水资源利用与保护4供水资源水质评价

第四章供水资源水质评价主要介绍:水质指标与水质分类、评价标准体系、评价方法；生活用水、工业用水、农田灌溉用水水质评价体系。第一节水质指标体系与天然水化学1.组成水中物质组分按其存在状态可分为三类：悬浮物、溶解物和胶体物质。①悬浮物是由大于分子尺寸的颗粒组成，它们靠浮力和粘滞力悬浮于水中。②溶解物质则由分子或离子组成，它们被水的分子结构所支承。③胶体物质则介于悬浮物质与溶解物质之间。溶解物质胶体物质悬浮物质10-9m10-6m第一节水质指标体系与天然水化学水质的定义：指水和其中所含的物质组分所共同表现的物理、化学和生物学的综合特性。水质指标：则表示水中物质的种类、成分和数量，是判断水质的具体衡量标准。1．物理性水质指标(1)感官物理性状指标，如温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度等。(2)其他的物理性水质指标，如总固体、悬浮固体、可沉固体、电导率(电阻率）2．化学性水质指标(1)一般的化学性水质指标，如pH、碱度、硬度、各种阳离子、各种阴离子、总含盐量、一般有机物质等。(2)有毒的化学性水质指标，如：各种重金属、氰化物、多环芳烃、卤代烃、各种农药等。(3)氧平衡指标，如溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、生物需氧量(BOD)、总需氧量(TOD)等。3.生物学水质指标一般包括细菌总数、总大肠菌数、各种病原细菌、病毒等。第二节生活饮用水与饮用水源水质量标准与评价随着人类生活水平和质量的提高，生活用水量增长幅度加大，用水水质的要求愈加严格。问题是，供水资源由于污染造成供水水质与生活用水质量之间的矛盾十分突出。生活用水主要有生活饮用水和生活杂用水两部分构成。饮用水:水源污染，“水质型”缺水问题的日趋严重，可供饮用的水资源量日趋减少，全面准确评价现有水资源质量，对于克服“水质型”缺水的矛盾具有积极意义。一、生活饮用水水质标准1.饮用水的水质量状况直接关系到人体健康，寻求安全与洁净的供水水源质量显得尤为重要。2.饮用水供水水源地勘察中，从生理感观、物理性质、溶解盐类含量、有毒成分及细菌成分等方面对水质进行全面评价是十分必要的。我国生活饮用水水质标准历史沿革（1）1954年我国卫生部拟订了一个自来水水质暂行标准草案，有16项指标，1955年5月在北京、天津、上海等十二个大城市试行，这是新中国成立后最早的一部管理生活饮用水的法规。（2）1959年经国家建设部和卫生部批准，定名为《生活饮用水卫生规程》。（3）1976年国家卫生部组织制定了我国第一个国家饮用水标准，共有23项指标，定名为《生活饮用水卫生标准》（编号为TJ20－76），经国家基本建设委员会和卫生部联合批准。（4）1985年卫生部对《生活饮用水卫生标准》进行了修订，指标增加至35项，编号改为GB5749－85，于1986年10月起在全国实施。（5）2006年12月29日卫生部正式发布了《生活饮用水卫生标准》（GB5749－2006），自2007年7月1日起实施.1、世界卫生组织规定的饮用水标准（WHO）2、生活饮用水标准（GB5749-2006）3、《生活饮用水卫生规范》（卫法监发[2001]161号）4、美国饮用水与健康咨询（U.S.EPA-1996）（第一类饮用水标准)我国与其他国家饮用水标准的比较饮用水水质评价1、水的物理性状评价2、水中普通盐类评价3、水中有毒物质的界定4、细菌学指标的限制1）水的物理性状评价2）水中普通盐类评价水中溶解的主要指水中的一些常见离子成分，如C1-、SO42-、HC03-、Ca2+、Mg2+、Na+、K+、Fe2+、Mn2+、I-、Sr2-、Be2+。3）水中有毒物质的限定水中的有毒物质种类很多、包括有机的和无机的。4）对细菌学指标的限制受生活污染的水中，常含有各种细菌、病原菌和寄生虫等，同时有机物质含量较高，这类水体对人体十分有害。①细菌总数，指水在相当于人体温度(37℃)下经24小时培养后，每毫升水中所含各种细菌的总个数。饮用水标准规定每毫升中细菌总数不得超过100个②大肠杆菌数，前饮用水标准中规定每升水中大肠杆菌不能超过3个，新标准为不得检出。中华人民共和国建设部制定适用于城乡集中或分散式生活饮用水的水源水质量(包括自备生活饮用水水源)的《生活饮用水水源水质标准》(CJ3020～93)，对生活饮用水水源的水质指标、水质分级、标准限值给出了明确的规定。二、饮用水水源水质量评价第三节工业用水质量评价锅炉用水工业用水中所占比重大一、锅炉用水的水质评价蒸汽锅炉中的水处在高温高压条件下，成垢作用、起泡作用和腐蚀作用等不良的化学作用，严重影响锅炉的正常使用。要防止的三种有害作用:成垢作用起泡作用腐蚀作用1成垢作用定义：水煮沸时，水中所含的一些离子、化合物可以相互作用而生成沉淀，依附于锅炉壁上形成锅垢，这种作用称为成垢作用。影响：影响传热，浪费燃料，而且易使金属炉壁过热熔化，引起锅炉爆炸。形成：锅垢的成分通常有CaO、CaCO3、CaSO4、CaSiO3、Mg(OH)2、MgSiO3、Al2O3，、Fe2O3及悬浮物质的沉渣等。这些物质是由溶解于水中的钙、镁盐类，胶体的SiO2、Al2O3、Fe2O3和悬浮物沉淀而成的。锅垢的评价公式如下：][118][400][51][7202232CaMgAlFeCSHH0——锅垢的总浓度，mg／L；S——悬浮物浓度，mg／L；C——胶体色度(SiO2+Fe203+A1203)，mg/L[Fe2+][Al3+]、[Mg2+]、[Ca2+]——离子浓度，mmol／L；][][]4[2][68][40][222KNaSOClMgSiOHn0HHKnn应采用硬垢系数对硬垢进行评价。其评价公式为：式中Kn——硬垢系数；Hn——硬垢总浓度，mg／L；[SiO2]——二氧化硅浓度，mg／L；硬垢系数垢石（硬垢）:主要碱土金属的硫酸盐，碳酸盐，硅酸盐。垢泥（软垢）:悬浊物及胶体物组成。1.定义：指水沸腾时产生大量气泡的作用。2.影响：如果气泡不能立即破裂，就会在水面以上形成很厚的极不稳定的泡沫层。泡沫太多时将使锅炉内水的汽化作用极不均匀和水位急剧升降，致使锅炉不能正常运转。3.原因：易溶解的钠盐、钾盐以及油脂和悬浊物受炉水的碱度作用发生皂化，胶体状悬浊物如磷酸钙、磷酸镁增强了气泡薄膜的稳固性。2起泡作用评价：起泡作用可起泡系数，起泡系数按钠、钾的含量计算：][78][62KNaF定义：水通过化学的、物理化学的或其他作用对材料的侵蚀破坏称为腐蚀作用。影响：腐蚀作用对锅炉的危害极大，它不仅能减少锅炉的使用寿命，尚有可能引发爆炸事故。3腐蚀作用原因：①与水中的溶解氧、硫化氢、游离二氧化碳、氨、氯等气体的含量有关；②与Cl-、SO42-等离子浓度有关；③与pH的大小有关。④锰盐、硫化铁、部分有机物及油脂等，皆可作为为接触剂而加强腐蚀作用。⑤温度增高后，炉中所产生的局部电流可促进腐蚀作用。⑥随着蒸汽压力的加大，水对铜的危害也随之加重，往往会在蒸汽机叶片上形成腐蚀。])[][2][2][2][3]([008.1323223HCOCOMgFeAlHKk])[][2(008.132HCOMgKk水的腐蚀可以按腐蚀系数，Kk进行定量评价。对酸性水对于碱性水：不同的工业部门对水质的要求各不相同，主要根据各个行业的水质标准要求来确定。硬度：肥皂、染料、酸、碱生产的工业不大适宜硬水妨碍纺织品着色，并使纤维变脆，皮革不坚固，糖类不结晶。亚硝酸盐：会使糖制品大量减产。铁、锰盐类：能使纸张、淀粉及糖出现色斑，影响产品质量。食品工业用水首先必须符合饮用水标准。二、其他工业用水水质评价三、农田灌溉用水水质评价灌溉用水的水质状况主要涉及水温、水的总溶解固体和溶解的盐类成分。人类活动的影响，水的污染状况，尤其是水中有毒有害物质含量对农作物及土壤的影响也不容忽视。农业用水，尤其是农业灌溉用水(占乡镇总需水量的近70％～80％)在供水中占据十分重要的地位。1农田灌溉水质标准《农田灌溉用水水质标准》(GB5084—2005)，作为农田灌溉用水水质评价的依据2农田灌溉用水水质评价水温应适宜，不超过35℃。水稻北方以10～15℃为宜，南方以15～25℃为宜水中所含盐类成分也是影响农作物生长和土壤结构的重要因素。NaHCO3，危害为最大，其次是氯化钠。近几年来水体的工业污染严重，灌溉水中有毒有害的微量金属等元素含量升高。本章完