第2章 水質(zhì)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),2.1 水中的雜質(zhì)與性質(zhì) 2.2 水體污染與自凈 2.3 飲用水與健康 2.4 水質(zhì)指標(biāo)與用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 2.5 污水的排放標(biāo)準(zhǔn) 本章重點(diǎn)：雜質(zhì)來(lái)源及其變化規(guī)律，水污染的危害，我 國(guó)主要的水質(zhì)指標(biāo)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 本章難點(diǎn)：水體自凈與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。,2.1 水中的雜質(zhì)與性質(zhì),2.1.1 水體中的雜質(zhì)來(lái)源與分類 雜質(zhì)的來(lái)源： 自然過(guò)程（降水、滲透溶解、沖刷等） 人為因素（使用中產(chǎn)生的各種污染物） 雜質(zhì)的分類： 按性質(zhì)分為：無(wú)機(jī)物、有機(jī)物、生物 按尺寸分為：懸浮物、膠體、溶解物,表2-1 水中雜質(zhì)的尺寸與外觀特征,懸浮物與膠體是水產(chǎn)生渾濁的主要根源（濁度），是 飲用水處理的主要去除對(duì)象。,懸浮物特性,懸浮物主要是泥砂類、粘土等無(wú)機(jī)質(zhì)，以及動(dòng)植物生存過(guò)程中產(chǎn)生 的腐殖質(zhì)等有機(jī)質(zhì)； 它們顆粒較大，水靜止時(shí)，密度較小的懸浮物浮于水面，密度較大 的則下沉。 通常用重力沉降法去除。,膠體特性,主要是細(xì)小的泥砂、礦物質(zhì)等無(wú)機(jī)物和腐殖質(zhì)等有機(jī)物。 膠體微粒尺寸小而帶電。同類膠體因帶相同電荷相斥，因此以微小 膠體顆粒穩(wěn)定存在于水中，長(zhǎng)期靜置也很難下沉。 須投加混凝劑方可去除。,溶解物特性,氣體分子（O2、CO2、H2S、SO2、NH3等）； 離子（Ca2+、Mg2+、Na+、HCO3-、SO42-、Cl-等）。 穩(wěn)定均勻分散在水中，須用化學(xué)或物化等特殊方法去除。,無(wú)機(jī)雜質(zhì) 天然水中的無(wú)機(jī)雜質(zhì)主要是溶解性離子、氣體及懸浮性泥砂。 溶解性離子的存在使水表現(xiàn)出不同的含鹽量、硬度、pH值和電導(dǎo)率 特性，進(jìn)而表現(xiàn)出不同的物理化學(xué)性質(zhì)。 泥砂的存在使水混濁。 有機(jī)雜質(zhì) 天然水中所含有機(jī)雜質(zhì)一般為腐殖質(zhì)類及一些蛋白質(zhì)等。 有機(jī)物會(huì)造成水的色、臭、味。 生物（微生物）雜質(zhì) 包括原生動(dòng)物、藻類、細(xì)菌、病毒等。 使水產(chǎn)生異臭異味，增加水的色度、濁度，導(dǎo)致各種疾病。,2.1.2 各種典型水體的水質(zhì)特點(diǎn),地下水 天然水體的類型 江河水 地表水 湖泊及水庫(kù)水 海水 地下水特點(diǎn) 水質(zhì)清澈，細(xì)菌較少，水溫和水質(zhì)較穩(wěn)定，但 含鹽量、硬度、鐵和錳高于地表水。含鹽量一 般在100-5000mg/L，硬度通常在100-500mg/L。 一般宜作飲用水和工業(yè)冷卻用水的水源。,江河水特點(diǎn) 懸浮物和膠態(tài)雜質(zhì)含量較多，細(xì)菌含量和濁度高于地 下水，水的色、臭、味變化較大，有毒、有害物質(zhì)易 進(jìn)入水體，水溫不穩(wěn)定，受自然條件的影響較大。但 含鹽量、硬度較低。含鹽量一般在70-900mg/L，硬度 通常在50-400mg/L。 宜作飲用水水源。 湖泊及水庫(kù)水特點(diǎn) 水質(zhì)類似于河水，含鹽量較河水高，但濁度較低，藻 類易于繁殖，易受污染而產(chǎn)生水體富營(yíng)養(yǎng)化。 淡水湖的水宜作生活飲用水水源。咸水湖的水不宜作 為生活飲用水水源。 海水特點(diǎn) 含鹽量高，其中以氯化鈉含量最高， 須經(jīng)淡化處理后方可作為居民生活用水。,2.2 水體的污染與自凈,2.2.1 水中常見(jiàn)的污染物及其來(lái)源 按化學(xué)性質(zhì)：無(wú)機(jī)污染物、有機(jī)污染物 按物理性質(zhì)：懸浮性物質(zhì)、膠體物質(zhì)、溶解性物質(zhì) 按污染物的污染特征：,可生物降解有機(jī)污染物 有機(jī)物 難生物降解有機(jī)污染物 污染物 無(wú)直接毒害作用的無(wú)機(jī)污染物 無(wú)機(jī)物 有直接毒害作用的無(wú)機(jī)污染物,1.可生物降解的有機(jī)污染物,又稱耗氧有機(jī)污染物 主要包括碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等天然有機(jī)物、有 機(jī)酸堿、表面活性劑等。 性質(zhì)：自然環(huán)境中極不穩(wěn)定，可被生物氧化分解，分解 時(shí)消耗水中的溶解氧。 污染評(píng)價(jià)指標(biāo)： BOD - 生化需氧量 COD - 化學(xué)需氧量 TOD - 總需氧量 TOC - 總有機(jī)碳, 生化需氧量(BOD),定義：指在有氧的條件下，水中有機(jī)污染物在微生物作 用下分解時(shí)所需的氧量，單位為mg/L。 意義：間接反映可被微生物氧化分解的有機(jī)物的量。 微生物降解有機(jī)物過(guò)程分兩個(gè)階段： 碳氧化階段： 有機(jī)物+O2 CO2+H2O+NH3（20需20天完成） 硝化階段： 將NH3氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽（20需百日完成） 通常將在20，歷時(shí)20天生化需氧量以BOD20表示。為 縮短檢測(cè)時(shí)間，常以20，5天生化需氧量BOD5作為常 用有機(jī)物的水質(zhì)指標(biāo)，一般BOD5約為BOD20的70%左右。, 化學(xué)需氧量（COD）,定義：化學(xué)氧化劑氧化有機(jī)物時(shí)所需的氧量，單位mg/L。 重鉻酸鉀（CODCr或COD) 氧化劑 高錳酸鉀（CODMn或OC) 意義：能精確表示污水中有機(jī)物量，且測(cè)定時(shí)間短；但 存在一定誤差，不能反映可生物降解的有機(jī)物量。 BOD5/COD稱為可生化性指標(biāo)。其值越高越易生化處理， 一般須大于0.3，生活污水約為0.4-0.65。, 總需氧量（TOD） 定義：水中所有有機(jī)物經(jīng)燃燒生成穩(wěn)定性氧化物(如CO2、 NOx、SO2 )所耗的氧。單位為mg/L。 近似接近于理論需氧量ThOD，同一水樣TODCOD。 總有機(jī)碳（TOC） 定義：水中含碳有機(jī)物在高溫下燃燒轉(zhuǎn)化為CO2所耗的氧 量，通常用專門儀器進(jìn)行燃燒及測(cè)定CO2含量。單 位為mg/L。 生活污水的TOC值一般略高于BOD5。,2.難生物降解的有機(jī)污染物,多為人工合成有機(jī)物，如農(nóng)藥、脂類化合物、酚類化 合物、芳香族氨基化合物、殺蟲劑、除草劑等。 特點(diǎn)： 化學(xué)穩(wěn)定性極強(qiáng)，不易被微生物降解。 易在生物體內(nèi)富集，多為較強(qiáng)的“三致”物質(zhì)。 污染評(píng)價(jià)指標(biāo)： COD -化學(xué)需氧量 TOD -總需氧量 TOC -總有機(jī)碳 專用指標(biāo)（如DDT）,3.無(wú)直接毒害作用的無(wú)機(jī)污染物,類型： 顆粒狀無(wú)機(jī)雜質(zhì)，如泥沙、礦渣等。影響 水體的透明度。 酸、堿物質(zhì)。對(duì)其使用功能及處理過(guò)程影 響極大。 氮、磷等植物營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì)。是導(dǎo)致水體富 營(yíng)養(yǎng)化的主要物質(zhì)。 特點(diǎn)： 無(wú)直接毒害作用，但影響水體的使用功能。,4.有直接毒害作用的無(wú)機(jī)污染物,主要包括： 汞（Hg） 鎘（Cd） 鉛（Pb） 五毒 六大毒性物質(zhì) 鉻（Cr） 砷（As） 氰化物（CN） 特點(diǎn)： 毒性強(qiáng)，對(duì)生物體的毒害大；生物富集性強(qiáng)，可通 過(guò)食物鏈轉(zhuǎn)移到人體。,2.2.2 水體的富營(yíng)養(yǎng)化,定義：水體中的N、P含量較高時(shí)，導(dǎo)致水體中的藻類 過(guò)量生長(zhǎng)，在隨后的藻類死亡和隨之而來(lái)的異養(yǎng)微生 物代謝活動(dòng)中，將會(huì)使水體中的溶解氧耗盡，造成水 質(zhì)惡化和水生生態(tài)環(huán)境破壞的現(xiàn)象。 水體富營(yíng)養(yǎng)化的危害： 使水味變得腥臭難聞； 降低水的透明度； 消耗水中溶解氧； 向水體中釋放有毒物質(zhì)； 影響供水水質(zhì)并增加供水成本； 對(duì)水生生態(tài)的影響。破壞水生態(tài)平衡。,水體富營(yíng)養(yǎng)化產(chǎn)生的原因 主要是水體受到氮、磷污染的結(jié)果。氮、磷進(jìn)入水體的 途徑： 生活污水、工業(yè)廢水未經(jīng)適當(dāng)處理排放水體； 采用常規(guī)處理工藝的污水處理廠排放水中含有相當(dāng)數(shù) 量的氮和磷 ； 面源性農(nóng)業(yè)污染； 大量使用高磷洗滌劑。 解決水體富營(yíng)養(yǎng)化的措施 對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體進(jìn)行修復(fù)，恢復(fù)其水體功能； 強(qiáng)化污水處理工藝和控制面源污染，減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的 排放量； 強(qiáng)化給水處理工藝，有效去除藻類等物質(zhì)，保證飲用 水衛(wèi)生安全。,2.2.3 水體的自凈,定義：指水體在流動(dòng)中或隨著時(shí)間的推移，水體中的 污染物自然降低或者降解的現(xiàn)象。 水體自凈過(guò)程包括： 物理作用：擴(kuò)散、遷移、吸附沉降等，稀釋其濃度， 使污染物濃度降低。 化學(xué)作用：氧化分解等。 生物作用：對(duì)水體中有機(jī)物的氧化分解，使污染物 濃度衰減。 有機(jī)物在生化分解過(guò)程中，需要消耗水中的氧。因此， 常用BOD與DO來(lái)描述水體的自凈過(guò)程。水體中BOD值與 DO值呈高低反差關(guān)系。正常情況下，清潔水中DO值接 近飽和狀態(tài)。,影響自凈能力的因素有污染物的性質(zhì)、水體性質(zhì)、水生 生物種類和數(shù)量、水面形態(tài)、水流要素等。 水體的自凈能力是有限的。當(dāng)水體污染程度超過(guò)水體的 自凈能力最終導(dǎo)致水體污染。,河流中BOD和DO的變化規(guī)律,2.3 飲用水與健康,水質(zhì)不良可引發(fā)多種疾病，嚴(yán)重時(shí)威脅人的生命。世 界衛(wèi)生組織認(rèn)為，80的成人疾病和50的兒童死亡 率都與飲用水水質(zhì)不良有關(guān)。 2.3.1 水生物對(duì)人體健康的影響 影響較大：細(xì)菌、病毒、致病原生物。 此外還有藻類、真菌、寄生蟲、蠕蟲等。 2.3.2 水中的化學(xué)物質(zhì)對(duì)人體健康的影響 包括：微量元素及其他無(wú)機(jī)物、有機(jī)物、放射性物質(zhì)、 消毒劑及消毒副產(chǎn)物的影響。 2.3.3 水質(zhì)與地方病 許多地方病都與飲用水水質(zhì)有密切的關(guān)系。,2.4 水質(zhì)指標(biāo)與用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),水質(zhì)指標(biāo)：是水質(zhì)特性及其量化的具體表現(xiàn)。 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：是用水對(duì)象所要求的各項(xiàng)水質(zhì)參數(shù) 應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)和限值。 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)分為：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、地區(qū)標(biāo) 準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是確定水處理工藝或排放要求的主要 依據(jù)。,2.4.1 水質(zhì)指標(biāo),用水水質(zhì)指標(biāo),物理性水質(zhì)指標(biāo)：包括溫度、色度、濁度、嗅與味、懸 浮物及電導(dǎo)率等。,污水水質(zhì)指標(biāo),生物性指標(biāo) 主要有細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群和病毒三項(xiàng)。,物理性指標(biāo)：包括水溫、色度、臭味和固體等,化學(xué)性指標(biāo)：包括無(wú)機(jī)物、酸堿度、氮、磷、非重金屬 無(wú)機(jī)有毒物質(zhì),化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)：BOD5、COD、TOC、TOD、植物營(yíng)養(yǎng)素、 無(wú)機(jī)性非金屬化合物、重金屬等。,微生物學(xué)指標(biāo)：常以指示菌如細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群和 耐熱大腸菌群等來(lái)表征,毒理學(xué)指標(biāo),放射性指標(biāo),生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制訂的原則 考慮人們終生用水的衛(wèi)生與安全； 水中不得含有病原微生物； 水中所含化學(xué)物質(zhì)及放射性物質(zhì)不得危害人體健康； 水的感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)良好； 與國(guó)情、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相適應(yīng)。,世界衛(wèi)生組織(WHO)水質(zhì)準(zhǔn)則是最具有代表性和權(quán)威性，它是各國(guó)制 定本國(guó)飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)和依據(jù)。 歐共體制定的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)稱為飲用水指令(98/83/EEC)。指令列 出了48項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)，其中，微生物學(xué)參數(shù)2項(xiàng)、化學(xué)物質(zhì)參數(shù)26項(xiàng)、 指示參數(shù)8項(xiàng)和放射性參數(shù)2項(xiàng)。 美國(guó)現(xiàn)行的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是1986年制定的“國(guó)家飲用水基本規(guī)則和 二級(jí)飲用水規(guī)則”，前者是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，后者是非強(qiáng)制性的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)。 日本和南非參考了WHO/EEC/EPA三種標(biāo)準(zhǔn)， 香港則以WHO為標(biāo)準(zhǔn)。,2.4.2 生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),世界衛(wèi)生組織及發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),1956年，頒布第一部飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，有15項(xiàng)指標(biāo)。 1976年，頒布TJ20-1976生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，增加到23項(xiàng)。 1985年，頒布GB5749-1985生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，共35項(xiàng)。 2001年，衛(wèi)生部頒布新標(biāo)準(zhǔn)生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范。 生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范分兩類： 1.感官性狀指標(biāo)和一般化學(xué)指標(biāo) 常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目 2.毒理學(xué)指標(biāo) （共34項(xiàng)） 3.細(xì)菌學(xué)指標(biāo) 4.放射性指標(biāo) 非常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目（62項(xiàng)）,（續(xù)表）,（續(xù)表）,（續(xù)表）,食品、飲料類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 一般食品、飲料用水采用生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 詳見(jiàn)我國(guó)制定的(GB/T189202002)城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 游泳池用水 我國(guó)的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定游泳池補(bǔ)充水應(yīng)符合生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 工業(yè)種類繁多，對(duì)用水的要求也不盡相同，制定相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。,表2-5 工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),2.4.3 其他用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),2.5 污水排放標(biāo)準(zhǔn),2.5.1 污水排放標(biāo)準(zhǔn)制定的依據(jù) 污水的排放直接影響地表水環(huán)境質(zhì)量 制定污水排放標(biāo)準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn)：受納水體的自凈能力 制定污水排放標(biāo)準(zhǔn)的基本依據(jù)：地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 我國(guó)的地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002） 地表水按功能高低分五類： I類：主要適用于源頭水、國(guó)家自然保護(hù)區(qū)； II類：主要適用于集中式生活飲用水水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、珍貴魚類 保護(hù)區(qū)、魚蝦產(chǎn)卵區(qū)； III類：主要適用于集中式生活飲用水水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)、一般魚 類保護(hù)區(qū)及游泳區(qū)； IV類：主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂(lè)用水區(qū)； V類：主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求區(qū)域。,2.5.3 我國(guó)的污水排放標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為1996年修訂的GB89781996污水綜合排 放