第二讲水资源、水景观、水环境

第二讲水资源、水环境、水景观主要内容•地球上的水•水资源•水质与水质标准•水污染•水景观一、地球上的水地球上水的总量约有13.8亿立方公里，其中97.5％是海水，海水含有大量的矿物质盐类，不宜直接被人类使用。地球的淡水资源仅占其总水量的2.5%，而在这极少的淡水资源中，又有70%以上被冻结在南极和北极的冰盖中，加上难以利用的高山冰川和永冻积雪，有87%的淡水资源难以利用。人类真正能够利用的淡水资源是江河湖泊和地下水中的一部分，约占地球总水量的0.26%。全球淡水资源不仅短缺而且地区分布极不平衡。按地区分布，巴西、俄罗斯、加拿大、中国、美国、印度尼西亚、印度、哥伦比亚和刚果等9个国家的淡水资源占了世界淡水资源的60%。约占世界人口总数40%的80个国家和地区严重缺水。21世纪水资源正在变成一种宝贵的稀缺资源，水资源问题已不仅仅是资源问题，更成为关系到国家经济、社会可持续发展和长治久安的重大战略问题。1、地球上水的分布按空间分海洋水占96.5%，是主体陆地水大气水不到3%的水，存在于大气与陆地上咸水是主体，占97%淡水占2.53%（可利用的约占淡水的0.3%）水的性质分环境卫生学2005.6地球蕴水总量约14亿Km3，地球表面约有70%以上被水覆盖，所以，地球素有水的行星之称。3.5%海水96.5%海水淡水淡水地下水1.71%冰雪水1.74%湖泊水0.013%沼泽水0.0008%河水0.0002%大气水0.001%生物水0.0001%陆地水江河：更新快、循环周期短（１６天一周期）湖泊：洪水期调节洪峰，枯水期补给河流水冰川：固体水库潜水：第一个隔水层之上，无承压，更新快承压水：两个隔水层之间，承压水，更新慢地表水地下水基岩(岩浆岩)湖承压井自流井潜水位潜水井承压水隔水层潜水丰水期枯水期河水与潜水相互补给示意潜水面潜水面地下水位河流水、湖泊水、地下水之间具有：水源相互补给的关系。湖泊、水库具有调蓄作用环境卫生学2005.62.水循环（Watercirculation）自然界的水在太阳热力作用下发生形态变化，蒸发的水分随着气流运行而转移，遇冷凝结成云或以降水的形式到达地表，到达地表的水又重新蒸发、凝结、降落，这种循环过程持续不断，称之。海洋湖蒸发水汽输送地表径流地下径流降水降水蒸发植物蒸腾下渗水的自然循环自然界中的水并不是静止不动的。在太阳能及其他自然力的作用下,水的形态在不断发生变化,水还在地球的各个部分进行着无休止的运动。自然界的水循环环境卫生学2005.6水循环小循环仅在局部地区（陆地或海洋）完成的循环大循环自海洋蒸发的部分水汽，随气流转移至陆地上空，并以降水形式到达地面后，经过江河湖泊或渗入地下，再归入海洋的这种复杂的水循环。环境卫生学2005.6·图解江河湖海雨雪雹蒸气雨雪雹海水地下水蒸汽大循环示意图自然循环的意义1.促使陆地淡水资源不断更新2.促使物质迁移和能量转化3.影响全球气候、塑造地表形态地表形态也可通过地质作用来塑造，内力作用和外力作用共同形成了地球上各种丰富的地形水的社会循环形成－－由于人类的活动而不断地迁移转化,形成了水的社会循环概念－－水的社会循环是指人类为了满足生活和生产的需求,不断取用天然水体中的水,经过使用,一部分天然水被消耗,但绝大部分却变成生活污水和生产废水排放,重新进人天然水体比较－－与水的自然循环不同,在水的社会循环中,水的性质在不断地发生变化水的社会循环人类为了满足生活和生产的需求，不断取用天然水体中的水，经过使用，一部分天然水被消耗，但绝大部分却变成生活污水和生产废水排放，重新进入天然水体。在水的社会循环中，水的性质在不断地发生变化。另外生活污水和生产废水是形成水污染的主要根源，也是防治水污染的主要对象。二、水资源（一）几个水概念环境卫生学2005.6………………………………………………………………1、水体（waterbody）：地球表面水覆盖地段的自然综合体。包括水、水中溶解物、悬浮物、水生动物、植物、微生物及底泥。环境卫生学2005.62、生活饮用水(drinkingwater)（1）集中式供水单位直接供给居民的；（2）包括供居民饮用的饮水及生活用水（淘米、做饭、个人卫生等）；（3）饮用水是居民终生饮用的，与饮料水不同。环境卫生学2005.63、纯净水纯水是以市政自来水为原水，经初步净化、软化（视原水硬度而定），主要采用反渗透、电渗析、蒸馏等工艺使水中溶解的矿物质以及其他有害物质全部去除，其电导率小于10μs/cm2,浊度≤1度，即除水分子外，基本上没有其他化学成分。用于电子工业、航天工业的纯水其电导率小于5μs/cm2或更低，其商品名称为纯净水、太空水、蒸馏水等。净水是以市政自来水为原水通过吸附（多为活性炭或加入铜锌合金）、超滤（多用中空纤维膜或素烧瓷滤芯）以去除水中有害物质而保留原水的化学特征，即保留原水中的溶解性矿物质。环境卫生学2005.64、矿泉水(mineralwater)天然矿泉水是储存于地下深处自然涌出或人工揭露的未受污染且含有偏硅酸、锶、锌、溴等一种或多种微量元素达到限量值的泉水，经过过滤等工艺而成。它除含有上述特定的元素外，还含有较多的溶解性矿物质。人工矿化水是在纯水中加了某些微量元素，使其某一微量元素达到天然矿泉水的限量值。环境卫生学2005.65、安全饮用水(safedrinkingwater)符合我国饮用水卫生标准的水。环境卫生学2005.66、废水(wastewater)亦称污水。在人类生活及生产活动中,净水被使用后,其物理性质和化学性质都要发生变化,其水质受到了不同程度的污染,称之。环境卫生学2005.6●水体、饮用水、废水之间的关系：废水环境自净或人为处理水体饮用水使用后水质较好或处理后达标受到污染环境卫生学2005.6（二）水资源种类及其卫生学特征（3）悬浮物质(二)水资源及其卫生学特征水资源是指全球水量中对人类生存、发展可用的水量,主要指逐年可以得到更新的那部分淡水。溶解性物质胶体物质悬浮物质天然水所含物质人类利用的淡水资源可利用淡水资源河流水淡湖泊水浅层地下水占全球淡水总量的0.3%可供人类直接利用的淡水资源是十分有限的。地球上的淡水不足地球总水量3%，其中77.2%在于极地和高山上，22.5%深埋在地下和大气中，能直接取用的淡水仅占淡水总量的0.3%。环境卫生学2005.61、水资源种类降水（precipitation）由地表蒸发至大气的水汽随着气流传播各处，在特定条件下，遇冷凝结成高度分散的液态和固态的凝结物，并以雨、雪、雹等形式降落下来，统称为降水。地面水(surfacewater)降水在地面径流和汇集后形成的水体。地下水(undergroundwater)降水经土壤、地层渗透形成的水体。环境卫生学2005.6地层不透水层透水层由颗粒细小、致密的黏土及岩石构成由颗粒较大的沙、砾石组成,能渗水与存水环境卫生学2005.6地下水潜藏在地表与第一个不透水层之间的水。位于第一个不透水层以下的水。浅层地下水深层地下水由地表裂隙自行涌出的地下水。泉水环境卫生学2005.62、卫生学特征(1)水质较好，含矿物质少(2)水量无保证，受季节、地域影响较大(3)不同地区降水组成不同(4)能反映大气物质组成，易被污染降水卫生学特征环境卫生学2005.6（1）水质较软，含矿物质较少（2）浑浊度大，细菌含量高（3）水中溶解氧含量高(4)丰水期（一年中降水最多）时，水量最大枯水期（一年中降水最少）时，水量最小地面水卫生学特征环境卫生学2005.6(1)硬度较大，含矿物盐类较多(2)所含的溶解氧量较少(3)物理性状较好，细菌含量较少地下水卫生学特征环境卫生学2005.6（1）水质物理性状较好（2）细菌较地面少（3）水质较硬（4）溶解氧较低浅层地下水卫生学特征环境卫生学2005.6(1)透明无色，水温恒定(2)细菌数很少(3)盐类含量多，硬度大深层地下水卫生学特征常作为城镇或企业的集中式供水水源。泉水卫生学特征：与相应层的地下水相似。环境卫生学2005.6（1）生物体的重要组成成分（2）参与机体的物质代谢（3）调节体温（4）体液有良好的润滑作用（5）维持人体正常生理活动、生化代谢生理学意义（1）在农业上的基本用途—灌溉（2）在动力和工业方面的应用广泛。（3）广泛应用于交通运输事业应用性意义（一）有利作用（二）不利方面二、水的卫生学意义环境卫生学2005.63、我国水资源概况相对贫乏分布不均地球上的淡水总量仅为3500多万KM3，且分布不均。我国人均水资源占有量只有2500m3,约为世界人均水量的1/4,在世界排第110位。我国大部分地区的降水，因受太平洋的东南季风影响而形成季节性雨水。所以，在地理上出现东南多雨，西北干旱的地理性差异，致使90%的地面径流和70%的地下径流分布在面积不到全国50%的南方。我国的水资源现状我国淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，名列世界第四位。但是，我国的人均水资源量只有2300立方米，仅为世界平均水平的1/4，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。然而，中国又是世界上用水量最多的国家。仅2002年，全国淡水取用量达到5497亿立方米，大约占世界年取用量的13%，是美国1995年淡水供应量4700亿立方米的约1.2倍。中国从20世纪70年代以来就开始闹水荒，这不是危言耸听，而是客观存在的事实。80年代以来，中国的水荒由局部逐渐蔓延至全国，情势越来越严重，对农业和国民经济已经带来了严重影响。中国水资源南北分配的差异非常明显，长江流域及其以南地区人口占了中国的54％，但是水资源却占了81％。北方人口占46％，水资源只有19％。受大陆季风气候的影响，中国水资源在季节上分布极不均匀，在水资源缺乏的西北地区，十分有限的降雨又往往集中在夏季的三个月内是水资源紧张的情况更为加剧。1949～2002年，全国总用水量增加了4000多亿立方米，大约每10年增加1000亿立方米，年平均增加约100亿立方米。在省级行政区中，用水量大于400亿立方米的是新疆、江苏和广东，约占全国用水量的25.5％；工业用水占其总用水量30％以上的是上海、重庆、湖北和江苏。根据环境部门对全国河流、湖泊、水库的水质状况的监测，由于近年来工业废水和城镇生活污水的排放等原因，我国主要水系的水体都遭到了不同程度的污染。•北方资源性缺水！南方水质性缺水！中西部工程性缺水！环境卫生学2005.6三、水质的性状一）水体二）饮用水三）涉水产品A、水质的性状及评价指标B、水环境标准环境卫生学2005.6（一）物理性状指标1、水温地面水的温度随日照与气温而变化，地下水的温度较恒定。2、色清洁水无色。3、臭清洁水无臭。4、味清洁水无味。计量方法:相当于1mg铂在1L水中所具有的颜色，称为1度。环境卫生学2005.6（一）物理性状指标5、浑浊度水的浑浊度是悬浮于水中的胶体颗粒产生的散射现象。计量方法：1L水中含有相当于1mg标准硅藻土（主要成分是二氧化硅）所形成的浑浊状况，作为一个浑浊度单位，简称1度。环境卫生学2005.6（二）化学性状指标1、PH值天然水的PH值一般在7.2~8.5之间。2、总固体水样在一定温度下蒸发至干后的残留物总量，是水中溶解性固体与悬浮性固体的总称。水样经过滤后，再将滤液蒸干所得。水中不能通过滤器的固体物干重。分类(1)溶解性固体(2)悬浮性固体其含量主要取决于溶解在水中的矿物性盐类和溶解性有机物的多少。卫生学意义总固体=有机物＋无机物＋各种生物体总固体越少，水越清洁。当水被污染时，总固体增高。环境卫生学2005.6（二）化学性状指标3、硬度指溶于水的钙、镁等盐类的总量，以CaCO3(mg/L)表示。分类碳酸盐硬度非碳酸盐硬度钙、镁的重碳酸盐和碳酸盐钙、镁的硫酸盐、氯化物等暂时硬度永久硬度水经煮沸可去除的硬度水经煮沸不能去除的硬度第一种第二种环境卫生学2005.6（二）化学性状指标硬度卫生学意义硬度增高的危害（1）对不适应的人可引起暂时性肠道功能紊乱，如消化不良、腹泻等；（2）使茶变味，蔬菜鱼肉不易煮熟；（3）皮肤干燥、粗糙