⑴ 目前我國河流、湖泊受到不同程度的污染,在宏觀上應該採取哪些手段大約需要多久
首先是從源頭上進行控制,保護好水源地,並且向群眾宣傳普及防止污染的知識。解決我國的水污染問題要從多方面著手綜合考慮,經過堅持不懈的努力。其對策措施有:
1、減少耗水量:當前我國的水資源的利用,一方面感到水資源緊張,另一方面浪費又很嚴重。同工業發達國家相比,我國許多單位產品耗水量要高得多。耗水量大,不僅造成了水資源的浪費,而且是造成水環境污染的重要原因。
通過企業的技術改造,推行清潔生產,降低單位產品用水量,一水多用,提高水的重復利用率等,都是在實踐中被證明了是行之有效的。
2、建立城市污水處理系統:為了控制水污染的發展,工業企業還必須積極治理水污染,尤其是有毒污染物的排放必須單獨處理或預處理。隨著工業布局、城市布局的調整和城市下水道管網的建設與完善,可逐步實現城市污水的集中處理,使城市污水處理與工業廢水治理結合起來。
3、產業結構調整:水體的自然凈化能力是有限的,合理的工業布局可以充分利用自然環境的自然能力,變惡性循環為良性循環,起到發展經濟,控制污染的作用。關、停、並、轉那些耗水量大、污染重、治污代價高的企業。也要對耗水大的農業結構進行調整,特別是乾旱、半乾旱地區要減少水稻種植面積,走節水農業與可持續發展之路。
4、控制農業面源污染:農業面源污染包括農村生活源、農業面源、畜禽養殖業、水產養殖的污染。要解決面源污染比工業污染和大中城市生活污水難度更大,需要通過綜合防治和開展生態農業示範工程等措施進行控制。
5、開發新水源:我國的工農業和生活用水的節約潛力不小,需要抓好節水工作,減少浪費,達到降低單位國民生產總值的用水量。南水北調工程的實施,對於緩解山東華北地區嚴重缺水有重要作用。修建水庫、開采地下水、凈化海水等可緩解日益緊張的用水壓力,但修建水庫、開采地下水時要充分考慮對生態環境和社會環境的影響。
6、加強水資源的規劃管理:水資源規劃是區域規劃、城市規劃、工農業發展規劃的主要組成部分,應與其他規劃同時進行。
合理開發還必須根據水的供需狀況,實行定額用水,並將地表水、地下水和污水資源統一開發利用,防止地表水源枯竭、地下水位下降,切實做到合理開發、綜合利用、積極保護、科學管理。
利用市場機制和經濟杠桿作用,促進水資源的節約化,促進污水管理及其資源化。為了有效地控制水污染,在管理上應從濃度管理逐步過渡到總量控制管理。
⑵ 目前人類在地球製造的污染,需要多少年才能凈化
2018年,全球電子垃圾共4850萬噸,約為人類製造的商用飛機的總重量;每年,全球使用約5萬億個塑料袋,面積能覆蓋兩個法國;每年,全球平均產生約21億噸垃圾,足可以填滿82萬座奧林匹克游泳池……
最後來看一則童話故事。從前有一個健康的生物叫地球,各種微生物在他體內和諧的生活著。後來體內長出一種叫汽車的癌細胞,他們奴役一種叫人類的微生物給他們美容保養,提供能源,並開山鋪路。汽車鋼筋鐵骨,刀槍不入,所到之處,生物盡滅。但人類成功的變成病毒侵入了汽車大腦,利用汽車到處傳播繁殖,並與汽車聯合,妄圖破壞改造地球來統治一切。地球吃火山丸,海嘯粉,山火葯來消滅汽車,但越滅越旺。地球恐慌了,要查出哪裡變異形成汽車,人與汽車是否只是寄居蟹的關系,他們最終的目的是不是要毀滅地球,還是以後把地球變成聽他們話的僵屍,去侵略其他的地球。最後在極大的恐懼中,地球為了保衛宇宙不被傳染,與病毒一起同歸於燼。
⑶ 一條河被污染一年了,要多久才能凈化
靠自然凈化的話,要好久的,如果上游一直有水,會對水體凈化很快,但是像你說的,都污染一年了,水下的底泥凈化要好長好長時間的
⑷ 地下水污染的控制與恢復
由於地下水一旦被污染,很難在短期內得到恢復,所以應積極採取預防措施,控制地下水污染的發生。對遭受污染的地下水,要及時採取有效的治理措施,使水質得到盡快恢復。該項工作不僅涉及社會各方面和政府各部門,還要充分注意到技術上的可行性和經濟上的合理性。為此,必須利用系統工程的觀點和方法,將科學管理與先進技術緊密結合起來,主要做好下述幾個方面的工作。
5.5.1 控制地下水污染的行政措施
(1)首先要通過宣傳教育,提高廣大群眾的「環境意識」和「珍惜地下水資源的意識」,讓全社會都關注地下水保護工作。
(2)必須從中央到地方建立起一整套賦有行政和法律權利、又有專業職能的行政及專業機構,對包括地下水資源在內的水資源進行統一、科學和嚴格的管理與保護。水資源的管理和保護機構可以按行政區劃或按水文地質單元來設立,以便形成一元化的有權威的管理機構。其職能應該是:指揮和協調有關部門對水資源的開發與保護;監督和檢查排廢單位的排放情況是否合乎規定;管理管轄范圍內的水文地質資料;組織管轄區內防止地下水污染方面的科學研究,為制定與修改有關地下水資源保護的法令、法律條款提供技術論證;管理建井工作;落實並監督有關地下水資源保護的規劃、法律和法令的實施情況等等。
(3)實行以法管水。我國已先後制定了環境保護法、水污染防治法、徵收排放費暫行法和基本建設項目環境保護法等一系列法令、法規。尤其《中華人民共和國水污染防治法》第五章第三十二至第三十六條,為防止地下水污染提供了法律保證。各主管部門依據國家的有關法規,應結合本地的具體情況進行落實和實施監督。
(4)在執行水資源保護法時,必須貫徹獎勵與懲罰相結合的方針。對於實行綜合利用、化害為利的單位,應給予減稅、免稅和價格政策的優惠。但對於置國家法律而不顧、隨便排放「三廢」,肆意污染地下水資源的企事業單位應給予經濟制裁,按造成的危害程度判決不同數額得罰款,情節嚴重的,對當事者要追究刑事責任,對受害單位和個人給予賠償。
5.5.2 控制地下水污染的技術措施
5.5.2.1 嚴格控制污染源的排放
如前所述,降水對固體廢棄物堆的淋濾,大氣中的各種污染物隨雨水、降雪落到地面,均可隨水滲入地下,液體廢棄物更會直接攜帶污染物入滲,污染土壤和地下水。由於對固體廢棄物和大氣污染的防治另有章節討論,故不再贅述。這里僅針對液體廢棄物而論。
5.5.2.1.1 改進生產技術,發展無污染的新工藝。如在電鍍工藝方面,實行無氰電鍍或微氰電鍍,消除或減輕了氰的污染。
5.5.2.1.2 發展封閉系統、重復利用廢水,減少污水排放量。如加拿大在1976年就建造了世界上第一座不排廢水的紙漿廠,廢水和化學品在封閉系統中循環使用。
5.5.2.1.3 加強企業的技術改造,實行廢水資源化。如造紙廠用水量極大,所排廢水中含有大量有機物和某些化學葯品,將紙漿廢液中的鹼和木質素回收,已經產生了很大的經濟效益和環境效益。
5.5.2.1.4 堅持嚴格的廢水排放標准,不僅要控制其污染物的濃度,而且還要控制其排放總量。
(1)已經產生的液體廢棄物(廢水)向地面水水域和城市排水管網排放,必須嚴格執行「國家污水綜合排放標准」(GB8978-88)。對於低於標准中限值的廢水,方可向環境中排放。該標准將排放的污染物按其性質分為兩類:①第一類污染物,指能在環境或動植物體內蓄積,對人體健康產生長遠不良影響者,含有此類有害物質的污水,不分行業和污水排放方式,也不分受納水體的功能類別,一律在車間或車間處理設施排出口取樣,其最高允許排放濃度必須符合表5.3所列規定;②第二類污染物,指其長遠有害影響小於第一類污染物質,
表5.3 第一類污染物的最高允許排放濃度(mg/L)
在排放單位排出口取樣,其最高允許排放濃度和部分行業最高允許排水定額必須符合表5.4所列規定。按地面水域使用功能要求和污水排放去向,對向地面水水域和城市排水管網排放的污水分別執行一、二、三級標准:①特殊保護水域,指國家GB3838-88《地面水環境質量標准》Ⅰ、Ⅱ類水域,例如城鎮集中式生活飲用水水源地一級保護區、國家劃定的重點風景名勝區水體,不得新建排污口,現有的排污單位由地方環保部門從嚴控制,以保證受納水體水質符合規定用途的水質標准;②重點保護水域,指國家GB3838-88Ⅲ類水域和《海水水質標准》Ⅱ類水域,例如城鎮集中式生活飲用水水源地二級保護區、一般經濟漁業水域、重要風景游覽區等,對排入這些水域的污水執行一級標准;③一般保護水域,指國家GB3838-88Ⅳ、Ⅴ類水域和《海水水質標准》Ⅲ類水域,例如一般工業用水區、景觀用水區、農業用水區、港口和海洋開發作業區等,排入這些水域的污水執行二級標准;④對排入城鎮排水管網並進入二級污水處理廠進行生物處理的污水應執行三級標准。對排入未設置二級污水處理廠的城鎮排水管網的污水,必須根據排水管網出水口受納水體的功能要求按上述②、③條規定,分別執行一級或二級標准。
表5.4 第二類污染物最高允許排放濃度(mg/L)
(2)應按流域或區域實行污染物排放總量控制。根據流域或區域水的環境容量確定允許該水體的污染物容量,稱為「容量總量控制」;根據一個既定的環境目標或污染物消減目標確定排污單位的污染物排放總量,稱為「目標總量控制」。在確定了允許排入水體的污染物總量後,也應按總體規劃分配至各污染源,確定其最大允許排污總量。根據允許的污染物排放總量,各地環保部門可要求排污單位限期治理,發放排污許可證,並通過對污染物排放量的監測確保水體的環境質量。
5.5.2.2 加強對液體廢棄物的處理
對不能達到排放標準的廢水進行有效的處理,使其所含的污染物分離出來,或將其轉化為無害的物質,從而使污水得到凈化。
現代的污水處理技術,針對不同污染物的特性,發展了各種不同的污水處理方法,按其作用原理劃分為四大類;即物理法、化學法、生物法(生物化學法)和物理化學法(見表5.5)。
表5.5 污水處理方法分類表
污水中的污染物質是多種多樣的,不能預期只用一種方法就能夠把所有的污染物去除殆盡,一種污水往往需要通過由幾種方法組成的處理系統,才能達到處理要求的程度。按處理程度劃分,污水處理可分為一級、二級和三級處理。
一級處理的內容是去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物,物理處理法通常只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水仍不宜排放,一般還必須進行二級處理。因此,針對二級處理來說,一級處理又屬預處理。
二級處理的主要任務,是對經一級處理後的污水,再用生物法除去污水中呈膠體狀態的有機污染物(BOD)。一般地說,經二級處理後,污水已達到排放標准了。長期以來,把生物法處理作為污水二級處理的主體工藝。近年來,有些國家正在研究和採用化學或物理化學法作為二級處理的主體工藝。
污水三級處理,又稱污水深度處理。污水經二級處理後,仍含有磷、氮、病原微生物和難以生物降解的有機物等,需進行三級處理,以便進一步去除上述污染物或回收有用物質,並能使污水經三級處理後再次復用。三級處理主要是採用物理化學法或土地處理系統。
5.5.2.3 充分利用環境自凈能力
充分利用含水層防污性能,以更有效地防止地下水污染的研究是非常重要的。所謂含水層防污性能,是指在一定地質和水文地質條件下含水層防止地下水污染的能力,其取決於含水系統的結構,包括覆蓋層岩性、厚度、地面破壞程度、地下水類型、埋深、含水層與隔水層的岩性組合、它們的厚度及其在分布上的連續性等。
德國維爾赫夫(H.Verhuff,1981)在考慮含水層防污性能時,主要依據水文地質結構、包氣帶的地質條件及土壤條件、地下水埋深或含水層厚度,把含水層防污性能劃分為五級(圖5.8)。
圖5.8 防止來自地表污染的含水層防污性能分類圖
關於包氣帶即覆蓋層的防污能力,也有採用覆蓋層阻水系數來表示其凈化能力的:
環境地質與工程
式中:B——阻力系數,即液體廢棄物從地表通過包氣帶到達含水層的時間;
m1,m2…mn及k1,k2…kn為覆蓋層各土層的厚度和相應的垂向滲透系數。
這一表示方法的主要問題是未考慮覆蓋層對污染物的化學凈化能力。
在研究含水層防污染性能時還應注意到由於地下水的開發引起水文地質條件的改變所可能導致的地下水污染。如過量開采地下水引起鹹水入侵等。為避免類似現象發生,應該合理地開發地下水。
5.5.3 受污染地下水的恢復
如前所述,由於種種原因,近年來在我國地下水污染呈逐年加劇之勢,如何挽救被污染的地下水使其恢復,是目前水資源保護的一項迫切而艱巨的任務,它已引起國內外環境水文地質工作者的極大興趣。然而,鑒於治理受污染水層是對受污介質和運動著的地下水同時進行處理,技術難度很大,許多方法尚處於探索階段。這里僅簡單介紹目前普遍採用的一些方法。
5.5.3.1 受污染地下水的自然恢復
地下的土層和含水層是具有自然凈化能力的。在污染物進入地下水以及污染物隨地下水在含水層的遷移過程中,發生了一系列的稀釋、機械過濾、中和與沉澱、吸附和離子交換以及生物降解等物理、化學和生物化學反應,可使污染的地下水得到凈化。
由於地質環境的特殊性,地下水在多孔介質中運動極其緩慢,因此,自然凈化所需要的時間也是相當長的,即使是在污染源消除之後,也需要數十年甚至上百年才能使地下水在自凈過程中恢復。
5.5.3.2 人工凈化處理措施
為了加速凈化過程,縮短地下水的恢復時間,可以用人工凈化處理措施來加強地下水的凈化能力,目前常用的有化學處理法和生物處理法。
5.5.3.2.1 化學處理法
化學處理法需要投加化學試劑,該試劑必須針對要清除的污染物,試劑本身及化學反應生成物不應該有任何毒性。生產中已成功採用的化學處理法有如下幾種。
(1)用高錳酸鉀清除砷:As5+與Ca2+和一些離子形式的化合物溶解性很差,因而在氧化條件下所產生的大量的化合物就會從地下水中沉澱出來。
(2)利用臭氧清除石油和氰:向含水層輸入臭氧可以形成分解石油的微生物生長環境,減少溶解有機酸的含量,同時又可促使氰分解。德國曾用此法凈化被石油污染的含水層,其過程是用四口深井抽水時,在井底安裝臭氧混合裝置,使抽到地表的水已與臭氧均勻混合,然後再把抽出的水灌入污染帶周圍的注水井形成一道高地下水位的水牆,阻止了污染地下水的擴散,從而成功地清除了含水層中的石油和氰。
(3)氧化還原條件下去除鐵錳(Vyredox法):Vyredox法是利用向抽水井周圍的含水層注入氧氣來形成高氧化還原電位和高的pH值,使Fe、Mn離子在該條件下被氧化而沉澱出來。
如圖5.9所示,向井中注入不含Fe、Mn離子且富含氧的水,因而Fe2+在距抽水井較遠處即可被較低的氧化還原電位氧化為Fe3+而沉澱下來。在抽水和注入循環過程中,地下水中的微生物也會繁殖起來,相應地,微生物死亡量也會增大,死亡微生物遺體提供了大量的有機碳,又可促使一種能氧化分解Mn的微生物生長,故沉澱去除Mn的作用一般發生在抽水井附近的高Eh 值區域。顯然該方法形成的物理、化學及生物條件是除去污染含水層中的Fe離子,然後再去除Mn離子。
圖5.9 氧化還原電位條件下去除Fe、Mn的原理示意圖
圖5.10 地下水污染的就地包氣法處理
從地下抽出的污染地下水不能直接用於回灌,而是經過專門處理之後才能輸給注水井。凈化含水層時一般都設有多個注水井,而每個抽水井的四周又被多個注水井包圍起來,抽水井和注水井的總數量應由水文地質條件和污染物的濃度來確定。所有抽水井和注水井都用管道系統連在一起,並與曝氣裝置和氧氣輸入裝置相連。抽出的地下水先在地表進行凈化,將所含污染物去除並收集起來,然後再曝氣並輸入氧氣,經過上述過程後才輸向注水井並進行回灌。
用Vyredox法凈化含水層運轉周期短,見效快,1976年在芬蘭研究成功後已逐漸在歐洲一些國家推廣,但適用性受水文地質條件和地球化學條件限制。
5.5.3.2.2 生物處理法
生物處理法可分為就地處理法和抽出處理法兩種。
(1)地下水污染的就地生物處理的形式如圖5.10及圖5.11所示。圖5.10表示了投加營養物、充氧和接種純菌種等一系列人工強化處理的措施。圖5.11則顯示了利用地下滲濾床來就地恢復的例子。滲濾床如同一個生物濾池,污染物流通過滲濾處理床時得到凈化。針對地下污染區營養物質缺乏,復氧困難與土壤顆粒結合緊密,微生物活力很低的特點,人工處理的強化措施有四條:①添加營養物,營養物以氮和磷為主,並加入各種微量元素,溶解在水中注入受污染的含水層;②復氧,地下復氧是極端緩慢的,強化處理採用的是在回灌水中曝氣後注入的充氧方式,在地下污染相當嚴重的地方,還可採用純氧和過氧化氫法復氧;③提高生物代謝能力,提高微生物代謝能力可通過就地激活地下微生物或引入新的適於降解污染物的菌種的辦法來實現;④減小界面張力,用投加化學劑來減小污染物和地下水之間的界面張力,使污染物容易從吸附土壤上脫離,以提高其生物降解性,化學劑包括分散劑、表面活性劑、萃取劑和乳化劑。
圖5.11 地下水污染的就地滲濾床法處理示意圖
就地人工強化生物處理可使污染物濃度降低到小於或等於1mg/L,對地下水的恢復時間可比自然恢復時間提前5~10倍甚至更快。
(2)抽出處理是將被污染的地下水抽出後,在地表進行生物處理,其處理形式如圖5.12(a)和5.12(b)所示。地下水的人工強化生物恢復技術目前已在發達國家中應用了,但是工程的規模都屬於試驗性工程,還有待於進一步的完善。
圖5.12 污染的地下水抽出處理
⑸ 污水怎樣凈化
污水復凈化方法可按其作制用分為四大類,即物理處理法、化學處理法、物理化學法和生物處理法。
(1)物理處理法,通過物理作用,以分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態污染物質(包括油膜和油珠),常用的有重力分離法、離心分離法、過濾法等。
(2)化學處理法,向污水中投加某種化學物質,利用化學反應來分離、回收污水中的污染物質,常用的有化學沉澱法、混凝法、中和法、氧化還原(包括電解)法等。
(3)物理化學法,利用物理化學作用去除廢水中的污染物質,主要有吸附法、離子交換法、膜分離法、萃取法等。
(4)生物處理法,通過微生物的代謝作用,使廢水中呈溶液、膠體以及微細懸浮狀態的有機性污染物質轉化為穩定、無害的物質,可分為好氧生物處理法和厭氧生物處理法。
⑹ 污水處理設備最多使用多少年,有文件規定么
一般達到十年,或者十五年。保修時間要看水處理設備公司的,一般如果是由於產品質量問題,廠家都會處理的by廣州綠日污水處理設備廠家
⑺ 污水是怎樣污染環境的
一、污水的來源和分類
污水(英文:sewage,wastewater)受一定污染的來自生活和生產的排出水。
1、生活污水
生活污水是人類在日常生活中使用過的,並被生活廢料所污染的水。其水質、水量隨季節而變化,一般夏季用水相對較多,濃度低;冬季相應量少,濃度高。生活污水一般不含有毒物質,但是它有適合微生物繁殖的條件,含有大量的病原體,從衛生角度來看有一定的危害性。
2、工業廢水
工業廢水是在工礦生產活動中產生的廢水。工業廢水可分為生產污水與生產廢水。生產污水是指在生產過程中形成、並被生產原料、半成品或成品等原料所污染,也包括熱污染(指生產過程中產生的、水溫超過60℃的水);生產廢水是指在生產過程中形成,但未直接參與生產工藝、未被生產原料、半成品或成品等原料所污染或只是溫度少有上升的水。生產污水需要進行凈化處理;生產廢水不需要凈化處理或僅需做簡單的處理,如冷卻處理。生活污水與生產污水的混合污水稱為城市污水。
3、初期雨水
被污染的雨水主要是指初期雨水。由於初期雨水沖刷了地表的各種污染物,污染程度很高,故宜作凈化處理。
4、水體受污染的原因:
人類生產活動造成的水體污染中,工業引起的水體污染最嚴重。如工業廢水,它含污染物多,成分復雜,不僅在水中不易凈化,而且處理也比較困難。
工業廢水,是工業污染引起水體污染的最重要的原因。它占工業排出的污染物的大部分。工業廢水所含的污染物因工廠種類不同而千差萬別,即使是同類工廠,生產過程不同,其所含污染物的質和量也不一樣。工業除了排出的廢水直接注入水體引起污染外,固體廢物和廢氣也會污染水體。
農業污染首先是由於耕作或開荒使土地表面疏鬆,在土壤和地形還未穩定時降雨,大量泥沙流入水中,增加水中的懸浮物。
還有一個重要原因是近年來農葯、化肥的使用量日益增多,而使用的農葯和化肥只有少量附著或被吸收,其餘絕大部分殘留在土壤和漂浮在大氣中,通過降雨,經過地表徑流的沖刷進入地表水和滲入地表水形成污染。
城市污染源是因城市人口集中,城市生活污水、垃圾和廢氣引起水體污染造成的。城市污染源對水體的污染主要是生活污水,它是人們日常生活中產生的各種污水的混合液,其中包括廚房、洗滌房、浴室和廁所排出的污水。
世界上僅城市地區一年排出的工業和生活廢水就多達500立方公里,而每一滴污水將污染數倍乃至數十倍的水體。
二、主要污染物
1、病原體污染物
生活污水、畜禽飼養場污水以及製革、洗毛、屠宰業和醫院等排出的廢水,常含有各種病原體,如病毒、病菌、寄生蟲。水體受到病原體的污染會傳播疾病,如血吸蟲病、霍亂、傷寒、痢疾、病毒性肝炎等。歷史上流行的瘟疫,有的就是水媒型傳染病。如1848年和1854年英國兩次霍亂流行,死亡萬餘人;1892年德國漢堡霍亂流行,死亡750餘人,均是水污染引起的。
受病原體污染後的水體,微生物激增,其中許多是致病菌、病蟲卵和病毒,它們往往與其他細菌和大腸桿菌共存,所以通常規定用細菌總數和大腸桿菌指數及菌值數為病原體污染的直接指標。病原體污染的特點是:(1)數量大;(2)分布廣;(3)存活時間較長;(4)繁殖速度快;(5)易產生抗葯性,很難絕滅;(6)傳統的二級生化污水處理及加氯消毒後,某些病原微生物、病毒仍能大量存活。常見的混凝、沉澱、過濾、消毒處理能夠去除水中99%以上病毒,如出水濁度大於0.5度時,仍會伴隨病毒的穿透。病原體污染物可通過多種途徑進入水體,一旦條件適合,就會引起人體疾病。
2、耗氧污染物
在生活污水、食品加工和造紙等工業廢水中,含有碳水化合物、蛋白質、油脂、木質素等有機物質。這些物質以懸浮或溶解狀態存在於污水中,可通過微生物的生物化學作用而分解。在其分解過程中需要消耗氧氣,因而被稱為耗氧污染物。這種污染物可造成水中溶解氧減少,影響魚類和其他水生生物的生長。水中溶解氧耗盡後,有機物進行厭氧分解,產生硫化氫、氨和硫醇等難聞氣味,使水質進一步惡化。水體中有機物成分非常復雜,耗氧有機物濃度常用單位體積水中耗氧物質生化分解過程中所消耗的氧量表示,即以生化需氧量(BOD)表示。一般用20℃時,五天生化需氧量(BOD5)表示。
3、植物營養物
植物營養物主要指氮、磷等能刺激藻類及水草生長、干擾水質凈化,使BOD5升高的物質。水體中營養物質過量所造成的"富營養化"對於湖泊及流動緩慢的水體所造成的危害已成為水源保護的嚴重問題。
富營養化(eutrophication)是指在人類活動的影響下,生物所需的氮、磷等營養物質大量進入湖泊、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。在自然條件下,湖泊也會從貧營養狀態過渡到富營養狀態,沉積物不斷增多,先變為沼澤,後變為陸地。這種自然過程非常緩慢,常需幾千年甚至上萬年。而人為排放含營養物質的工業廢水和生活污水所引起的水體富營養化現象,可以在短期內出現。
植物營養物質的來源廣、數量大,有生活污水(有機質、洗滌劑)、農業(化肥、農家肥)、工業廢水、垃圾等。每人每天帶進污水中的氮約50g。生活污水中的磷主要來源於洗滌廢水,而施入農田的化肥有50%~80%流入江河、湖海和地下水體中。天然水體中磷和氮(特別是磷)的含量在一定程度上是浮游生物生長的控制因素。當大量氮、磷植物營養物質排入水體後,促使某些生物(如藻類)急劇繁殖生長,生長周期變短。藻類及其他浮游生物死亡後被需氧生物分解,不斷消耗水中的溶解氧,或被厭氧微生物所分解,不斷產生硫化氫等氣體,使水質惡化,造成魚類和其他水生生物的大量死亡。藻類及其他浮游生物殘體在腐爛過程中,又把生物所需的氮、磷等營養物質釋放到水中,供新的一代藻類等生物利用。因此,水體富營養化後,即使切斷外界營養物質的來源,也很難自凈和恢復到正常水平。水體富養化嚴重時,湖泊可被某些繁生植物及其殘骸淤塞,成為沼澤甚至乾地。局部海區可變成"死海",或出現"赤潮"現象。
常用氮、磷含量,生產率(O2)及葉綠素-α作為水體富營養化程度的指標。防治富營養化,必須控制進入水體的氮、磷含量。
4、有毒污染物
有毒污染物指的是進入生物體後累積到一定數量能使體液和組織發生生化和生理功能的變化,引起暫時或持久的病理狀態,甚至危及生命的物質。如重金屬和難分解的有機污染物等。污染物的毒性與攝入機體內的數量有密切關系。同一污染物的毒性也與它的存在形態有密切關系。價態或形態不同,其毒性可以有很大的差異。如Cr(Ⅵ)的毒性比Cr(Ⅲ)大;As(Ⅲ)的毒性比As(Ⅴ)大;甲基汞的毒性比無機汞大得多。另外污染物的毒性還與若干綜合效應有密切關系。從傳統毒理學來看,有毒污染物對生物的綜合效應有三種:(1)相加作用,即兩種以上毒物共存時,其總效果大致是各成分效果之和。(2)協同作用,即兩種以上毒物共存時,一種成分能促進另一種成分毒性急劇增加。如銅、鋅共存時,其毒性為它們單獨存在時的8倍。(3)拮抗作用,兩種以上的毒物共存時,其毒性可以抵消一部分或大部分。如鋅可以抑制鎘的毒性;又如在一定條件下硒對汞能產生拮抗作用。總之,除考慮有毒污染物的含量外,還須考慮它的存在形態和綜合效應,這樣才能全面深入地了解污染物對水質及人體健康的影響。
有毒污染物主要有以下幾類:(1)重金屬。如汞、鎘、鉻、鉛、釩、鈷、鋇等,其中汞、鎘、鉛危害較大;砷、硒和鈹的毒性也較大。重金屬在自然界中一般不易消失,它們能通過食物鏈而被富集;這類物質除直接作用於人體引起疾病外,某些金屬還可能促進慢性病的發展。(2)無機陰離子,主要是NO2-、F-、CN-離子。NO2-是致癌物質。劇毒物質氰化物主要來自工業廢水排放。(3)有機農葯、多氯聯苯。目前世界上有機農葯大約6000種,常用的大約有200多種。農葯噴在農田中,經淋溶等作用進入水體,產生污染作用。有機農葯可分為有機磷農葯和有機氯農葯。有機磷農葯的毒性雖大,但一般容易降解,積累性不強,因而對生態系統的影響不明顯;而絕大多數的有機氯農葯,毒性大,幾乎不降解,積累性甚高,對生態系統有顯著影響。多氯聯苯(PCB)是聯苯分子中一部分氫或全部氫被氯取代後所形成的各種異構體混合物的總稱。
多氯聯苯劇毒,脂溶性大,易被生物吸收,化學性質十分穩定,難以和酸、鹼、氧化劑等作用,有高度耐熱性,在1000~1400℃高溫下才能完全分解,因而在水體和生物中很難降解。(4)致癌物質。致癌物質大體分三類:稠環芳香烴(PAHs),如3,4-苯並芘等;雜環化合物,如黃麴黴素等;芳香胺類,如甲、乙苯胺,聯苯胺等。(5)一般有機物質。如酚類化合物就有2000多種,最簡單的是苯酚,均為高毒性物質;腈類化合物也有毒性,其中丙烯腈的環境影響最為注目。
5、石油類污染物
石油污染是水體污染的重要類型之一,特別在河口、近海水域更為突出。排入海洋的石油估計每年高達數百萬噸至上千萬噸,約佔世界石油總產量的千分之五。石油污染物主要來自工業排放,清洗石油運輸船隻的船艙、機件及發生意外事故、海上採油等均可造成石油污染。而油船事故屬於爆炸性的集中污染源,危害是毀滅性的。
石油是烷烴、烯烴和芳香烴的混合物,進入水體後的危害是多方面的。如在水上形成油膜,能阻礙水體復氧作用,油類粘附在魚鰓上,可使魚窒息;粘附在藻類、浮游生物上,可使它們死亡。油類會抑制水鳥產卵和孵化,嚴重時使鳥類大量死亡。石油污染還能使水產品質量降低。
6、放射性污染物
放射性污染是放射性物質進入水體後造成的。放射性污染物主要來源於核動力工廠排出的冷卻水,向海洋投棄的放射性廢物,核爆炸降落到水體的散落物,核動力船舶事故泄漏的核燃料;開采、提煉和使用放射性物質時,如果處理不當,也會造成放射性污染。水體中的放射性污染物可以附著在生物體表面,也可以進入生物體蓄積起來,還可通過食物鏈對人產生內照射。
水中主要的天然放射性元素有40K、238U、286Ra、210Po、14C、氚等。目前,在世界任何海區幾乎都能測出90Sr、137Cs。
7、酸、鹼、鹽無機污染物
各種酸、鹼、鹽等無機物進入水體(酸、鹼中和生成鹽,它們與水體中某些礦物相互作用產生某些鹽類),使淡水資源的礦化度提高,影響各種用水水質。鹽污染主要來自生活污水和工礦廢水以及某些工業廢渣。另外,由於酸雨規模日益擴大,造成土壤酸化、地下水礦化度增高。
水體中無機鹽增加能提高水的滲透壓,對淡水生物、植物生長產生不良影響。在鹽鹼化地區,地面水、地下水中的鹽將對土壤質量產生更大影響。
8、熱污染
熱污染是一種能量污染,它是工礦企業向水體排放高溫廢水造成的。一些熱電廠及各種工業過程中的冷卻水,若不採取措施,直接排放到水體中,均可使水溫升高,水中化學反應、生化反應的速度隨之加快,使某些有毒物質(如氰化物、重金屬離子等)的毒性提高,溶解氧減少,影響魚類的生存和繁殖,加速某些細菌的繁殖,助長水草叢生,厭氣發酵,惡臭。
魚類生長都有一個最佳的水溫區間。水溫過高或過低都不適合魚類生長,甚至會導致死亡。不同魚類對水溫的適應性也是不同的。如熱帶魚適於15~32℃,溫帶魚適於10~22℃,寒帶魚適於2~10℃的范圍。又如鱒魚雖在24℃的水中生活,但其繁殖溫度則要低於14℃。一般水生生物能夠生活的水溫上限是33~35℃。
除了上述八類污染物以外,洗滌劑等表面活性劑對水環境的主要危害在於使水產生泡沫,阻止了空氣與水接觸而降低溶解氧,同時由於有機物的生化降解耗用水中溶解氧而導致水體缺氧。高濃度表面活性劑對微生物有明顯毒性。
水體污染的例子很多,如京杭大運河(杭州段)兩岸有許多工廠,每天均有大量廢水排入運河,使水體中固體懸浮物、有機物、重金屬(Zn,Cd,Pb,Cu等)及酚、氰化物等含量大大超過地面水標准,有的超過幾十倍,使水體處於厭氧的還原狀態,烏黑發臭,魚蝦絕跡,不能用於生活、農業等用水;水體自凈能力差,若不治理,並控制污染源,水體污染還會進一步擴大。
水環境中的污染物,總體上可劃分為無機污染物和有機污染物兩大類。在水環境化學中較為重要的,研究得較多的污染物是重金屬和有機物。我國水污染化學研究始於70年代,從重金屬、耗氧有機物、DDT、六六六等農葯污染開始,目前研究的重點已轉向有機污染物,特別是難降解有機物,因其在環境中的存留期長,容易沿食物鏈(網)傳遞積累(富集),威脅生物生長和人體健康,因而日益受到人們重視。本章著重介紹重金屬和有機污染物在水體中遷移轉化的環境化學行為。
三、污染物進入水體後的運動過程
污染物進入水體後立即發生各種運動。下面以海洋為例作一簡介,其他水體的情況,可以類推。
海洋中生活著各種各樣的水生動物和植物。生物與水、生物與生物之間進行著復雜的物質和能量的交換,從數量上保持著一種動態的平衡關系。但在人類活動的影響下,這種平衡遭到了破壞。當人類向水中排放污染物時,一些有益的水生生物會中毒死亡,而一些耐污的水生生物會加劇繁殖,大量消耗溶解在水中的氧氣,使有益的水生生物因缺氧被迫遷棲他處,或者死亡。特別是有些有毒元素,既難溶於水又易在生物體內累積,對人類造成極大的傷害。如汞在水中的含量是很低的,但在水生生物體內的含量卻很高,在魚體內的含量又高得出奇。假定水體中汞的濃度為1,水生生物中的底棲生物(指生活在水體底泥中的小生物)體內汞的濃度為700,而魚體內汞的濃度高達860。由此可見,當水體被污染後,一方面導致生物與水、生物與生物之間的平衡受到破壞,另一方面一些有毒物質不斷轉移和富集,最後危及人類自身的健康和生命。
四、水體污染對人體健康的影響
1、水體污染的危害是多方面的,這里簡單介紹一下水體污染對人體健康的影響
(1)、引起急性和慢性中毒。水體受有毒有害化學物質污染後,通過飲水或食物鏈便可能造成中毒。著名的水俁病、痛痛病是由水體污染引起的。
(2)、致癌作用。某些有致癌作用的化學物質如砷、鉻、鎳、鈹、苯胺、苯並(a)芘和其他多環芳烴、鹵代烴污染水體後,可被懸浮物、底泥吸附,也可在水生生物體內積累,長期飲用含有這類物質的水,或食用體內蓄積有這類物質的生物(如魚類)就可能誘發癌症。
(3)、發生以水為媒介的傳染病。人畜糞便等生物污染物污染水體,可能引起細菌性腸道傳染病如傷寒、痢疾、腸炎、霍亂等;腸道內常見病毒如脊髓灰質類病毒、柯薩奇病毒、傳染性肝炎病毒等,皆可通過水體污染引起相應的傳染病。1989年上海的"甲肝事件",就是由水體污染引起的。在發展中國家,每年約有6000萬人死於腹瀉,其中大部分是兒童。
(4)、間接影響。水體污染後,常可引起水的感官性狀惡化,如某些污染物在一定濃度下,對人的健康雖無直接危害,但可使水發生異臭、異色,呈現泡沫和油膜等,妨礙水體的正常利用。銅、鋅、鎳等物質在一定濃度下能抑制微生物的生長和繁殖,從而影響水中有機物的分解和生物氧化,使水體自凈能力下降,影響水體的衛生狀況。
(5)、水體污染既可嚴重危害生態系統,還可造成嚴重的經濟損失。
2、主要污染物的影響
(1)、鉛: 對腎臟、神經系統造成危害,對兒童具高毒性,致癌性已被證實
(2)、鎘: 對腎臟有急性之傷害
(3)、砷: 對皮膚、神經系統等造成危害,致癌性已被證實
(4)、汞: 對人體的傷害極大,傷害主要器官為腎臟、中樞神經系統
(5)、硒: 高濃度會危害肌肉及神經系統
(6)、亞硝酸鹽: 造成心血管方面疾病,嬰兒的影響最為明顯(藍嬰症),具致癌性
(7)、總三鹵甲烷: 以氯仿對健康的影響最大,致癌性方面最常發生的是膀光癌
(8)、三氯乙烯(有機物): 吸入過多會降低中樞神經、心臟功能,長期暴露對肝臟有害
(9)四氯化碳(有機物): 對人體健康有廣泛影響,具致癌性,對肝臟、腎臟功能影響極大
五、污水水質指標
污水水質指標一般分為物理、化學、生物三大類。
1、物理性指標
溫度、色度、嗅和味、固體物質
固體物質的三種存在形態:懸浮的、膠體的、溶解的。固體物質用。總固體量(TS)作為指標,污水處理中常用懸浮固體(SS)表示固體物質的含量。
2、化學性指標
(1)、化學需氧量(CODcr):指用強化學氧化劑(我國法定用重鉻酸鉀)在酸性條件下,將有機物氧化成CO2與H2O所消耗的氧量(mg/L),用CODcr表示。化學需氧量越高,表示水中有機污染物越多,污染越嚴重。
(2)、生化需氧量(BOD5):水中有機污染物被好氧微生物分解時所需的氧量稱為生化需氧量(mg/L)。
如果污水成分相對穩定,則一般來說,CODcr> BOD5。
一般BOD5/ CODcr大於0.3,認為適宜採用生化處理。
(3)、總需氧量(TOD):有機物主要元素是C、H、O、N、S等,當有機物被全部氧化時,將分別產生CO2、H2O、NO、SO2等,此時需氧量稱為總需氧量(TOD)。
(4)、總有機碳(TOC):包括水樣中所有有機污染物質的含碳量,也是評價水樣中有機物質質的一個綜合參數。
(5)、總氮(TN):污水中含氮化合物分為有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮,四種含氮化合物總量稱為總氮(TN)。凱氏氮(TKN)是有機氮與氨氮之和。
(6)、總磷(TP):包括有機磷與無機磷兩類。
(7)、pH值
(8)、重金屬
3、生物性指標
(1)、大腸菌群數:每升水樣中所含有的大腸菌群的數目,以個/L計。
(2)、細菌總數:是大腸菌群數、病原菌、病毒及其他細菌數的總和,以每毫升水樣中的細菌菌落總數表示。
⑻ 現在的水污染情況,大自然靠自身完成水凈化需要多久
這個問題很復雜,不是三句兩句能說清的,總體來說,我國水污染形勢嚴峻,現在國家治理力度比較大,七大水系都有不同程度的污染,最輕的是珠江長江,最重的是海河准河黃河。
大自然自身凈化需要的時間,就是污染物類型,河流(湖泊)水量,流速,氣溫等等好多因素有關,比如一此懸浮物類很容易在流速慢時候下沉得到去除,有機物可以在一個月內微生物分解得到大部分的去除,但一些可溶鹽類,就很難了,除了水量多的稀釋,要想真正去除,基本相當於水體水量更新一次(也就是自然換水一次),有的小水溝幾天,有的幾月,有的幾年,地下水可以達到幾千年、幾萬年。
這些都是在從此污染物不再向水體排放的假設下的。
⑼ 人類目前在地球上製造的污染,地球需要用多久時間凈化
從我們的祖先拿起工具的那一刻開始,人類就成了地球的主宰,從原始部落到鋼筋森林,人類對世界有多大程度的影響?
如果有一天全世界70億人口全部消失了世界會發生什麼改變?地球母親要用多久清理掉人類存在的痕跡呢?
其實人類消失後地球馬上就會有強烈的反應,人類消失的第一秒,首先人體會散發熱量,以北京舉例,2000萬人口消失,城市氣溫將下降2.5度左右。
六小時後,發電廠無人監管,全球停電,陷入一片黑暗。寵物們開始感覺飢餓,動物園機靈的動物們逃脫牢籠。全世界的化工廠接連起火,爆炸,全球災難不斷。
三天後,上萬噸有毒化學物質將從工廠泄露,造成十分嚴重的污染;寵物們日漸絕望,無法從家裡逃出去的只能等死。
四天後,污水處理設備的水泵停止工作,未經處理的人類排泄物流進湖泊與河流,倒灌的污水使依賴河流湖泊的野生動物大量死亡。
一周後,吃罐頭食品的寵物狗搖身一變成為了捕食者,開始拉幫結派的爭奪領地,成群結隊的獵捕小型動物甚至其他小型犬,人類根據自身愛好培育出的小型犬種將面臨滅絕。
核電站柴油發動機燃料耗盡,大面積放射性物質泄露,造成的輻射比廣島原子彈的高500倍;水泵無人監管,地鐵和其他地下建築將被淹沒。
15天後,用於冷卻核電站的水蒸發殆盡,世界各地接連發生一場核爆災難,致命的核輻射從核電站噴涌而出,危害最嚴重將持續24萬年。
1萬年後,地球被自然生態覆蓋,城市以及人類曾經生活過的痕跡都將消失,除了少數幾個石頭建築,金字塔,長城,總統山,這些將是人類僅存的印記。
5000萬年後,唯一存在的與人類有關的東西就是塑料,還要再過5000萬年大自然才能徹底將塑料降解。
如此可見,地球具有自我修復能力,而在地球45.5億年的生命中,人類文明只不過是曇花一現。