中学化学污水处理

❶ 初中化学中活性炭如何吸附的

恩以我目前的知识我只能稍稍回答第二问啾
会改变物理性质的
活性炭一般不用在除杂题中，因为活性炭的吸附除了物理吸附，还有化学吸附，它还具有催化性，例如吸附二氧化硫时会将其催化氧化变成三氧化硫。
就我了解，它一般多用在净化水啊还有装修时除臭气啊或者放在鞋子里边干燥啊除脚气尾儿啊什么的:-D

❷ 高中化学 氧化还原反应 污水处理

溶液中，NH4+没那么容易被氧化，
试想，NO3-都无法在溶液中氧化NH4+，NH4NO3溶液存在。

(NH4)2Cr2O7 重铬酸铵，很重要的重铬酸盐试剂。

一般认为，固态中，NH4NO3、(NH4)2Cr2O7都能发生自氧化还原反应。
即加热固体，NH4+会被NO3-氧化，NH4+会被Cr2O72-氧化，溶液中不可以

❸ 如何在高中化学教学中渗透法制教育

1高中化学教学中渗透法制教育的价值1.1高中化学教学中渗透法制教育是素质教育的基本要求素质教育要求能培养德才兼备之人,并且高中化学教学的重要理念是能形成正确的价值观与积极的情感态度,提升人文素养与科学素养,为学生实现全面发展奠定很好的基础.当前法制素养是个体社会化应该具有的基本素质之一.高级人才必须是法制素养与专业能力紧密结合的,只有这样才能对社会做出更大的贡献.不然的话,学生不会形成正确的法制观念,也不会在专业方面实现传道、授业、解惑,让高科技犯罪分子更容易犯罪.所以,高中化学教学不仅是关注学生知识与能力的培养,并且还承担培养学生健全人格,提升综合素养,强化学生法制意识,形成法律评价能力、法律意识能力,做到明辨是非,形成良好的行为习惯,知法、守法、懂法,用法律来指导自己行为,为今后杜绝犯罪起到积极的作用.1.2高中化学教学和法制教育密切相关高中化学中涉及到很多的有毒、腐蚀性、易燃等物质,也有一些是环境保护的有效方法,还有对光化学烟雾、重金属污染、污水处理方法等的具体分析和对策,还有新装修房屋中常见的甲醛等,也就是说高中化学中的这些基本的教学内容是和生产、生活中的法制密切联系的.

❹ 中学化学实验室废水处理

中学化学实验室废水处理
一、有机物类废水
以中学化学实验室现有的条件，较简便的金属回收方法是将金属离子以氢氧化物的形式沉淀分离。各种金属离子的排放形式：铬(重铬酸钾，硫酸铬)；汞(氯化汞，氯化亚汞)；铅(EDTA合铅(II))；铜(EDTA合铜，硫酸铜)，等等。其中，氯化汞和硫酸铬属于共同排放。总的来说，沉淀回收法的原理较为简单，可操作性也很强，对污染的消除效果相当不错。
酸或碱：对于含酸或碱类物质的废液，如浓度较大时，可利用废酸或废碱相互中和，再用pH试纸检验，若废液的pH值在5．8—8．6之间，如此废液中不含其它有害物质，则可加水稀释至含盐浓度在5％ 以下排出。
铬：含铬废液中加入还原剂，如硫酸亚铁、亚硫酸钠、铁屑，在酸性条件下将六价铬还原成三价铬，然后加入碱，如氢氧化钠、氢氧化钙碳酸钠等，使三价格形成Or(OH)，沉淀，清液可排放。沉淀干燥后可用焙烧法处理，使其与煤渣一起焙烧，处理后可填埋。
汞：废液中汞的最高容许排放浓度为0．05mg／L(以Hg计)。可以采用硫化物共沉淀法：先将含汞盐的废液的pH值调至8—1O，然后加入过量的Na2S，使其生成Hgs沉淀。再加入FeSO(共沉淀剂)，与过量的S：一生成FeS沉淀，将悬浮在水中难以沉淀的HgS微粒吸附共沉淀．然后静置、分离，再经离心、过滤滤液的含汞量可降至0．05mg／L以下。
氰化物：少量的含氰废液可加入NaOH调至pH=10以上。再加入几克高锰酸钾使CN一氧化分解。量大的含氰废液碱液氯化法处理，先用碱调至pH=10以上，再加人次氯酸钠或漂白粉，使CN一氧化成氰酸盐，并进一步分解为CO 和N 。放置24小时排放。或加入氢氧化钠使呈硷性后再倒入硫酸亚铁溶液中(按质量计算：1份硫酸亚铁对1份氢氧化钠)，生成无毒的亚铁氢化钠再排人下水管道。含氰化物物质，也不得乱倒或与酸混合，生成挥发性氰化氢气体有剧毒。
砷：在含砷废液中加入FeCI~，使Fe／As达到5O，然后用消石灰将废液的pH值控制在8一lO。利用新生氢氧化物和砷的化合物共沉淀的吸附作用，除去废液中的砷。放置一夜，分离沉淀，达标后，排放废液。
镉：在含镉的废液中投加石灰，调节pH值至10．5以上，充分搅拌后放置，使镉离子变为难溶的Cd(OH)：沉淀．分离沉淀，将滤液中和至pH值约为7，然后排放。
铅：在废液中加入消石灰，调节至pH值大于11，使废液中的铅生成Pb(OH) 沉淀．然后加入 (s0 )，(凝聚剂)，将pH值降至7—8，则Pb(OH)：与^J(OH)，共沉淀，分离沉淀，达标后，排放废液。
重金属离子：最有效和最经济的方法是加碱或加Na2S把重金属离子变成难溶性的氢氧化物或硫化物而沉积下来，从而过滤分离，少量残渣可埋于地下。混合废液：互不作用的废液可用铁粉处理。调节废液PH3— 4，加入铁粉，搅拌半小时，用碱调节PH 9左右，搅拌1O分钟。加入高分子混凝剂(聚合氯化铝和聚合氧化铁)沉淀，清液可排放，沉淀物作为废渣处理。废酸碱可中和处理。
二、有机物类废水
对有机酸或元机酸的酯类，以及一部份有机磷化合物等容易发生水解的物质，可加入氢氧化钠或氢氧化钙，在室温或加热下进行水解。水解后，若废液无毒害时，把它中和、稀释后，即可排放。如果含有有害物质时，用吸附等适当的方法加以处理。如废液包括：苯、已烷、二甲苯、甲苯、煤油、轻油、重油、润滑油、切削油、机器油、动植物性油脂及液体和固体脂肪酸等物质的废液。对其可燃性物质，用焚烧法处理。对其难于燃烧的物质及低浓度的废液，则用溶剂萃取法或吸附法处理。
三氯甲烷：将三氯甲烷废液一次用水、浓硫酸(三氯甲烷量的十分之一)、纯水、盐酸羟胺溶液(O．5％ AR)洗涤。用重蒸馏水洗涤两次，将洗好的三氯甲烷用污水氯化钙脱水，放置几天，过滤，蒸馏。蒸馏速度为每秒l～2滴，收集沸程为6o一62摄氏度的馏出液(标框下)，保存于棕色试剂瓶中(不可用橡胶塞)。CC14：反应式：Na2SO3+I2+H2O=Na2SO‘+2HI具体操作：在碘一CC1 溶液中加入Na2SO3，直至把I2转化为I一离子(检查：用淀粉试纸或淀粉溶液检查是否还存在有I2，然后转移到分液漏斗，加少量蒸馏水，振荡，分液(用AgN03，检查水样溶液是否有I2，若有黄色或白色沉淀，再用水洗涤ccl,溶液)。
酚：酚的处理主要有吸附法、萃取法、液膜分离法、扭捏及蒸馏气提法、生物法等，但对于实验室来说，以上的方法都不实用。低浓度含酚废液可加入次氯酸钠或漂白粉，使酚氧化水和二氧化碳。高浓度可使用丁酸乙脂萃取，在用少量氢氧化钠溶液反复萃取。调解PH后，进行重蒸馏，提纯后使用。或利用二氧化氯(C10：，强氧化消毒剂)水溶液进行苯酚废水处理，不仅方便、安全，操作也十分简单，直接将其按一定量加入废水中，搅拌均匀，维持一定的处理时间，即可达到良好的处理效果，不存在二次污染。

❺ 高中化学STSE知识点总结

化学与Science、Technology、Society、Environment
一、环境问题：空气污染指数的项目主要为：可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮
（1）酸雨的形成与防治
①主要污染物：硫氧化物、氮氧化物，主要来自石油和煤的燃烧。
②反应原理 SO2 + H2O ⇌ H2SO3 ；2H2SO3 +O2 = 2H2SO4
或：2SO2+O2 ⇌ 2SO3 ; SO3+H2O = H2SO4
2NO + O2 = 2NO2 ; 3NO2 + H2O = 2HNO3+ NO
③防治措施：根本途径减少酸性物质向大气的排放。
a、使用清洁燃料，替代煤和石油。
b、石油和煤在燃烧之前脱硫。 如：目前市场上出售的“国三”汽油，是经过脱硫后的低硫汽油；煤中添加生石灰或石灰石作为脱硫剂，可以减少煤燃烧时产生的SO2，CaCO3+O2+SO2 = CaSO4+CO2等。
（2）光化学烟雾的形成及防治
①主要污染物：氮氧化物和碳氢化合物（汽车尾气）。
②防治措施：控制城市汽车数量、开发新能源、汽车安装净化器。
（3）臭氧层的破坏与危害
在距地面10—50公里的大气平流层中，形成了臭氧层，它能吸收太阳光中的紫外线，是地球上的生物免受危害，氮氧化物、氟氯代烷（如氟利昂）能作为催化剂使臭氧分解，从而破坏臭氧层。如 O3＋NO→O2＋NO2 ； O＋NO2→O2＋NO
（4）家庭装修与污染物质
①大芯板和其他人造板都含有甲醛，造成了不易清除的室内甲醛污染。
②涂刷油漆时加入了大量的稀释剂，造成了室内严重的苯污染。
③石材瓷砖类，特别是一些花岗岩等天然石材，放射性物质含量比较高。
（5）白色污染 废弃的塑料、橡胶造成的污染
（6）水体污染及其防治
①水体污染由来：a、农业化肥使用、工业三废、生活污水、石油泄露 等。
②N、P等营养元素含量引起危害：水中过多N、P等营养元素引起的污染叫水体富营养化，可能引起 “水华”或“赤潮”。含磷洗衣粉的使用是造成水体富营养化的重要原因之一。
③防治：根本措施是控制工业废水和生活污水的排放，对排放的污水无害处理。
注：污水处理中的主要化学方法及其原理
（1）微生物法：利用微生物的作用，降低污水中有机物和氮磷的含量。这是目前污水的主要处理方法。
（2）混凝法 原理利用胶体的凝聚作用，除去污水中细小的悬浮颗粒；（明矾净水）
（3）中和法 原理利用中和反应调节废水的pH；（熟石灰）
（4）沉淀法 原理利用化学反应使污水中的某些重金属离子生成沉淀而除去（变为氢氧化物或硫化物沉淀）
（5）氧化还原法 原理利用氧化还原反应将废水中的有害物质转化为无毒物质、难溶物质或易除去的物质。
二、生活中的化学
（1）明矾净水：明矾电离出的AI3+ 水解生成氢氧化铝胶体，吸附水中悬浮物形成沉淀。
（2）常用饮用水消毒剂：Cl2、ClO2、漂白粉、NaClO（84消毒液）
（3）漂白剂：漂白粉、漂白液（主要成分NaClO）、SO2、H2O2 、Na2O2 、O3
（4）加碘食盐：一般添加KIO3（性质较稳定，味感比KI好）
（5）胶体知识与生活中的现象
①胶体聚沉与制豆腐和江河三角洲的形成
②丁达尔现象与树林中的晨曦、雨后彩虹、舞台上的光柱。
③胶体渗析与血液的“透析”
（6）焰色反应与节日的焰火（燃烧的金属元素）和城市中的霓虹灯（导电的稀有气体）
三、能源问题
（1）化石燃料：煤、石油、天然气。
（2）新型能源：太阳能、核能、潮汐能、沼气、乙醇汽油等
（3）一级能源；指自然界以现成形式提供的能源，如煤、石油、天然气等为一级能源．
（4）二级能源：需要依靠其它能源的能量间接制取的能源，如氢气、电力、水煤气等 为二级能源．
四、材料问题
（1）棉、麻属于纤维素，是多糖，只含有C、H、O三种元素；
（2）丝、毛属于蛋白质，蛋白质在酶的作用下可以水解；
（3）人造纤维是将天然的纤维素（竹子、木材、甘蔗渣等）经过加工后得到的产品， 例如： 醋酸纤维、粘胶纤维、人造丝、人造棉；
（4）合成纤维是以石油为原料经过合成得到的高分子化合物（六大纶）。例如氨纶（增加衣物的弹性）
（5）塑料和橡胶都是高分子化合物；
（6）晶体硅是重要的半导体材料，用于太阳能电池和电脑芯片，光导纤维是二氧化硅；
（7）合金材料：合金是由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。合金的硬度大、熔点低。例如硬铝（含镁、铝，应用于飞机制造业）、碳素钢（含铁和碳）、不锈钢（在碳素钢中加入镍、铬）等等；
（8）玻璃、陶瓷、水泥都属于无机硅酸盐材料，其中玻璃的原料是：石灰石、纯碱和石英；水泥的原料是：黏土和石灰石；陶瓷的原料是黏土。普通玻璃放到电炉里加热，使它软化，然后急速冷却，得到钢化玻璃，因此普通玻璃和钢化玻璃的成分相同。
五．热点问题
（1）哥本哈根、温室效应、低碳生活
工业革命以来，由于人类活动而释放到大气中温室气体（如二氧化碳和甲烷）迅速的不断积累增加，引发全球气候变暖。目前二氧化碳浓度的增加，是造成地球温室效应的主要原因。 哥本哈根气候大会后，防止气候变暖实践低碳生活成为人们的共识。
（2）雾霾
雾霾天气是一种空气质量严重恶化的产物，是空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等颗粒大量积聚，特别是PM2.5、PM10、SO2、NO2等主要污染物含量剧增，在大气空间内造成能见度模糊的一种天气现象。其中PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。PM2.5粒径小，这种颗粒本身既是一种污染物，又是重金属、多环芳烃等有毒物质的载体，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。 城市有毒颗粒物来源：首先是汽车尾气。使用柴油的大型车是排放PM10的“重犯”，包括大公交、各单位的班车，以及大型运输 卡车等。

❻ 如何利用植物净化污水

用人工湿地的方法可以有效的净化污水！

1. 人工湿地中的植物版,可分为浮水植权物、沉水植物和挺水植物三类，

2. 选择植物是要根据：耐污净化能力强，抗冻、抗热、抗病虫害等抗逆性强，根系发达适应性强，经济和观赏综合利用价值高，利于物种间的搭配，易于管理方面选择。

3. 植物去污机理：第一，直接吸收利用污水中的N、P等营养物质，吸附和富集污水中的重金属铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)等有害物质；第二，输送氧气到植物根区，为微生物生长、繁殖和降解反应提供氧气；第三，增强和维持水体的水力传输能力。另外，人工湿地植物还具有其他作用：维持系统的稳定；释放促进生物化学反应的酶和影响酶的分布；湿地植物的抑澡作用；湿地植物的景观效应；经济和生态价值等。
   

❼ 高中化学污水处理

氧化铝不溶于水。 熟石灰去除酸性物质。亚硫酸根可以使重金属离子沉淀。絮凝剂是形成大分子的带电基团，吸附杂质，然后生成沉淀。

❽ 中学化学：污水处理

会的，一般实际都就用熟石灰处理硫酸的~，价廉物美~
现在的初中化学很不严密的 哎。。。
学下去就会知道了~

❾ 高中化学上有哪些净水剂

常用到的净水剂有聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、碱式氯化铝、聚丙烯酰胺、硫酸亚铁、硫酸铝、聚合硫酸铁等。

净水剂最常用的絮凝剂，絮凝剂包括两大类：无机絮凝剂，有机絮凝剂。无机絮凝剂为高价金属盐，如硫酸铝、硫酸铁、氯化铁、四氯化钛及无机酸和碱。典型的例子为某些选矿厂往浓密池中加石灰以加速精矿的沉降，提高浓密与过滤的效率减少金属的流失。有机絮凝剂分为离子型和非离子型。

(9)中学化学污水处理扩展阅读

产品用途：用于冶金、电力、制革、医药、印染、造纸、化工等污水处理行业，其混凝效果形成絮凝体（又称矾花）快且颗粒大而重，沉降快。适用的PH值范围在5~9之间，具有用量少、成本低、活性高、操作方便、适应性广、腐蚀性小等特点。

1、使用时应先根据水质进行小试，选出净水效果好，投放量小的最佳点。溶液应随配随用，非饮用水应根据实际情况选定用量。

2、使用固体时，先加水溶解陪配成10-25%的溶液，而后水稀释至所需浓度，在溶解时先加水慢慢投料，并不断进行搅拌。

3、不同厂家或不同牌号的水处理药剂不能混合，并且不得与其他化学药品混存。

4、原液和稀释液稍有腐蚀性，但低于其他各种无机絮凝剂。

5、产品有效储存期:液体半年，固体两年。固体产品潮后仍然可使用。

6、本产品经合理投加，净化后水质符合生活饮用水卫生标准。

❿ 污水处理

污水处理对地下水产生的污染主要是化学和生物污染，其影响的程度主要取决于污水的处理方法、含水层的水文地质和水文地球化学条件。

污水处理中引起地下水污染的做法主要包括用处理后的污水进行灌溉、用污泥施肥、有意或无意的污水入渗、生活污水管的泄漏以及污水对井的地表污染。

致病微生物是被污水污染的地下水对人体产生的最大威胁，Yates等（1993）综述了细菌和病毒污染对人体健康产生的影响，并对其在地下水中的迁移和最终结局进行了讨论。据此，他们认为20世纪80年代美国由饮用水传染的大约200种疾病中，约1/2是由未处理或消毒不充分的地下水所引起的。

在地下水流系统中，细菌和病毒可存活数月，运移数百米（Yates等，1993）。这两种微生物都是在低温下可存活更长的时间，当温度为8℃时，它们甚至可以无限期地存活。物理性的过滤可阻止细菌的运移，尤其是在细颗粒的土壤中更是如此。但病毒的体积很小，大部分的土壤不能使其含量明显地减少。吸附是使两种微生物含量减少的重要作用，Langmuir和Freundlich吸附等温线均可用来描述地下水运移过程中两种微生物的吸附作用。

污水的化学污染比生物污染的公认程度更高，污水中的许多污染物（如硝酸根）同时还与其他类型的污染相关。在污水中还含有各种类型的其他大量或微量组分，它们或者对人体健康有影响，或者可用来示踪污染晕。几乎所有常见的稳定同位素都可用来研究污水的污染问题。

5.2.3.1 污水处理厂对地下水的污染

污水可使用多种技术进行处理，污水处理的程度可划分为初级、二级和三级（高级）。初级处理是指通过滤网或沉淀池除去其中的固体，二级处理指的是使用微生物除去废水中的有机负荷，三级（高级）处理则是指去除废水中特定化学物质（如硝酸根、磷酸根）的过程。经过二级处理后，废水就允许排泄到天然水道中，或通过渗床渗入地下，或用来灌溉农田、高尔夫球场及其他的植被。其对地下水的影响就是在这些处置过程中发生的，从废水中分离出的固体可进一步进行处理，或者在垃圾填埋场中填埋，或者用于施肥以提高土壤肥力，这样，污泥的淋滤也会对地下水产生影响。

在美国农村地区的小社区，对污水进行二级处理的最常见方法就是氧化池（或污物稳定池）法。氧化池通常由一系列的蓄水池组成，污水依次通过各处理单元时其处理程度逐步加深，氧化池同时使用了好氧和厌氧过程来处理废水中的 BOD。这种方法与其他方法相比要相对经济一些，特别适用于土地面积不受限制的地区。Kehew（1984）和Bulger等人（1989）研究了美国北达科他州McVille污水处理场地对地下水的影响，该处理系统的蓄水池建设在可渗透的冰水沉积物上，要使废水在池中有适宜的停留时间，必须对各处理单元进行衬砌。但三个处理单元只有一个做了衬砌，当废水水位超过衬砌的处理单元时，它就会向未衬砌的处理单元排泄，这时废水便会快速地渗透到浅层潜水含水层中。从第二个处理单元开始向下游方向，地下水中的溶解固体、溶解有机碳、铵、铁以及其他组分都有升高（图5-2-9）。在处理单元附近，地下水的实测pE值很低，随着远离蓄水池，pE值逐渐升高，这与富含有机污染物的污染晕非常类似。该场地中的一个有趣的现象就是，来自上游一个好氧填埋场的污染晕，似乎与废物稳定池下部的还原性污染晕发生了混合，从而使还原成了（Bulger等，1989）。

马萨诸塞州Otis空军基地由于二级处理废水通过渗床入渗所引起的地下水污染问题在文献中报道很多（LeBlane，1984；Barber，1992），该基地的污水处理厂从1936年开始运营，通过它处理废水被排放到了一个24.5英亩的渗床中，在渗床的下游，形成了一个4000 m长、1000 m宽、30 m深的污染晕。可用多种参数来勾画污染晕的范围（图5-2-10），但硼是最有用的一种参数，这是因为硼是一种保守性组分，在运移过程中不怎么发生化学反应，而且在背景地下水中不存在。硼之所以在污染晕中出现，是因为在洗衣粉中过硼酸钠被用作为了漂白剂。在地下水中，硼是以原硼酸（B（OH）₃）的形式存在的，它之所以没有发生离解是因为污染晕的pH值要远低于原硼酸的pK_a值。污染晕还可用电导率、氯浓度以及其他参数来勾画。在二级处理废水中DOC的含量大大减小，同时，大于背景值（2～5 mg/L）的DOC足以在污染晕中形成缺氧（反硝化作用）的条件。向下游方向，污染晕与含氧补给水的混合可导致铵的硝化，尽管地下水中的浓度一般低于5 mg/L。处理后的废水中，磷的浓度通常也相对较高，它在地下水中通常是以正磷酸根的形式存在的。由于磷酸根易于被含水层介质所吸附，或以低溶解度的磷酸铁或磷酸铝的形式沉淀，因此在污染晕中，磷酸根常常被强烈阻滞。

图5-2-9 McVille污水处理场地中溶解有机碳的分布

Otis空军基地污染晕的一个有趣现象是其含有来自家用洗洁剂中的化合物，根据测试这些物质所采用试剂的名称（Methylene Blue Active Substances-亚甲蓝活性物质），其在地下水中的含量通常用MBAS来表示。这些化合物一般由阴离子型表面活性剂组成，它们在地下水中的迁移性很强。洗洁剂在美国的使用大约始于1946年，1953年它们的使用量超过了肥皂。1964年之前，洗洁剂中最常用的表面活性剂是烷基苯磺酸盐（ABS），它基本上是不可生物降解的。1964年，它开始被较易生物降解的表面活性剂——线性烷基磺酸盐（LAS）所代替。MBAS在污染晕中的分布保存了洗洁剂使用的这一历史，MBAS的最大浓度出现在污染晕的最前端（图5-2-11），这些较高的浓度范围反映了ABS的存在，而接近污染源的较低的浓度表明了污染晕中的LAS通过生物降解作用被去除了。

在污染晕中还检测到了多种类型的其他合成挥发性和半挥发性化合物，它们均来源于家用洗洁剂及其他各种类型的产品，其中含量最大的是三氯乙烯（TCE）和四氯乙烯（PCE），它们在污染晕中的浓度已超过限制界限（Barber，1992）。

图5-2-10 马萨诸塞州Otis空军基地硼在地下水垂直剖面中的分布（1978.5～1979.5）

5.2.3.2 化粪池系统

在北美缺乏下水道的大部分地区，化粪池系统是废物处置的首选方法。据估计，美国三分之一的废水是通过化粪池系统处理的。在该系统中，废水在一个水池中通过沉淀作用与固体废物分离，然后被排放到多孔排泄瓦筒中，进而释放到滤床，在这里，废水很快地渗入了土壤。另一种方法是在表层土壤中垂直安装多孔下水管，用以代替滤床。化粪池系统的原理是，通过土壤的过滤，可除去废水中的污染物。很遗憾的是，很多化粪池系统都在浅层潜水中形成了污染晕，它可对附近的水井和地表水体产生影响。

对化粪池系统污染晕水文地球化学过程的研究是近年来研究工作的一个焦点（Harman等，1996；Robertson等，1991，1998；Tinker，1991；Aravena and Robertson，1998；Robertson，1995；Robertson and Cherry，1995），其中最受关注的污染组分是硝酸根和磷酸根。硝酸根有时可导致婴儿发生致命性的疾病——高铁血红蛋白症，这主要是由于婴儿血携氧能力的减弱而造成的。硝酸根也是水体富营养化的养分元素，地下水则是这些水体的补给源。磷酸根虽然比硝酸根的迁移能力弱，它也是水体富营养化的主要诱因之一。致病微生物的迁移也是可渗透性含水层值得关注的问题。

Harman等（1996）研究了加拿大安大略省一个学校的化粪池系统，该系统位于一个浅层潜水含水层之中。在化粪池中，废水是一种强还原性的溶液，具有很高的DOC，其中的氮主要以铵的形式存在。它在从滤床向地下水面运动的过程中发生了很大的变化，氧化过程使得DOC减少了90%，铵则全部转化成了硝酸根。污染晕中硝酸根的浓度表示在图5-2-12中，有机碳的氧化形成了CO₂，当含水层中没有碳酸盐矿物时，这将使地下水的pH值降低。当含水层中存在碳酸盐矿物时，它们将发生溶解，对水溶液的pH值产生缓冲作用，使污染晕中Ca²⁺、Mg²⁺的浓度增大。

图5-2-11 1983年Otis空军基地地下水中MBAS的平面（a）和剖面（b）分布

Robertson等（1998）对比了安大略省各种水文地球化学环境下，10个化粪池系统污染晕中磷酸根的迁移能力。其中，—P平均浓度的变化范围为0.03～4.9 mg/L，污染晕的延伸长度从1 m变化到70 m。这与此前人们的一般认识是矛盾的，通常认为磷酸根被强烈地吸附到了含水层固体表面上，对地下水不构成威胁。但这一观测结果表明磷酸根在地下水中的迁移可成为一个重要的问题，尤其当小型湖泊周围的住宅中具有独立化粪池系统时更是如此。Robertson等得出结论认为，磷酸根在包气带中通过矿物的沉淀作用发生了衰减，这些矿物主要是蓝铁矿（Fe₃（PO₄）₂· 8H₂O）、红 磷 铁 矿（FePO₄·2H₂O）及磷铝石（AlPO₄· 2H₂O）。水中磷酸根的平衡浓度受到了pH值的控制，在低pH值条件下的非钙质含水层中，磷酸根的浓度受矿物溶解度的控制而保持在一个很低的水平上.在中等pH值条件下（这主要是由于含水层中含有碳酸盐矿物而引起的），磷酸根的浓度可以很高。废水一旦到达潜水面，尤其是当含水层中的金属氧化物具有表面正电荷时，磷酸根含量的减少则主要是由含水层固体的吸附作用所控制的。由于吸附和沉淀作用的影响，磷酸根的迁移速度约为地下水的流速的二十分之一。氮、碳、氧、硫的稳定同位素在示踪化粪池系统污染晕及相关的地球化学转化作用中是非常有用的（Aravena等，1993；Aravena and Robertson，1998）。

图5-2-12 一个化粪池系统污染晕中心线处硝酸根浓度等值线剖面图

对化粪池系统致病细菌和病毒污染危害的评估，目前所作的研究工作还相对较少（Bitton and Gerba，1984；Bales等，1995；Canter and Knox，1985；Yates，1985）。很多微生物的分析和检测都比较困难且昂贵，当前所进行的研究工作主要集中在确定指示性微生物的迁移特征上，它能够间接地表明相应致病微生物的潜在迁移特性。大肠杆菌常被用作为指示性细菌，人类的肠道病毒以及大肠杆菌噬菌体（一种能够感染肠道大肠杆菌的病毒）常被用作为指示性病毒。

DeBorde等（1998）在研究美国蒙大拿州一个中学的化粪池系统时，阐述了其微生物的运移情况。该研究包括了对化粪池及污染晕中人类肠道病毒和大肠杆菌噬菌体的监测，以及在含水层中注入大肠杆菌噬菌体。虽然人类肠道病毒在化粪池和含水层中很少被检测到，但在观测孔中却一直能够检测到大肠杆菌噬菌体。尽管含水层具有强烈的吸附作用，但在距注水井30 m之外的观测孔中仍检测到了细菌。由于含水层性质的变化多种多样，因此对所有条件下致病微生物迁移的准确预测几乎是不可能的。

5.2.3.3 污水灌溉

来自污水处理厂的污水及污泥经常被用来灌溉或施肥，这种处理方法对地下水化学成分的影响与化粪池系统是类似的，但其在含水层中的影响范围要更大一些。用污水及污泥灌溉或施肥时对环境影响最大的污染物是硝酸根。如果场地下部具有好氧包气带，废物中的有机氮或铵将被氧化为硝酸根。在饱水带中，只要保持氧化性条件，硝酸根在迁移过程中将不发生任何转化作用。Spalding等（1993）研究了内布拉斯加州的一个场地，在这里，一块玉米田使用污泥进行施肥，从而在其下游方向形成了一个很大的硝酸根污染晕（图5-2-13）。浓度大于10 mg/L的的范围在地下水位之下延伸了大约15 m，尽管一细粒沉积物透镜体阻止了其进一步下渗。氮同位素分析证实氮的来源是动物排泄物。

地下水化学成分的其他变化是由于废物中的DOC引起的，若大量的DOC到达了潜水面，地下水中将发生氧的消耗作用。在以色列，人们在一块用废水灌溉的耕地之下达30 m深的含水层中发现了厌氧过程的存在（Ronen等，1987），在这种条件下，有机碳通过包气带的迁移过程将长达15年。在前述内布拉斯加州的场地中，DOC在含水层深部引起了反硝化作用发生。地下水中其他主要离子的浓度也随着硝酸根和DOC含量的增大而增加。污泥中金属的含量一般很大，但吸附和沉淀作用通常限制了它们在地下水中的迁移。

图5-2-13 使用污泥施肥形成的硝酸根污染晕