水环境保护章节复习重点(2015)

第一章水环境保护工作的主要任务与内容：①水环境的监测、调查与试验②对排入研究水体的污染源的排污情况进行预测，称污染负荷预测③建立水环境模拟预测数学模型④水环境质量评价⑤进行水环境保护规划⑥环境保护的最优化管理水体污染：水中存在的各种物质，其含量变化过程中，凡有可能引起水的功能降低而危害生态健康，尤其人类的生存与健康时，则称造成了水体污染。污染物：超过一定限度、造成了污染的水中的物质。水体污染物的分类：（按属性）物理性的、化学性的和生物性的，（污染来源分布状况）点源和非点源。点源：有固定的排放口，主要指工业废水和城镇生活污水。非点源：主要指来自流域广大面积上的降雨径流污染（面源污染：泥沙、农药、化肥等的污染，线源污染：航行的船舶的污染）纳污：污染物在水文循环中不断进入水体。自净：污染物随水体的运动不停地发生变化，自然地减少、消失或无害化。物理净化过程：污染物在水体中混合、稀释、沉淀、吸附、凝聚、向大气挥发和病菌死亡等物理作用下是水体污染浓度降低的现象。化学净化过程：污染物在水中由于分解与化合、氧化与还原、酸碱反应等化学作用下，致使污染浓度降低或毒性丧失的现象。生物净化过程：水体内的庞大的微生物群，在它们分泌的各种酶作用下，是污染物不断发生分解和转化为无害物质的现象。自净能力：水的污染物浓度自然降低而恢复到较清洁的能力。环境容量：自然情况下，对于一定水体，在满足环境质量标准下，允许有一个年最大纳污量。水环境保护生态工程措施：流域合作综合整治、清洁生产、水土保持、生态农业、水利工程、人工湿地技术和污水处理厂技术。清洁生产：既可满足人们的需要，又可合理地使用自然资源和能源，并保护环境的实用生产方法和措施。第二章水环境监测：通过适当的方法对影响环境质量的因素的代表值进行鉴定，从而确定水环境质量及其变化趋势。监测对象：受纳水体的水质监测（包括地表水，如江、河、湖、库、大海等）和水的污染源监测（包括工业废水、生活污水）；监测目的：为水环境研究、模拟、预测、评价、规划、管理和制定环境政策、标准等提供基础资料和依据。水环境监测程序：对监测区域有关水环境情况调查分析→监测断面、采样点优化布设→采样点的水样采集与保存→水样的环境指标测定→测定数据的整编与刊布水质监测指标的测试分析方法选择原则：方法成熟、准确，操作简便，抗干扰能力好，成果可靠。监测分析方法体系：①国家标准分析方法②统一分析方法③等效方法。地表水水样的采集：（表层水样）：用桶、瓶直接采样，一般将其沉至水面下0.3-0.5m处采集；（深层水样）：用带有重锤的采样器沉入水中指定的位置采集；（溶解气体的水样）：用双瓶采样器采样。水样的保存常用的容器材质：硼硅玻璃、聚乙烯、石英、聚四氟乙烯。保存水样的措施：①选择材质性能稳定的容器②控制水样的PH值③加入适宜的化学试剂④冷藏或冷冻第三章污染负荷量：某一水域某一时段内的输入污染物数量，其变化过程称为污染负荷过程。污染负荷预测目的：运用水环境数学模型，根据预测的污染负荷进一步计算受纳水体在设计条件下，BOD、COD、DO、TN、TP、温度、藻类等环境要素随时间、空间的变化，为优化水资源利用、水环境规划和管理方案提供依据。点源污染分为：生活污水和工业废水。影响点源污染负荷的因素：人口增长、工业产值、万元产值废水排放量、人均生活污水排放量、各种污染物浓度等。P46三种模型工业废水污染负荷：（工业生产过程中）排放的废水量和各种污染量，预测程序：根据一个地区的社会经济发展计划预计不同设计水平年的工业总产值及万元产值废水排放量，由此得到预测的工业废水排放量。污染物多少＝工业废水排放量*废水污染物浓度工业废水排放量预测：Qgt＝∑Vitdit（1—Pit）*10-4Qgt为某年地区第t年的工业废水排放量，万t/a；Vit为第t年该地区i行业的工业产值，万元/a；dit为第t年该地区i行业平均的万元工业产值废水排放量，t/万云，Pit为第t年该地区的i行业工业用水重复率，n为该地区第t年的工业行业数面源污染：流域面积范围上高度离散排放污染物的污染源所形成的污染。降雨径流污染负荷的形成过程：①降雨径流过程：是淋溶、冲刷污染物的动力，也是污染物的载体②产沙输沙过程：流失的泥沙本身就是一种很重要的污染物，同时还对其他污染物有强烈的吸附作用，使之随泥沙迁移③污染物随水流运动中的迁移转化过程。面源污染负荷预测进行步骤：①将研究区域按地形、地貌、土壤和土地利用情况划分为若干类型的单元区。②对每种类型选择代表小区，开展一定时间的降雨径流污染试验。③根据试验资料建立代表小区的降雨径流污染负荷计算模型。④将建立的各代表小区的计算模型应用于相应类型的单元区，计算研究区域的面源污染负荷。第四章污染物在水中的物理迁移过程：污染物随水流的输移与混合，受泥沙颗粒和底岸的吸附与解吸、沉淀与再悬浮，底泥中污染物的输运等。1.移流作用的输移河水移流运动（对流运动）：以时均流速为代表的水体质点的迁移运动2.分子扩散作用的输移扩散：由于物理量在空间上存在梯度使之在空间上趋于均化的物质迁移现象。分子扩散：水中污染物由于分子的物规则运动，从高浓度区向低浓度去的运动过程。3.紊动扩散作用的输移紊动扩散：紊流中涡旋的不规则运动引起的。4.离散（弥散）作用的输移流速在断面上的分布往往很不均匀的，岸边和底部较小，表面和中泓较大。由于移流和扩离散作用，废水排入河流后，在河流中出现三种不同混合状态的区段：①垂向混合河段：从排污口到下游污染物沿垂直（水深）方向达到混合均匀的断面所经历的区段。②横向混合河段：从垂向均匀混合断面到下游污染物在整个过水断面均匀混合的区段③纵向混合河段：横向混合河段之后的河段。吸附：水中溶解的污染物或胶状物，当与悬浮于水中的泥沙等固相物质接触或与河岸、河床接触时，将程度不同地被吸附在它们的表面，使水体中的污染浓度降低。解吸：被吸附的污染物，当水体条件（如流速、浓度、pH值、温度等）改变时，也可能又溶于水中，使水体的污染浓度增加。水中悬浮的泥沙既是一种污染物，也是可溶性污染物吸附剂，其沉淀与再悬浮对水环境变化具有重要影响。水中的有机物的好氧降解转化过程：在有溶解氧的条件下，水中有机污染物由于好氧微生物（主要是好氧菌）的作用被氧化分解而无机化，从而使有机污染得以净化。厌氧降解过程：水中缺乏溶解氧O2的情况下，有机污染物则在兼性厌氧菌和专性厌氧菌的作用下氧化分解和转化，最终达到无机化。水体的耗氧过程：⑴水中有机物BOD在被氧化过程中变为无机物，其耗氧量为CBOD，这是废水排入水体初期的主要耗氧过程。⑵水中氨氮继续硝化，转化为亚硝酸盐、硝酸盐过程中的耗氧，其耗氧量为NBOD。⑶河床底泥中的有机物在厌氧条件下发酵，分解为有机酸、甲烷、二氧化碳、氨、硫化氢等还原性气体，当它们逸出底泥迁移到水体后，有些被氧化，从而消耗水中的溶解氧。另外，底泥有机物在流速较大时发生再悬浮，将像水中的有机物一样耗氧。⑷水生生物，尤其藻类，由于呼吸作用而耗氧。⑸水中其他还原性物质引起的耗氧。⑹流出本水体的水流，将挟带一定的溶解氧输送到下游。水体溶解氧的补充来源：⑴水体与大气接触过程中，大气中的氧会源源不断地向水体扩散和溶解，称水体的大气复氧，是水体溶解氧的主要来源。⑵水中生长的光合型水生生物，主要是藻类，白天通过光合作用，吸收CO2，在合成含碳化合物的过程中放出氧，并溶于水中。⑶流入本水体的水流水中挟带的溶解氧，随水流带入本水体。溶解氧DO随流程x表现出的从下降到上升的变化过程线，称氧垂曲线。氧垂曲线的最低点，称临界点，这时的溶解氧浓度达到最小值，称临界溶解氧浓度OC；氧亏D达最大值，称临界氧亏Dc（=Os-OC）；起始断面到这里的距离，称临界距离xC。影响K1的主要因素：污水特性、pH值、水温、水力特征。（降解耗氧系数K1的大小实际上体现了水中耗氧微生物对有机物降解转化的速度，因此影响微生物的许多因素都会直接、间接地影响K1值）TOs6.31468式中：Os（饱和溶解氧浓度）以mg/L计；水温以℃计。)(1BALLInxuK式中K1为耗氧系数；u为河段平均流速；LA为上游A断面处（x=0）河水的BOD浓度；LB为距上游A断面x处河水的BOD浓度。DtDDLKDxDuDLKK112式中：K2为大气复氧系数；L为河段上、下断面平均的剩余BOD浓度；D为河段上、下断面平均氧亏；D为河段上、下断面的氧亏变化量；x为河段长；u为河段平均流速；t=x/u，为河段的流经时间。例题P86水质迁移转化基本过程：反映水体污染物在水中运动、变化基本规律的方程。QWC00)exp10uxKCC（式中W0为排污强度C0：上断面污染浓度C：下游浓度第五章同大气的热交换形式：辐射、蒸发、传导。湖、库温度分层判别与预测：在表面较浅的深度内，温度较高，且基本均匀，称表面同温层；在下部较深的范围内，水温低，稳定少变，也基本均匀，为下部同温层，也称底温层或滞温层；从上部同温层到下部同温层，中间有一个较短距离的水温由高变低的过渡层，温度沿垂向变化很大，称温跃层或斜温层。水环境数学模型：在水质迁移转化基本方程基础上，针对模拟预测的水环境要素的变化规律建立的一整套数学计算程序和方法。S-P模型（斯特里特—菲尔普斯）假定：①对于BOD，方程中的源漏项∑Si可只考虑好氧微生物参与的降解作用，并认为该反应符合一级反应动力学，即∑Si=—K1L;②对于DO，认为引起水体中溶解氧减少的原因，只是由于BOD降解所引起的，其减少速率与BOD降解速率相同；水体中的复氧速率与氧亏成正比，其源漏项可表达为)(21iOOKLKSS。富营养化：某些营养物质在湖泊、水库水体中积累过多，导致生物，特别是浮游生物（主要是藻类）异常增殖，使水环境严重恶化的过程。富营养化的最显著的特征是水面藻类（主要是蓝藻、绿藻）异常增殖，成片成团地覆盖在表面层。其中出现在湖面上的称为“水华”或“湖绽”，出现在海湾水面上的称为“赤潮”。富营养化的危害：富营养化程度严重的湖泊、水库，由于浮游植物和低级生物的大量繁殖，既恶化水体的感官性状，增加水利用的处理成本，又会引起水体短时间内缺氧，造成鱼类窒息死亡。此外，鱼类的排泄物及浮游植物的残骸等，与入湖泥沙不断堆积于湖底，易使湖泊变浅，日积月累，将转化为沼泽，从而加速湖泊衰亡过程。所以说，湖泊的富营养化，将影响湖泊资源的合理利用，尤其威胁到湖泊的寿命。治理富营养化措施：①从源头削减氮、磷负荷；②从水体内部加速氮、磷的转化和资源化；③引江灌湖，稀释氮、磷浓度，加速污染物的排除，抑制藻类生长等。第六章水环境是一个统一的整体，是由水体、底质和水生生物三部分组成。环境质量评价划分为回顾评价、现状评价和预断评价三种类型。环境质量回顾评价是指对区域过去一定历史时期的环境质量，根据历史资料进行回顾性的评价。通过回顾评价可以揭示出区域环境污染与环境质量的发展变化过程。环境质量现状评价是根据近三五年的环境监测资料进行的。通过这种形式的评价，可以阐明环境污染与环境质量的现状，为进行区域环境污染综合防治与管理等提供科学依据。环境质量预断评价又称环境影响评价，它是指对区域的开发活动（如土地利用方式的改变等）对环境质量带来的影响进行评价。水环境质量评价的程序：1水环境背景值调查；2确定水质监测及评价项目；3水质监测；4.确定评价标准；5分析与评价；6评价结论。污染物源：指对环境产生污染影响的污染物的来源，或污染物的发生源。污染源评价：在查明污染物排放地点、形式、数量和规律的基础上，综合考虑污染物毒性、危害和环境功能等因素，以潜在污染能力来表达区域内主要环境污染问题的方法。确定重点污染源：以污染源为单位，计算每个污染源各种污染物的等标污染负荷之和，这个和就是每个污染源的等标污染负荷。然后再计算每个污染源的等标污染负荷占总（全区域）等标污染负荷的百分比，这个百分比为每个污染源的等标污染负荷比。等标污染负荷比越大的污染源其影响越大，将调查区域内污染源的等标污染负荷比由大到小排队，然后由大到小计算累计污染负荷比，一般认为累计污染负荷比等于80％左右所包