（一）有機物生物化學分解。（二）代表性耗氧有機物的降解。第二節(jié)

污染物在水體中的轉化

一、水體中耗氧有機物降解

1．水解反應：復雜的有機物分子在水解酶的參與下加以水分子分解為較簡單化合物的反應。蔗糖+水→葡萄糖+果糖丙氨酸+水→乳酸+氨（一）有機物生物化學分解2．氧化反應：生物氧化作用主要有兩類：脫氫作用和脫羧作用（1）脫氫作用：

乳酸丙酮酸+2H++2e（2）脫羧作用：是生物氧化中產生CO2的主要過程1．碳水化合物的降解碳水化合物：是由C、H、O組成的不含氮的有機物，一般以通式Cn（H2O）m表示。碳水化合物根據分子構造的特點通常分為三類：單糖、二糖、多糖。

①單糖：葡萄糖、果糖②二糖：蔗糖、乳糖③多糖：淀粉、纖維素

（二）代表性耗氧有機物的降解細菌或其他微生物首先在細胞膜外通過水解使碳水化合物從多糖至少轉化為二糖后，才能透入細胞膜內。例如，淀粉可由淀粉糖化酶參與水解成為乳糖，纖維素可由纖維素水解酶參與轉化為纖維二糖等。其通式為：碳水化合物（多糖）二糖在細胞外部或內部，二糖可以再水解而成為單糖。例如，乳糖、纖維二糖都可轉化為葡萄糖：二糖單糖在有氧或無氧的情況下，單糖都首先轉化成丙酮酸單糖丙酮酸在有氧條件下，丙酮酸最終被完全氧化成二氧化碳和水。丙酮酸CO2＋H2O2．脂肪（動物）和油類（植物）的降解。首先在細胞外發(fā)生水解，其通式：脂肪+水→甘油+脂肪酸甘油進一步降解轉化成丙酮酸，并在有氧條件下達到完全氧化：甘油→丙酮酸＋4H丙酮酸→H2O+CO2

無氧條件下，脂肪進行發(fā)酵過程，生成各種有機酸。3．含氮有機物的降解指除C、H、O外，還含有N、S、P等元素的有機化合物，包括蛋白質、氨基酸、硝基化合物等。蛋白質的降解首先在細胞體外發(fā)生水解，在水解中斷開肽鍵：

蛋白質+水氨基酸

氨基酸在細胞內首先通過氧化——還原反應脫除氨基，生成有機酸，在有氧條件下，有機酸最終完全氧化為CO2和H2O。氨基酸+水有機酸+氨

CO2+H2O水體富營養(yǎng)化：指在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質惡化，魚類及其他生物大量死亡的現象。二、水體富營養(yǎng)過程水體富營養(yǎng)化類型：天然富營養(yǎng)化：水體隨著時間的推移和環(huán)境變化逐步形成營養(yǎng)物質的天然富集，導致營養(yǎng)物質濃度逐漸增高從而發(fā)生水質變化的過程。人為富營養(yǎng)化：人類的生產生活活動向海洋、湖泊、河流、水庫等水體中排放大量含有氮、磷營養(yǎng)物質的污水從而增加了這些水體的營養(yǎng)物質的負荷量導致水質惡化的過程。水體富營養(yǎng)化的表現：水華和赤潮水體出現富營養(yǎng)化現象時主要表現為浮游生物大量繁殖，因占優(yōu)勢的浮游生物的顏色不同水面往往呈現藍色、紅色、棕色、乳白色等，這種現象在江河湖泊中稱為“水華”，在海洋則稱為“赤潮”。1.重金屬的概念和特征重金屬元素很多，在環(huán)境研究中所說的重金屬主要是指：Hg、Cd、Pb、Cr以及類金屬，As等生物毒性顯著的元素。也包括具有一定毒性的一般重金屬，如Zn、Cu、Co、Ni等，目前，最引人注意的是Hg、Cd、Pb、Cr等。三、重金屬在水體中的遷移轉化重金屬不但不能被微生物分解，反而能被富集于生物體內，某些重金屬還可以被轉化為毒性更強的有機化合物。重金屬對生物體，和人體的危害特點在于：①毒性效應；②生物不能降解，卻能將某些重金屬轉化為更強的金屬有機化合物；③食物鏈的生物富集、生物放大作用；④通過多種途徑進入人體，并積蓄在某些器官中，造成慢性中毒。2.重金屬在水體中的遷移轉化重金屬在水環(huán)境中遷移，按照物質運動的形式，可分為機械遷移，物理化學遷移和生物遷移三種基本類型。

機械遷移：是指重金屬離子以溶解態(tài)或顆粒態(tài)的形式被水流機械搬運。生物遷移：是指重金屬通過生物體的新陳代謝，生長、死亡等過程進行的遷移。這種遷移過程比較復雜，它既是物理化學問題，也服從生物學規(guī)律。所有重金屬都能通過生物體遷移，并由此使重金屬在某些有機體中富集起來，經食物鏈的放大作用，對人體構成危害。物理化學遷移：是指重金屬以簡單離子、絡離子或可溶性分子，在環(huán)境中通過水解、氧化、還原、沉淀、溶解、絡合、螯合、吸附作用等一系列的物理化學作用所實現的遷移與轉化過程。物理化學遷移是重金屬在水環(huán)境中的最重要遷移轉化形式。這種遷移轉化的結果決定了重金屬在水環(huán)境中的存在形式，富集狀況和潛在生態(tài)危害程度。重金屬在水環(huán)境中的物理化學遷移包括以下幾種作用：沉淀作用吸附作用絡合作用氧化——還原作用甲基化作用沉淀作用：重金屬在水中經水解反應生成的氫氧化物，以及同相應的陰離子反應生成的硫化物或碳酸鹽的溶解度都很小，容易生成沉淀物。沉淀作用的結果，使重金屬污染物在水體的擴散速度和擴散范圍受到限制，從水質自凈方面看是有利的，但大量金屬沉積于排污口附近的底泥中，當環(huán)境條件發(fā)生變化時有可能重新釋放出來，成為二次污染源。吸附作用：天然水體中的懸浮物和底泥中含有豐富的無機膠體和有機膠體。由于膠體有巨大的表面比、表面能并帶有大量的電荷，因此能夠強烈的吸附各種分子和離子。無機膠體主要包括各種粘土礦物和各種水合金屬氧化物，其吸附作用主要分為表面吸附，離子交換吸收和金屬吸附。有機膠體主要是腐殖質。膠體的吸附作用是使許多重金屬從不飽和的溶液中轉入固相的最主要途徑。絡合作用：水體中存在著許多天然和人工合成的無機與有機配合體，它們能與重金屬離子形成穩(wěn)定度不同的絡合物和螯合物。無機配體主要有Cl-、OH-、CO32-、SO42-、HCO3-、F-、S2-等。有機配位體是腐殖質。腐殖質能起絡合作用的是各種含氧官能團，如-COOH、-OH、-NH2等。各種無機、有機配位體與重金屬生成的絡合物和螯合物可使重金屬在水中的溶解度增大，導致沉積物中重金屬的重新釋放。重金屬的次生污染在很大程度上與此有關。氧化——還原作用：氧化——還原作用在天然水體中有較重要的地位。由于氧化還原作用的結果，使得重金屬在不同條件下的水體中以不同的價態(tài)存在，而價態(tài)不同，其活性與毒性也不同。如:Cu,Fe,Mn等.Cu:+,2+;Fe:2+,3+;Mn:2+,4+.價位越高處于氧化態(tài),溶解度越小.甲基化作用：重金屬汞、砷、錫、鈀、鉑、金和鉈等都存在甲基化的過程。重金屬經甲基化作用可轉化成毒性更強的有機金屬化合物。例如汞，水中的二價汞經甲基化作用可轉化成有劇毒的甲基汞。（一）制定水環(huán)境質量標準：水質標準：水質標準是為了保障人體健康，維護生態(tài)平衡，保護水資源，控制水污染，在綜合水體自然環(huán)境特征、控制水環(huán)境污染的技術水平及經濟條件的基礎上，所規(guī)定的水環(huán)境中污染物的容許含量、污染源排放污染物的數量和濃度等的技術規(guī)范。第三節(jié)

水環(huán)境污染控制管理

一、水體污染的防治與管理

按照水體的類型，水質標準可分為地面水水質標準、海水水質標準和地下水水質標準。按照水的用途，可分為生活飲用水水質標準、漁業(yè)用水水質標準、農業(yè)灌溉水水質標準、娛樂用水水質標準和工業(yè)用水水質標準等。工業(yè)廢水排放標準：是為使天然水體水質達到規(guī)定的環(huán)境質量標準而控制工業(yè)廢水的排放所制定的標準。污水綜合排放標準GB8978—1996城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準

GB18918—2002

海洋水質量標準GB3097地表水環(huán)境質量標準GB3838—2002污水排放水體的限制（二）水環(huán)境污染防治對策減少耗水量建立城市污水處理系統調整工業(yè)布局加強水資源的規(guī)劃管理一減少耗水量實踐說明城市污水的再利用優(yōu)點很多,它既有節(jié)約大量新鮮水,緩和工業(yè)與農業(yè)爭水及工業(yè)與城市爭水的矛盾,又可大大減輕接受污水的水體受污染的程度,保護天然水資源。城市污水水質較工業(yè)冷卻水要復雜得多,但通過有效凈化手段可以使其再生且回用于某些用途,如用于農業(yè)灌溉;用作工業(yè)冷卻用水、洗滌用水或工藝用水;用于市政,如灌溉綠地和公園,澆灑道路、洗滌車輛、用作消防等;也可用于補給地下水,防止地下水的水位下降或海水的入侵等。對于工業(yè)廢水,首先要采取節(jié)流措施,即廢水的循環(huán)利用。我國工業(yè)用水回用率一般為30%,德國為80%。二建立城市污水處理系統為及時地排除城市生活污水、工業(yè)廢水和天然降水,并按照最經濟合理的方案,分別把不同的污水集中輸送到污水處理廠或排入水體,或灌溉水體,或處理后重復使用,需要建設排水管網系統。因此必須結合本地區(qū)的自然條件,考慮地區(qū)各片的污水收集方式;采取各種污水的分流制(生活污水、工業(yè)廢水、雨水分別建管網系統)還是合流制(各種污水合建管網系統);或兩重體制適當結合的混合制。另外排放口位置的選擇;近期建設和遠期規(guī)劃的結合;以及管徑、坡降、管網附屬構筑物,施工工程量,運行維護費等等,做出技術經濟比較,以制定正確的排水系統統一規(guī)劃。三調整工業(yè)布局由于歷史原因,污水就近排放、盲目排放的現象相當嚴重,這也是城市地面水污染的一個重要原因,尤其是上游污水的排放,對城市地面水水質影響就更大。因此,在調整城市工業(yè)布局和城市管網建設中,應該充分考慮這些因素,以保證城市水污染負荷的合理分布。如將水污染排放口下移或取水口上移;或將污染負荷引入環(huán)境容量較大的水體,如合理利用大江大河近海海域的水環(huán)境容量。四加強水資源的規(guī)劃和管理上游用水量與下游用水量進行統一管理,減少上游用水,以備下游有充足的水量。為了有效地減少污水排放,要按標準濃度排放,另外控制污水的總量排放。二、廢水處理方法廢水處理目的：對廢水中的污染物以某種方法分離出來，或將其分解轉化為無害穩(wěn)定物質，從而使污水得到凈化。（一）廢水處理基本方法物理法：利用物理作用處理、分離和回收廢水中的懸浮狀態(tài)污染物質，在處理過程中污染物質的性質不發(fā)生變化?；瘜W法：利用化學反應或物理化學作用處理回收可溶性廢物或膠狀物質。污染物質的性質或形態(tài)發(fā)生改變。生物法：利用微生物的生化作用去除廢水中的有機污染物的方法。（二）城市污水的處理一級處理：去除廢水中大部分粒徑在100μm以上的大顆粒物質?？捎珊Y濾、重力沉淀和浮選等方法串聯組成。廢水經一級處理