广泛影响,具致癌性,对肝脏、肾脏功能影响极大
水质指标分类
一般分为物理、化学、生物三大类。
物理性指标
温度、色度、嗅和味、固体物质的三种存在形态:悬浮的、胶体的、溶解的。固体物质用总固体量(TS)作为指标,污水处理中常用悬浮固体(SS)表示固体物质的含量(TDS指标高于1000以上)。
化学性指标
一、化学需氧量(COD):指用强化学氧化剂(中国法定用重铬酸钾)在酸性条件下,将有机物氧化成CO2与H2O所消耗的氧量(mg/L),用CODcr表示,简写为COD。化学需氧量越高,表示水中有机污染物越多,污染越严重。
cod的测定方法:
随着测定水样中还原性物质以及测定方法的不同,其测定值也有不同。应用最普遍的是酸性高锰酸钾氧化法与重铬酸钾氧化法。
1、高锰酸钾(KmnO4)法:氧化率较低,但比较简便,在测定水样中有机物含量的相对比较值时,可以采用。
2、重铬酸钾(K2Cr2O7)法:氧化率高,再现性好,适用于测定水样中有机物的总量。 有机物对工业水系统的危害很大。含有大量的有机物的水在通过除盐系统时会污染离子交换树脂,特别容易污染阴离子交换树脂,使树脂交换能力降低。有机物在经过预处理时(混凝、澄清和过滤),约可减少50%,但在除盐系统中无法除去,故常通过补给水带入锅炉,使炉水pH值降低。有时有机物还可能带入蒸汽系统和凝结水中,使pH降低,造成系统腐蚀。在循环水系统中有机物含量高会促进微生物繁殖。
因此,不管对除盐、炉水或循环水系统,COD都是越低越好,但并没有统一的限制指标。在循环冷却水系统中COD(KmnO4法)>5mg/L时,水质已开始变差。
二、生化需氧量(BOD):水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量(mg/L)。
如果污水成分相对稳定,则一般来说,COD> BOD5。
一般BOD5/COD大于0.3,认为适宜采用生化处理。三、总需氧量(TOD):有机物主要元素是C、H、O、N、S等,当有机物被全部氧化时,将分别产生CO2、H2O、NO、SO2等,此时需氧量称为总需氧量(TOD)。
四、总有机碳(TOC):包括水样中所有有机污染物质的含碳量,也是评价水样中有机物质质的一个综合参数。
五、总氮(TN):污水中含氮化合物分为有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮,四种含氮化合物总量称为总氮(TN)。凯氏氮(TKN)是有机氮与氨氮之和。
六、总磷(TP):包括有机磷与无机磷两类。
七、pH值
八、重金属
生物性指标
⑴大肠菌群数:每升水样中所含有的大肠菌群的数目,以个/L计。
⑵细菌总数:是大肠菌群数、病原菌、病毒及其他细菌数的总和,以每毫升水样中的细菌菌落总数表示。
重大课题
受污染的水
随着工业进步和社会发展,水污染亦日趋严重,成了世界性的头号环境治理难题。
早在18世纪,英国由于只注重工业发展,而忽视了水资源保护,大量的工业废水废渣倾入江河,造成泰晤士河污染,基本丧失了利用价值,从而制约了经济的发展,同时也影响到人们的健康、生存。之后经过百余年治理,投资5亿多英镑,直到20世纪70年代,泰晤士河的水质才得到改善。
19世纪初,德国莱茵河也发生严重污染,德国政府为此运用严格的法律和投入大量资金致力于水资源保护,经过数十年不懈努力,在莱茵河流经的国家及欧盟共同合作治理下,才使莱茵河碧水畅流,达到饮用水标准。
近些年,水质恶化也困扰着美国人。一直以来,纽约市民以自来水质纯美而自豪,其他州的面包商甚至特地使用纽约市自来水以生产货真价实的纽约圈饼。寄生虫侵入密尔沃基供水系统,造成100人死亡,40万人致病后,水质问题备受关注,如今纽约市民每天生活在饮水不净的威胁下。1998年,美国总统克林顿宣布了一项投资23亿美元的清洁水行动计划,治理美国已受污染40%的水域。
虽然人们已经认识到污染江河湖泊等天然水资源的恶果,并着手进行治理,但毕竟已经遭受了巨大的损失,虽已醒悟但为时较晚。
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