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第三章 水体环境

一 名词解释

1.水体：水体是地表水圈的重要组成部分，指的是以相对稳定的陆地为界的天然水域，包括有一定流速的沟渠、江河、和相对静止的塘堰、水库、湖泊、沼泽，以及受潮汐影响的三角洲与海洋。把水体当做完整的生态系统或综合自然体来看待，其中包括水中的悬浮物质、溶解物质、底泥和水生生物等。

2.水体污染：当污染物进入河流、湖泊、海洋或地下水等水体后，其含量超过了水体的自然净化能力，使水质和水体底质的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值和使用功能的现象。

3.工业废水：各种工业企业在生产过程中排出的废水，包括工艺过程用水、冷却水、烟气洗涤水、设备、场地清洗水以及生产废液等。

4. 生活污水：人们日常生活中产生的各种污水的混合液，包括厨房、洗涤室、浴室等排出的污水和厕所排出的含粪便污水等。

5. 农业退水：农作物栽培、牲畜饲养、食品加工等过程中排出的污水和液态废物。

6.生物污染物：城市生活污水、医院污水或污水处理厂排水排入地表后，引起病源微生物污染。

7.水体富营养化：是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染的现象。分为天然富营养化与人为富营养化。

8. 化学耗氧量（COD）：又称化学需氧量。在规定条件下，使水样中能被氧化的物质氧化所需耗用氧化剂的量，以每升水消耗氧的毫克数表示。其值可粗略地表示水中有机物的含量，用以反映水体受污染的程度。

9. 生化需氧量（BOD）：指在好气条件下，微生物分解水体中有机物质的生物化学过程中，所需溶解氧的量，是反映水体中有机污染程度的综合指标之一。 10. BOD5：20℃培养5天的生物化学过程需要氧的量为指标（以mg/L为单位），记为BOD5。

11.总有机碳量（TOC）：水中溶解性和悬浮性有机物中存在的全部碳量，是评价水体需氧有机物的一个综合指标。

12. 总需氧量（TOD）：水体中的还原类物质被完全氧化时所需的氧量（水中有机

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物除有机碳外，另有H、S、N等元素）。

13.赤潮/赤潮：水体出现富营养化现象时主要表现为浮游生物大量系列，因占优势的浮游生物的颜色不同水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等，这种现象在江河湖泊中称为“水华”，在海洋则称为“赤潮”。

14.湍流扩散：在河流水体的流湍流场中质点的各种状态（流速、压力、浓度等）的瞬时值相对于其平均值的随机脉动而导致的分散现象。

15.弥散作用：由空间各点湍流流速（或其他状态）的时平均值与流速时平均值的空间平均值的系统差别所产生的分散现象。

16.保守物质：随着水流的运动而不断变换所处的空间位置，还由于分散作用不断向周围扩散而降低其初始浓度，但它不会因此而改变。如重金属、很多高分子有机化合物。

17.决定电位系统：对于只有一个氧化—还原平衡的单体系，该平衡的电位就是体系的Pε，至于有多个氧化—还原平衡共存的混合体系，它的Pε应该介于其中各个单体系的电位之间，而且接近于含量较高的单体系的电位；如果某个单体系的含量比其他体系高得多，则其电位几乎等于混合体系的Pε，称为“决定电位“体系。

18.生物富集作用：又称生物浓缩，生物或处于同一营养级的生物种群，从周围环境中蓄积某种元素或难分解化合物，使生物体内该物质的浓度超过环境中浓度的现象。

19.生物积累：生物从周围环境中蓄积某些元素或难分解的化合物，以致随着生长发育，浓缩系数不断增大的现象

20.生物放大：指生态系统中，某中元素或难分解化合物在生物机体中的浓度随营养级的提高而逐步增大的现象

21.水质标准：是指为了保障人体健康，维护生态平衡，保护水资源，控制水污染，在综合水体自然环境特征、控制水环境污染的技术水平及经济条件的基础上，所规定的水环境中污染物的容许含量、污染源排放污染物的数量和浓度等的技术规范。

22.水体自净：受污染水体经过水中物理、化学与生物作用，使污染物浓度降低，并逐步恢复到污染前的水平。

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23.光化学降解：指土壤表面接受太阳辐射能和紫外线光谱等能流而引起农药的分解作用。 二 简答

1．天然水中进行的物理、化学作用有哪些？

答：1. 固体物质的溶解和沉淀2. 酸碱反应3 .生物化学作用5 .有机物的矿化作用6 .固体物质与水中离子成分之间的交换反应7 .水化学平衡体系中离子成分与气相间的平衡

2．水体污染物的来源有哪些？

答：工业废水：各种工业企业在生产过程中排出的废水，包括工艺过程用水、冷却水、烟气洗涤水、设备、场地清洗水以及生产废液等。生活污水：人们日常生活中产生的各种污水的混合液，包括厨房、洗涤室、浴室等排出的污水和厕所排出的含粪便污水等。农业退水：农作物栽培、牲畜饲养、食品加工等过程中排出的污水和液态废物。

3洗涤剂对水体的污染有哪些表现？

答：一是当水体中含量达到0.5mg/L时，水面上将浮起一层泡沫，不公破坏自然景观，而且影响着大气中的氧向水中溶解交换。水体中的洗涤剂>10mg/L时鱼类就难以生存，若达到45mg/L时，水稻生长就会受到严重危害，甚至死亡；二是洗涤剂中均含有以磷酸盐为主的增净剂，因而体质的富营养化，使水体恶化变质。三是洗涤剂中的表面活性剂会使水生动物的感官功能减退，甚至更丧失觅食或避开有毒物质的能力，也可使水生动物丧失生存本能。 4.为什么说水体富营养化是水体衰老的一种表现？

答：水体中氮、磷营养物质的富集，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，使鱼类或其他生物大量死亡、水质恶化。严重时可使一部分水体区域完全变为腐化区，会引起水质污染、藻类、植物及水生物、鱼类衰亡甚至绝迹。这些现象可能周期性地交替出现，破坏水域的生态平衡，并且加速湖泊等水域的衰亡过程。

5.水体富营养化的过程。

答：水体中有机物积累，①促进细菌类微生物的繁殖，一系列异养生物的食物链都会有所发展，水中耗氧量将大大增加；②藻类只是在水体表层能接受阳光的范

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围内生长，并排出氧气，在深层水中就无法进行光合作用而出现耗氧，在夜间或阴天也将耗氧。藻类的死亡和沉淀都把有机物转入深层或底层的水中，那里将聚集大量待分解的有机物，但却没有足够的溶解氧供应，而变为厌氧分解状态，使大量的厌氧细菌繁殖起来；③无机氮的富集，开始是使硝化细菌繁殖，大量消耗溶解氧，在缺氧状态下又会转为反硝化过程。这样在底层建立起腐化污染状态，并逐步向表层发展。

6.请简述重金属的毒性效应。

答：重金属能被生物吸收，并与生物体内的蛋白质和酶等高分子物质结合，产生不可逆的变性，导致生理或代谢过程的障碍，或者与脱氧核糖核酸等相互作用而致突变。从化学结构来看，人体组织中的生理活性高分子拥有的主要官能团为—SH、—NH2、—COOH、—PO4、—OH等，都可能与重金属元素本位生成稳定的络合物或螯合物，从而失去活性。 7.水环境污染防治对策有哪些？

答：①减少耗水量：通过技术改造，采用先进工艺；制定用水定额；压缩单位产品用水量；一水多用，提高水的重复利用率；研究实现废水资源化，尽可能将污染物消灭在生产工艺过程中，达到最大限度消减排污量的目的；水的综合利用，从水中回收有用物质；②建立城市污水处理系统，实现城市污水的集中治理；③调整工业布局,充分利用自然环境的自净能力,变恶性循环为良性循环,起到发展经济、控制污染的目的；④加强水资源规划管理，规划前必须切实查清水资源总量及水质状况，采取相应的给水和污水处理措施。 8.请简述废水处理的目的及处理方法。 9.简述城市污水的三级处理。

答：一级处理可由筛滤、重力沉淀和浮选等方法串联组成，除去废水中大部分的大颗粒物质，一般达不到排放标准。二级处理常用生物法和絮凝法，除去一级处理后废水中的有机物、无机的悬浮物和胶体颗粒物或低浓度的有机物。一般可达到农灌标准和废水排放标准。三级处理是除去难以分解的有机物和无机物，处理方法有吸附、离子交换、化学法等。

[1、一级处理（初级处理） 一级处理的任务是去除废水中的达颗粒物质（粒径100um以上），可由筛滤、重力沉淀、浮选等物理方法串联而成。 废水经一级

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处理后通常达不到排放标准，主要是悬浮物的去除（去除率达70～80％）而对废水中的胶体和溶解性污染物的去除作用不大。

2、二级处理 二级处理的主要任务是大幅度地去除废水中呈胶体和溶解状态的有机物。常用的方法是生物法和絮凝法。

（1）生物法 利用微生物将污水中的有机物分解为无机物，从而达到净化的目的。而微生物又以有机物合成自身并不断繁殖，使净化得以进行。

（2）絮凝法 通过加入絮凝剂，破坏胶体的稳定性，使胶体发生凝聚，产生絮凝物，并发生吸附作用，将废水中的污染物吸附在一起，然后沉降而与水分离。常用的凝聚剂有硫酸铝、明矾、铁盐（硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁等）以及高分子凝聚剂。

经过二级处理的水80～90％的有机物被除去，BOD较低，一般可达到农灌标准和废水排放标准。数量不多时可排入自净能力较强的河流中，但水中还存留一定的悬浮物、生物不能降解的有机物、溶解性无机盐和N、P等，并含有病毒和细菌。因此不能作为饮用水、工业用水和地下水的补给用水。

3、三级处理 三级处理又称为高级处理或深度处理，其任务是进一步去除二级处理未能去除的污染物。它根据废水中的不同成份分别采取物理、化学等方法进行处理。经三级处理的废水能达到城市用水、工业用水和饮用水标准，但三级处理的处理费用很高。]

10、简述水危机产生的原因。

答：⑴自然条件影响⑵城市与工业区集中发展⑶水体的污染⑷用水浪费和盲目开采。 三、填空

1.根据湖水营养物质浓度、藻类所含叶绿素a的量、湖水透明度以及溶解氧等项指标来划分水质营养状态。

2.湖水的总氮和总磷浓度的比值在10：1—25：1的范围时，藻类生长与氮、磷浓度存在着直线相关关系。

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