水体的自净能力
广义的水体自净是指在物理、化学和生物作用下，受污染的水体逐渐自然净化，水质复原的过程；狭义的水体自净是指水体中微生物氧化分解有机污染物而使水体净化的作用。
水体自净可以发生在水中，如污染物在水中的稀释、扩散和水中生物化学分解等；可以发生在水与大气界面，如酚的挥发；也可以发生在水与水底间的界面，如水中污染物的沉淀、底泥吸附和底质中污染物的分解等。
自然界各种水体都具有一定的自净能力，这是由水自身的理化特征所决定的，同时也是自然界赋予人类的宝贵财富，如果我们能够科学有效地利用水的自净功能，就可以降低水体的污染程度，使有限的水资源发挥其最大的效益。
水体自净大致分为三类：即物理净化，化学净化和生物净化。它们同时发生，相互影响，共同作用。
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第一篇水质净化与水污染控制工程 引言 目前，水污染是环境污染问题中最为迫在眉睫的严重事件，直接威胁到工农业生产甚至人类的生存。因此，水环境工程学的发展最为各国重视，技术发展也最为迅速，可以说，它带动了其他各项技术的迅猛发展，使各学科发展成为一个科学整体。在我国，环境专业的高等教育中，水质净化与水污染治理是最为重要的教学内容。 问题的引入 ●水质如何净化，借助何种力量？ ●净化到何种程度？ ●水污染治理的技术是否有针对性？可有万能的水处理技术？ ●水处理技术有哪几种？ 第1篇教学内容： 水的物理化学处理方法★ 水的生物化学处理方法★ 水的深度处理与回用 第1章水质与水体自净（2学时） 本章教学内容： 水循环与水污染，水质指标，废水的成分与性质，水体自净，水处理的基本方法本章教学要求： (1)了解地球水资源状况，了解常用的水质标准，掌握常用的水质指标； (2)掌握水体自净的原理，了解水环境容量；掌握水和废水处理的基本原则和基本方法。本章教学重点： 水污染的分类、水质指标、水体自净、水处理的基本原则与方法 本章习题:P611, 19, 20, 22 1.1水环境 1.1.1 地球的水循环 我们生活的地球表面积的大约3/4都是水域，陆地面积仅占1/4左右，分布在欧亚大陆、非洲、北美洲、南美洲、澳洲等主要陆地和无数岛屿上。因此，水环境是我们生存环境中最重要的组成部分，研究水环境的意义也就不言而喻了。 地球上水的总量为1.386 x 109 km3，这一庞大的数字说明，水是地球及其丰富的自然资源。水能够以气态、固态和液态这三种基本形态存在于自然界之中，形成了地球水圈（Global hydrosphere），其储量分布情况如表1.1所示。
网络出版时间：2015-02-05 11:07 网络出版地址：https://www.doczj.com/doc/921435721.html,/kcms/detail/21.1135.X.20150205.1107.014.html 河流线型对河流自净能力的影响 何嘉辉1,2,潘伟斌1,2*,刘方照1,2 (1.华南理工大学环境与能源学院，广东广州510006； 2.广州市水资源与水环境行业工程技术研究中心，广东广州510006) 摘要：为研究河流线型对河流自净能力的影响，选取5条具有不同河流线型的河涌进行研究，以弯曲度和分形维数表征河流线型，以TP、NH3-N、NO2-N、NO3-N、COD cr、T OC、DOC、叶绿素（Chlorophyll）和蓝绿藻藻蓝蛋白（BGA-PC）等 9项水质指标沿程削减率表征河流自净能力，并分析各研究河段的悬浮微生物生物量和生物活性，探讨河流线型影响河流自净能 力的作用机制。结果表明，多项水质指标沿程削减率随河流线型蜿蜒程度的增加而提升。在直立式浆砌石挡墙河段，河流线型通 过提高悬浮微生物生物活性，进而增强河流自净能力，使TP、NH3-N、NO3-N、DOC、Chlorophyll和BGA-PC的沿程削减 率显著提升；而在格宾石笼挡墙河段，河流线型通过增加悬浮生物生物量和提高生物活性，进而增强河流自净能力，使NO2-N、 COD cr、TOC和DOC的沿程削减率显著提高。 关键词：河流线型；弯曲度；分形维数；自净能力 中图分类号： Influence of the River Linear Form on the River Self-purification Capacity. He Jiahui1,2, Pan W eibin1,2*, Liu Fangzhao1,2 （1. College of Environment and Energy, South China University of T echnology, Guangzhou 510006, China; 2. Engineering and Technology Research Centre of Guangzhou W ater Resource and W ater Environment, Guangzhou 510006, China） Abstract: 5 stream segments which have different river linear form were investigated to reveal the influence of the river linear form on the self-purification capacity of the river. The river linear form was characterized by sinuosity and fractal dimensions. In addition, characterization of river self-purification capacity was using along-path reduction rate of water quality indexes including TP、NH3-N、NO2-N、NO3-N、COD cr、TOC、DOC、Chlorophyll and Blue-green algae phycocyanin（BGA-PC）. Suspended microbe biomass and bioactivity was used to reveal the mechanism between river linear form and river self-purification. The results show that most of along-path reduction rate of water quality indexes are enhanced with the the increase meander of river linear form. In the stream segment which have the vertical masonry retaining wall river bank, river linear form affect river self-purification capacity by enhancing suspended microbe bioactivity, making significant changes to TP、NH3-N、NO3-N、DOC、Chlorophyll and BGA-PC reduction ration. On the other hand, in the stream segment which have the gabion retaining wall river bank, river linear form affect river self-purification capacity by increasing suspended microbe biomass and bioactivity, making improve significantly to NO2-N、COD cr、TOC and DOC reduction ration. Key words: river linear form; sinuosity; fractal dimensions; self-purification capacity 天然河流的线型通常是蜿蜒曲折的，在许多河流修复案例、河流健康评价体系以及水生生态系统的相关研究中，均将河流线型作为主要考虑因素[1-6]，但关于河流线型对河流自净能力影响的定量研究却少有报导[7,8]。 本研究通过分析具有不同河流线型河段的水质指标沿程削减率、悬浮微生物生物量和生物活性，探讨河流线 型对河流自净能力的影响，以期为河流生态化整治提供参考。 基金项目：广东省科技计划项目（2009B030801003）；中山市科技计划项目（20092A142） 作者简介：何嘉辉（1988-），男，硕士研究生，研究方向：生态工程与环境修复研究， E-mail：jiahui.he@https://www.doczj.com/doc/921435721.html, 通讯作者：潘伟斌，E-mail：ppwbpan@https://www.doczj.com/doc/921435721.html,
实验七水体自净程度的指标 各种形态氮的相互转化和氮循环的平衡变化是环境化学和生态系统研究的重要内容之一。水体中含氮类化合物的主要来源是生活污水和某些工业废水及农业面源。当水体受到含氮有机物污染时，其中的含氮化合物由于水中微生物和氧的作用，可逐步分解氧化为无机的氨(NH3)或铵(NH4+)、亚硝酸盐(NO2-)、硝酸盐(NO3-)等简单的无机氮化物。氨和铵中的氮称为氨氮(NH4+-N)；亚硝酸盐中的氮称为亚硝酸盐氮(NO2--N)；硝酸盐中的氮称为硝酸盐氮(NO3--N)。通常把氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮称为三氮。这几种形态氮的含量都可作为水质指标，分别代表有机氮转化为无机氮的各个不同阶段。在有氧条件下，氮产物的生物氧化分解一般按氨或铵、亚硝酸盐、硝酸盐的顺序进行，硝酸盐是氧化分解的最终产物。随着含氮化合物的逐步氧化分解，水体中的细菌和其它有机污染物也逐步分解破坏，因而达到水体的净化作用。 有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的相对含量，在一定程度上可以反映含氮有机物污染的时间长短，对了解水体污染历史以及分解趋势和水体自净状况等有很高的参考价值，见表7-1。目前应用较广的测定三氮方法是比色法，其中最常用的是：纳氏试剂比色法测定氨氮，盐酸萘乙二胺比色法测定亚硝酸盐氮，二磺酸酚比色法测定硝酸盐氮。 表7-1 水体中三氮检出的环境化学意义 NH3-N NO2--N NO3--N 三氮检出的环境化学意义 清洁水 + - - 表示水体受到新近污染 + + - 水体受到污染不久，且正在分解中 - + - 污染物已分解，但未完全自净 - + + 污染物已基本分解完全，但未自净 - - + 污染物已无机化，水体已基本自净 + - + 有新的污染，在此前的污染已基本自净 + + + 以前受到污染，正在自净过程，且又有新 的污染
水体的自净作用及自净过程 自然环境包括水环境对污染物质都具有一定的承受能力，即所谓环境容量。水体能够在其环境容量的范围内，经过水体的物理、化学和生物的作用，使排入污染物质的浓度和毒性随时间的推移，在向下游流动的过程中自然降低，称之为水体的自净作用。也可简单地说，水体受到污染后，靠自然能力逐渐变洁的过程称为水体的自净。 水体的自净过程很复杂，按其机理划分有： （1）物理过程。其中包括稀释、混合、扩散、挥发、沉淀等过程。水体中的污染物质在这一系列的作用下，其浓度得以降低。稀释和混合作用是水环境中极普遍的现象，又是比较复杂的一项过程，它在水体自净中起着重要的作用。 （2）化学及物理化学过程。污染物质通过氧化、还原、吸附、凝聚、中和等反应使其浓度降低。 （3）生物化学过程。污染物质中的有机物，由于水体中微生物的代谢活动而被分解、氧化并转化为无害、稳定的无机物，从而使浓度降低。 总之，水体的自净作用包含着十分广泛的内容，任何水体的自净作用又常是相互交织在一起的，物理过程、化学和物化过程及生物化学过程常常是同时同地产生，相互影响，其中常以生物自净过程为主，生物体在水体自净作用中是最活跃、最积极的因素。例如：河流对污染物的净化过程大致如下：当污染物质排入河流后，首先被流水混合、稀释扩散，比水重的粒子即沉降堆集在河床上；接着可氧化的物质被水中的氧所氧化；有机物质通过水中微生物的作用进行生物化学的氧化分解还原成无机物质；与此同时，河流表面又不断地从大气获得氧气，补充水中被消耗掉的溶解氧；阳光可以杀死病原微生物；…。这样经过一段时间，河水流到一定距离后就恢复到原来的“清洁”状态。水的自净能力与水体的水量、流速等因素有关。水量大、流速快，水的自净能力就强。但是，水对有机氯农药、合成洗涤剂、多氯联苯等物质以及其它难于降解的有机化合物、重金属、放射性物质等的自净能力是及其有限的。
第七章 1、什么是水体自净？怎样理解水环境容量？怎样理解水污染的概念？ (1)水体能够在其环境容量的范围以内，通过物理、化学、生物的作用，使排入的污染物质 的浓度和毒性随着时间的推移在向下游流动的过程中自然降低，称为水体的自净作用。 (2)自然环境包括水环境对污染物质都具有一定的承受能力，既所谓的环境容量。 (3)水污染是指排入水体的污染物在数量上超过该物质在水体中的本底含量和水体的环境 容量，从而导致了水体的物理特征、化学特征和生物特征发生不良变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用。 2、水体的主要污染物及其危害？ （1）点污染源：生活污水和工业废水。（2）面污染源（3危害：引起急性或慢性中毒、致癌作用、发生以水为媒介的传染病、间接影响。 3、水体的主要污染物有那些？污水的水质指标包括那些内容？ （1）悬浮物、耗氧有机物、植物性营养物、重金属、难降解有机物、酸碱污染、石油类、放射性物质、热污染、病原体。 4、水污染防治对策有那些？效果如何？ （1）“防”，污染源的控制、，减少污染物的排放 （2）“治”，废水无害化 （3）“管”，管理控制对策 5、污水处理技术包括那些类型 废水的物理处理法、废水的化学处理法、废水的生物处理法 6、大气污染源有哪几种？主要污染物有那些？ （1）生活污染源、工业污染源、交通污染源 （2）颗粒污染物、气态污染物 7、在大气污染治理中，对颗粒物的治理方式有那些？ 可以通过改变燃料结构、改进燃烧方式、安装除尘装置 8、治理气态污染物的主要方式有那些？
SO2和NO X的治理、汽车尾气的治理 9、汽车尾气污染与气态污染物的异同？常用的治理方式有那些？ 10、全球气候变暖的主要因素是什么？其主要的危害是什么？ 主要是CO2的增加。主要危害：危害自然生态系统、威胁人类的食品供应和居住环境。 11、酸雨的主要类型是哪些？它产生的原因与主要危害是什么？ （1）主要有硫酸型酸雨和硝酸型酸雨 （2）主要是工业排放大量的二氧化硫和氮氧化物。危害有：危害生态系统、对森林造成危害、对植物的影响、对建筑物的影响、对人身体健康的影响。 12、臭氧层破坏的主要因素是什么？臭氧层空洞的存在会带来什么后果？ （1）主要是人造化工制品氟氯烃和哈龙污染大气的结果。 （2）打乱自然界中的食物链和食物网，导致生物物种灭绝，产生粮食危机，还会使全球变暖，影响人类的居住环境。 13、固体废物的定义是什么？它具有什么样的特性？ （1）是指在社会生产、流通、和消费等一系列活动中产生的，在一定时间和地点无法利用而被丢弃的污染环境的固体半固体废弃物质。 （2）污染土壤、污染水体、污染大气、影响环境卫生和景观 14、固体废物的污染途径与水、气污染有什么不同？ 15、什么是固体废物的综合防治原则？如何处理它们之间的关系？ 减量化、资源化、无害化 16、一般的固体废物处理处置技术有那些？它与最终处置技术是否一样？ 预处理、固化处理、热化学处理、生物处理技术 最终处理包括陆地处理和海洋处理 17、什么是危险废物？如何理解《巴塞尔公约》与危险废物之间的关系？
水污染常规分析指标是什么? 水污染常规分析指标主要有： (1)臭味，是判断水质优劣的感官指标之一，清洁水是无臭的，受到污染后才产生臭味。 (2)水温，是水体一项物理指标。水体水温升高．表明受到新污染源的污染。 (3)浑浊度．地面水浑浊主要是泥土、有机物、微生物等物质造成的。浑浊度升高表明水体受到胶体物质污染。我国规定饮用水的浑浊度不得超过5度。 (4)pH值，是水中氢离子活度的负对数，pH值为7表示水为中性，大于7 的水呈碱性，小于7的水呈酸性。清洁天然水的pH值为6．5—8．5，PH值异常，表示水体受到酸碱性的污染。 (5)电导率，是测定水中盐类含量的一个相对指标。溶解在水中的各种盐类都是以离子状态存在的，因此具有导电性，所以导电率的大小反映出水中可溶性盐类含量的多少。 (6)溶解性固体．主要是溶于水中的盐类，也包括溶于水中的有机物、能穿透过滤器的胶体和微生物，因此溶解性固体的大小反映上述物质溶于水中的多少。 (7)悬浮性固体，包括不溶于水的淤泥、粘土、有机物、微生物等细微物质。悬浮物的直径一般在2mm以下。它是造成水质浑浊的主要来源，是衡量水体污染程度的指标之一。 (8)总氮，是水中台有机氯、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氯的总量，简称总氮，主要反映水体受污染的程度。 (9)总有机碳(TCO)．是指溶解于水中的有机物总量，折合成碳计算。总有机碳含量是反映废水中有机物总量，是水体污染程度的重要指标。
(10)溶解氧(DO)，是评价水体自净能力的指标。溶解氧含量较高，表示水体自净能力强；反之表示水体中污染物不易被氧化分解，此时厌氧性菌类就会大量繁殖，使水质变臭。 (11)生化需氧量或生化耗氧量(一般指五日生化学需氧量)BOD，水中有机物在微生物作用下，进行生物氧化，从而消耗了水中的氧。因此生化需氧量的大小能反映水体中有机物质含量的多少、说明水体受有机物污染的程度。 (12)化学需氧量(COD)，是指用化学氧化剂氧化水中需氧污染物质时所消耗的氧量，主要反映水体受有机物污染的程度。COD数值越大，说明水体受污染越严重。 (13)细菌总数，反映水体受到生物性污染的程度。细菌总数增多表示水体的污染状况恶化。 (14)大肠菌群，是表示水体受人畜粪便污染的程度。大肠菌群越高，水体污染越重。我国生活饮用水水质卫生标准规定大肠菌指数每升水不得大于3个。 什么叫化学需氧量（COD）？ 所谓化学需氧量（COD），是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。但主要的是有机物。因此，化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。化学需氧量（COD）的测定，随着测定水样中还原性物质以及测定方法的不同，其测定值也有不同。目前应用最普遍的是酸性高锰酸钾氧化法与重铬酸钾氧化法。高锰酸钾（KMnO4）法，氧化率较低，但比较简便，在测定水样中有机物含量的相对比较值时，可以采用。重铬酸钾（K2Cr2O7）法，氧化率高，再现性好，适用于测定水样中有机物的总量。有机物对工业水系统的危害很大。含有大量的有机物的水在通过除盐系统时会污染离子交换树脂，特别容易污染阴离子交换树脂，使树脂交换能力降低。有机物在经过预处理时（混凝、澄清和过滤），约可减少50%，但在除盐系统中
浅析河流水体自净能力 摘要：分析了河流自净过程，并综述了影响水体自净能力的因素，主要包括：污染物质种类与性质、水体性质、水生生物、水中的溶解氧、其他环境因素；同时还阐述了河水体自净能力定性分析，主要包括物理自净能力、化学自净能力和生物自净能力。 关键词：水体污染自净能力 河流作为最终的陆源污染物排放途径，具有一定的自然净化功能。它可以通过稀释、降解、转化和运移，使一部分污染物无害化或降低负荷，对保护陆地生态环境和减少人类治污压力有积极作用。如何正确地评价河流的自净能力，合理地制定排污方案，对水资源和水环境保护有重要意义。 一、影响水体自净能力的因素 水体自净是一个比较复杂的过程[1]，影响自净能力的因素很多且相互联系，这些因素主要有以下几个方面： 1.污染物质种类与性质 有些污染物质易于分解，有的则难于分解。有的易受微生物分解，有的不易微生物分解，有的在好氧条件下易分解，有的在厌氧条件下易分解。例如合成洗涤剂、有机农药（DDT、六六六）、多氯联苯等合成有机化合物，化学稳定性极高，在自然界需要十年以上时间才能完成分解，可以成为环境中长期存在的污染物质，它们可以随着水的循环过程在地球上蔓延、积累。 2.水体性质 水体水温、流量、流速、含沙量都对水体自净作用有很多影响。流量大、流速高易于稀释扩散。含沙浓度与污染物质有一定关系。 3.水生生物 水生生物的种类和数量与自净有密切关系，能分解污染物的微生物多，则自净速度快。 4.水中的溶解氧 水中溶解氧含量与自净作用关系密切，水体的自净过程也就是复氧过程[2]。水体在未纳污以前，河内溶解氧是充足的，当受到污染后，由于有机物聚增，好氧分解剧烈，耗氧超过溶氧，河水中溶解氧降低。如果水体复氧速度较快，水质将会较快由坏变好。水中氧的补给受到水面和大气之间条件影响，如水面形态，水流方式、大气与水中的氧气分压，大气与水体的水温等。 5.其他环境因素 太阳光照条件也是一个影响因素，紫外线能使水中污染物迅速分解，太阳光可以促使浮游植物与水生植物光合作用，改变溶解氧条件。不同的底质影响底栖生物的种类与数量，从而影响污染物质的分解。 水体的自净作用常以生物自净过程为主，生物体在水体自净作用中是最活跃、最积极的因素。但是，水对有机氯农药、合成洗涤剂、多氯联苯等物质以及其它难于降解的有机化合物、重金属、放射性物质等的自净能力是极有限的。 二、河流水体自净能力定性分析 1.物理自净能力 物理自净是指污染物在水体中通过混合、稀释、扩散、挥发、沉淀等作用，使水体得到一定程度净化的过程。物理自净能力的强弱取决于污染物自身的物理
环保工程师考试辅导：河流污染与自净（6） 2.河流的生化自净和氧垂曲线模型 有机污染物进入水体后在微生物作用下逐渐氧化分解为无机物质，从而使有机污染物的浓度大大减少的过程就是水体的生化自净作用。 生化自净作用需要消耗水中的溶解氧，所消耗的氧如得不到及时的补充，生化自净过程就要停止，水体水质就要恶化。因此，生化自净过程实际上包括了氧的消耗（耗氧）和氧的补充（复氧）两方面的作用。 氧的消耗过程主要决定于排入水体的有机污染质的数量，也要考虑排入水体中氨氮的数量，以及废水中无机性还原物质（如S O32-）的数量。氧的补充和恢复一般有以下两个途径：①大气中的氧向含氧不足（低于饱和溶解氧）的水体扩散，使水体中的溶解氧增加；②水生植物在阳光照射下进行光合作用放出氧气。 水体中有机污染物的种类繁多，不同污染物的毒性和危害也各不相同，因此，不能仅用水体中某一种或几种有机污染物的浓度大小来评价水体的污染程度，为此，在前一章中提出可以用一些综合的水质指标，如生化需氧量B O D等来反映水体受有机物质污染的水平。B O D值
越高，说明水中有机污染物越多。因此，水体中有机污染物的生化自净过程，可以用水体的B O D值随时间的衰减变化规律来反映。 若不考虑硝化作用、底泥的分解、水生植物的光合作用及有机物的沉降作用等，而将有机污染物的自净衰减过程简化为仅由好氧微生物参加的生化降解反应，并且认为这种反应符合一级反应动力学，那么： 河流接受有机废水后，从受污点至下游各断面的累积耗氧量曲线、累积复氧量曲线和亏氧变化曲线（氧垂曲线）。受污染前，河水中的溶解氧几乎饱和，亏氧接近于零。在受到污染后，开始时河水中的有机物大量增加，好氧分解剧烈，耗氧速率超过复氧速率，河水中的溶解氧下降，亏氧量增加。 随着有机物因分解而减少，耗氧速率逐渐减慢，终于等于复氧速率，河水中的溶解氧达到最低点（相当于图7-2中氧垂曲线的最缺氧点，即临界点）。接着，耗氧速率低于复氧速率，河水溶解氧逐渐回升。最后，河水溶解氧恢复或接近饱和状态。当有机物污染程度超过河流的自净能力时，河流将出现无氧河段，这时开始厌氧分解，河水出现黑色，产生臭气，河流的氧垂曲线发生中
污水常用指标含义： 1、PH值 一般来讲，PH值测量就是用来确定某种溶液的酸碱度。在水中加入酸，水的酸度便会提高，而PH值降低；在水中加入碱，水的碱度便会提高，而PH值升高。PH值是用来表示酸碱度的单位。2、化学需氧量（COD） 化学需氧量（COD）指在一定条件下，水中的有机物与强氧化剂重铬酸钾作用时所消耗的氧的量。用重铬酸钾作为氧化剂时，水中的有机物几乎可以全部被氧化，这时氧消耗量即称化学需氧量，简称COD。化学需氧量的优点是能够更精确地表示污水中有机物的含量，并且测定时间短，不受水质的限制。缺点是不能像BOD那样表示出微生物氧化的有机物量。另外还有部分无机物也被氧化，并非全部代表有机物含量。COD通常以每升水所消耗氧的量来表示，单位为mg/L。 3、生物化学需氧量（BOD） 生物化学需氧量（BOD）是一个反映水中可生物降解的含碳有机物的含量及排到水体后所产生的耗氧影响指标。它指在有氧的条件下，由于微生物的活动，将水中的有机物氧化分解所消耗的氧的量，称生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand），简称BOD。BOD越高，表示污水中可生物降解的有机物越多。通常是指在20温度下，经5天培养后所消耗的溶解氧的量，用BOD5表示，BOD5 常用来表示可被微生物分解的有机物的含量。单位为mg/L。 4、溶解氧（DO） 溶解氧是指溶解在水里氧的量，通常记作DO，用每升水里氧气的毫克数表示。水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标。它跟空气里氧的分压、大气压、水温和水质有密切的关系。在20℃、100kPa下，纯水里大约溶解氧9mg/L。有些有机化合物在好氧菌作用下发生生物降解，要消耗水里的溶解氧。当水中的溶解氧值降到5mg/L时，一些鱼类的呼吸就发生困难。水里的溶解氧由于空气里氧气的溶入及绿色水生植物的光合作用会不断得到补充。但当水体受到有机物污染，耗氧严重，溶解氧得不到及时补充，水体中的厌氧菌就会很快繁殖，有机物因腐败而使水体变 黑、发臭。 5、悬浮物（SS） 水中未溶解的非胶态的固体物质，在条件适宜时可以沉淀。悬浮固体分为有机性和无机性两类，反映污水汇入水体后将发生的淤积情况，其含量的单位为mg/L。因悬浮固体在污水中肉眼可见，
第一章水质与水体自净 1-1名词解释 水污染：水体因接受过多的污染物而导致水体的物理特征、化学特征和生物特征发生不良变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用，该状态为“水体污染”。 水质：水与其中所含的杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合特性。 水质指标：水中杂质的种类、成分和数量，是判断水质的具体衡量标准。 水质标准：由国家或政府部门正式颁布的有关水质的统一规定。 水环境容量：一定水体在规定的环境目标下所能容纳污染物质的最大负荷量。 水体自净：进入水体的污染物通过物理、化学和生物等方面的作用，使污染物的浓度逐渐降低，经过一段时间后，水体将恢复到受污染前的状态。这一现象为“水体自净作用”。 水体污染物：凡使水体的水质、生物质、底泥质量恶化的各种物质均称为“水体污染物”。 COD：在一定严格的条件下，水中各种有机物与外加的强氧化作用时所消耗的氧化剂量。 BOD：在水体中有氧的条件下，微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的溶解氧量。 总固体：水中所有残渣的总和。（在一定温度下，将水样蒸发至干时所残余的固体物质总量。） 1-2试区别悬浮固体和可沉固体，区别悬浮固体和浑浊度。它们的测定结果一般如何表示？ 如果对水样进行过滤操作，将滤渣在103～105℃下烘干后的重量就是悬浮固体，结果以mg/L计。 而可沉固体是指将1L水样在一锥形玻璃筒内静置1h后所沉下的悬浮物质数量，结果用mL/L来表示。 浑浊度是指水中不溶解物质对光线透过时所产生的阻碍程度。一般来说，水中的不溶解物质越多，浑浊度也越高，但两者之间并没有固定的定量关系。因为浑浊度是一种光学效应，它的大小不仅与不溶解物质的数量、浓度有关，而且还与这些不溶解物质的颗粒尺寸、形状和折射指数等性质有关。将蒸馏水中含有1mg/L的SiO2称为1个浑浊度单位或1度。由此测得的浑浊度称为杰克逊浊度单位（JTU）。 1-3取某水样250mL置于空重为54.342 6 g的古氏坩埚中，经过滤、105℃烘干、冷却后称其质量为54.3998 g，再移至600℃炉内灼烧，冷却后称其质量为54.362 2 g。试求此水样的悬浮固体和挥发性悬浮固体量。 解：悬浮固体228.8mg/L；挥发性悬浮固体量150.4mg/L。 1-6取某水样100ml，加酚酞指示剂，用0.100 0 mol/L HCl溶液滴定至终点消耗盐酸溶液1.40 ml。另取此水样100 ml，以甲基橙作指示剂，用此盐酸溶液滴定至终点用去6.60 ml。试计算此水样的总碱度及各致碱阴离子的含量（结果以mmol/L计）。 解：总碱度6.60mmol/L（酚酞碱度1.40mmol/L）； [OH-]0mmol/L；[HCO3-]1.4mmol/L；[CO32-]3.8mmol/L。 1-7取水样100 ml 用0.100 0 mol/L HCl溶液测其碱度。现以酚酞作指示剂，消耗了HCl溶液0.20 ml，接着再加甲基橙作指示剂，又消耗了3.40 ml。试求该水样的总碱度和各种致碱阴离子的含量（结果以mmol/L 计） 解：总碱度3.60mmol/L（酚酞碱度0.20mmol/L）；
水体自净程度的指标 背景资料 各种形态的氮相互转化和氮循环的平衡变化是环境化学和生态系统研究的重要内容之一。水体中氮产物的主要来源是生活污水和某些工业废水及农业面源。当水体受到含氮有机物污染时，其中的含氮化合物由于水中微生物和氧的作用，可以逐步分解氧化为无机的氨(NH3)或铵(NH4+)、亚硝酸盐(NO2-)、硝酸盐(NO3-)等简单的无机氮化物。氨和铵中的氮称为氨氮；亚硝酸盐中的氮称为亚硝酸盐氮；硝酸盐中的氮称为硝酸盐氮。通常把氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮称为三氮。这几种形态氮的含量都可以作为水质指标，分别代表有机氮转化为无机氮的各个不同阶段。在有氧条件下，氮产物的生物氧化分解一般按氨或铵、亚硝酸盐、硝酸盐的顺序进行，硝酸盐是氧化分解的最终产物。随着含氮化合物的逐步氧化分解，水体中的细菌和其它有机污染物也逐步分解破坏，因而达到水体的净化作用。 有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的相对含量，在一定程度上可以反映含氮有机物污染的时间长短，对了解水体污染历史以及分解趋势和水体自净状况等有很高的参考价值，见表6-1。目前应用较广的测定三氮方法是比色法，其中最常用的是：纳氏试剂比色法测定氨氮，盐酸萘乙二胺比色法测定亚硝酸盐氮，二磺酸酚比色法测定硝酸盐氮。
表6-1 水体中三氮检出的环境化学意义 NH3—N NO2—N NO3—N 三氮检出的环境化学意义- - - 清洁水 + - - 表示水体受到新近污染 + + - 水体受到污染不久，且正在分解中 - + - 污染物已正在分解，但未完全自净 - + + 污染物已基本分解完全，但未自净 - - + 污染物已无机化，水体已基本自净 + - + 有新的污染，在此前的污染物已基本自净 + + + 以前受到污染，正在自净过程，且又有新的污染物 一、实验目的 1. 掌握测定三氮的基本原理和方法。 2. 了解测定三氮对环境化学研究的作用和意义。 二、仪器 (1) 玻璃蒸馏装置。 (2) 分光光度计。 (3) 电炉：220V/1KW。 (4) 比色管：50mL。 (5) 移液管：1mL、2mL、5mL，10mL，25mL。容量瓶：250mL。 三、实验步骤 （一）氨氮的测定——纳氏试剂比色法 1. 原理
水的自净能力 一、简介： 污染物投入水体后，使水环境受到污染。污水排入水体后，一方面对水体产生污染，另一方面水体本身有一定的净化污水的能力，即经过水体的物理、化学与生物的作用，使污水中污染物的浓度得以降低，经过一段时间后，水体往往能恢复到受污染前的状态，并在微生物的作用下进行分解，从而使水体由不洁恢复为清洁，这一过程称为水体的自净过程(self-Purification of water body) 。 污染物投入水体后，使水环境受到污染。污水排入水体后，一方面对水体产生污染，另一方面水体本身有一定的净化污水的能力，即经过水体的物理、化学与生物的作用，使污水中污染物的浓度得以降低，经过一段时间后，水体往往能恢复到受污染前的状态，并在微生物的作用下进行分解，从而使水体由不洁恢复为清洁，这一过程称为水体的自净过程(self-Purification of water body) 。 有机的自净过程，一般分为三个阶段。第一阶段是易被氧化的有机物所进行的化学氧化分解。该阶段在污染物进入水体以后数小时之内即可完成。第二阶段是有机物在水中微生物作用下的生物化学氧化分解。该阶段持续时间的长短随水温、有机物浓度、微生物种类与数量等而不同。一般要延续数天，但被生物化学氧化的物质一般在5天内可全部完成。第三阶段是含氮有机物的硝化过程。这个过程最慢，一般要持续一个月左右。 二、特征： 废水或污染物一旦进入水体后，就开始了自净过程。该过程由弱到强，直到趋于恒定，使水质逐渐恢复到正常水平。全过程的特征是： 1）进入水体中的污染物，在连续的自净过程中，总的趋势是浓度逐渐下降。 2）大多数有毒污染物经各种物理、化学和生物作用，转变为低毒或无毒化合物。 3）重金属一类污染物，从溶解状态被吸附或转变为不溶性化合物，沉淀后进入底泥。 4）复杂的有机物，如碳水化合物，脂肪和蛋白质等，不论在溶解氧富裕或缺氧条件下，都能被微生物利用和分解。先降解为较简单的有机物，再进一步分解为二氧化碳和水。 5）不稳定的污染物在自净过程中转变为稳定的化合物。如氨转变为亚硝酸盐，再氧化为硝酸盐。 6）在自净过程的初期，水中溶解氧数量急剧下降，到达最低点后又缓慢上升，逐渐恢复到正常水平。 7）进入水体的大量污染物，如果是有毒的，则生物不能栖息，如不逃避就要死亡，水中生物种类和个体数量就要随之大量减少。随着自净过程的进行，有毒物质浓度或数量下降，生物种类和个体数量也逐渐随之回升，最终趋于正常的生物分布。进入水体的大量污染物中，如果含有机物过高，那么微生物就可以利用丰富的有机物为食料而迅速的繁殖，溶解氧随之减少。随着自净过程的进行，使纤毛虫之类的原生动物有条件取食于细菌，则细菌数量又随之减少；而纤毛虫又被轮虫、甲壳类吞食，使后者成为优势种群。有机物分解所生成的大量无机营养成分，如氮、磷等，使藻类生长旺盛，藻类旺盛又使鱼、贝类动物随之繁殖起来。 三、实现方式： 水体自净主要通过三方面作用来实现。 1、物理作用 物理作用包括可沉性固体逐渐下沉，悬浮物、胶体和溶解性污染物稀释混合，浓度逐渐降低。其中稀释作用是一项重要的物理净化过程。 2、化学作用 污染物质由于氧化、还原、酸碱反应、分解、化合、吸附和凝聚等作用而使污染物质的
1.三类水体中各项浓度指标限值如下 溶解氧（DO）：空气中的分子态氧溶解在水中称为溶解氧，水里的溶解氧被消耗，要恢复到初始状态，所需时间短，说明该水体的自净能力强，或者说水体污染不严重。否则说明水体污染严重，自净能力弱，甚至失去自净能力。 高锰酸盐指数(CODMn)：CODmn是指在分析水样时采用的高锰酸盐试剂所测出来的一个值，CODmn一般用于自来水，地表水、地下水水质化验。 化学需氧量（CODcr）：是指以化学氧化物质将水体中可氧化物质氧化，然后根据残留的氮化物的量测定出消耗掉氧的量，是水质污染的重要标准。 五日生化需氧量（BOD5）：有机质生物氧化是一个缓慢的过程，需要
很长时间才能终结。因此，各国都规定统一采用5日、20摄氏度作为生物化学需氧量测定的标准条件，以便作相对比较，这样测得的生物化学需氧量记作BOD5(20 ℃），或只写BOD5。 氨氮（NH3-N）：工业污水、生活污水中都含有NH3-N。环评中NH3-N，一般分为现有环境水(废水)中中氨氮含量指标和项目投产后排放废水中中氨氮含量指标。如果环评项目投产后排放废水中氨氮含量指标高，就涉及到上污水处理设施，增加投资。 以上几种物质之间的联系密切，第三四位物质相互影响。 2 中国主要河流水质状况统计表如下 从表中有中国主要河流中珠江，长江水质较好1,2类水质所占比
重较大，这两条河的主要污染物均为无。而黄河淮河的形势这不容乐观，水质主要是3,4类，最差的是海河和辽河的水质，5类水质占了很大一部分！ 养生经典语录 1、人生最大的财富是希望，人生最大的资本是健康。人生最大的幸福是快乐，人生最大的幸运是平安！物质是健康的基础，精神是健康的支柱，运动是健康源泉，科学是健康的法宝，健商是健康的保证。 2、观念比能力重要，策划比实施重要，行动比承诺重要，选择比努力重要，尊重生命比别人看法重要！必须明白是自己创造了自己身体每一个“疾病”，掌握了自己的身体，也就掌握了自己的生活。给身体提供了足够的能量就会彻底改变自己生活。 3、有规律的生活原是健康与长寿的秘诀。健康的身体乃是灵魂的客厅，有病的身体则是灵魂的禁闭室。治病花钱不要细，别跟自己过不去。病来身上心放宽，战胜疾病须乐观。要活好，心别小，善制怒，寿无数。笑口开，病不来，心烦恼，病来了。 4、生气四害：血压变高，血脂变稠，血色变紫，血管变细。引发脑塞，心肌梗死！长寿六戒六要：一戒纵欲，二戒名利，三戒吸烟，四戒暴食，五戒懒惰，六戒抑郁。一要限酒多茶，二要勤劳锻炼，三要心胸开阔，四要细嚼慢咽，五要淡泊宁静，六要清心寡欲。
实验报告 课程名称：环境监测实验实验类型：综合实验 实验项目名称：水体自净程度监测─水中氮素含量测定 实验地点：环资B座实验日期：2018年12 月20日 一、实验目的和要求（必填） 1.了解水体中三氮间的转换与其环境学意义 2.熟悉水体中三氮含量的测定 3.熟悉水质分析仪的使用 4.选定自然水体(河流或小型湖泊等)作为研究对象，按照水体布点、采样、样品保存 原则与规范进行样品采集、“三氮”各指标的测定。 5.了解测定三氨对环境化学研究的作用和意义，根据监测数据平价研完水体的自净程 度。 二、实验内容和原理（必填） 各种形态氮的相互转化和氮循环的平衡变化是环境化学和生态系统研究的重要内容之一。水体中含氮类化合物的主要来源是生活污水和某些工业废水及农业面源。当水体受到含氮有机物污染时，其中的含氮化合物由于水中微生物和氧的作用，可逐步分解氧化为无机的氨(NH3)或铵(NH4)、亚硝酸盐(NO2)、硝酸盐(NO3 )等简单的无机氮化物。氨和铵中的氮称为氨氮(NH4-N);亚硝酸盐中的氮称为亚硝酸盐氮(NO2-N);硝酸盐中的氮称为硝酸盐氮(NO3-N)。通常把氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮称为三氮。这几种形态氮的含量都可作为水质指标，分别代表有机氮转化为无机氮的各个不同阶段。 在有氧条件下，氮产物的生物氧化分解一般按氨或铵、亚硝酸盐、硝酸盐的顺序进行，硝酸盐是氧化分解的最终产物。随着含氮化合物的逐步氧化分解，水体中的细菌和其它有机污染物也逐步分解破坏，因而达到水体的净化作用。 有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的相对含量，在一定程度上可以反映含氮有机物污染的时间长短，对了解水体污染历史以及分解趋势和水体自净状况等有很高的参考价值，见表1。 表一水体中三氮检出的环境化学意义
水质是否符合卫生要求，是否被污染以及污染的来源、性质和程度如何，可根据下列各项水质性状指标的检测结果来评价，从而判断其对人体健康可能产生的危害。 一、物理性状指标 根据水的物理性状指标的测定结果，可判断水质的感官性状是否良好，也可说明水质是否受到污染。 (一)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。大量工业冷却废水进入地面水可造成热污染，导致溶解氧降低，危害水生生物的生长与繁殖。地下水的温度如突然发生改变，可能是地面水大量渗入所致。 (二)色 清洁的水无色。影响水色的因素很多，如流经沼泽地带的地面水，因含腐殖质呈棕黄色；水中大量藻类生长时，呈绿色、红色或黄绿色；含低铁盐的深层地下水，汲出后因低铁被氧化成高铁而呈现黄褐色。水体受工业废水污染后，可呈现该工业废水所特有的颜色。 (三)臭 清洁水无臭气。地面水流经沼泽地或有大量藻类生长和死亡分解时，均出现异臭；流经含硫地层的深层地下水可带硫化氢臭；生活污水、工业废水污染时，可出现各种特殊的异臭。 (四)味 清洁水无异味。天然水出现异味，常与过量盐类的溶入有关，如含过量氯化物带咸味；硫酸钠或硫酸镁过多时呈苦味；铁盐多时有涩味。受生活污水、工业废水污染后可呈现各种异味。 (五)浑浊度 水的浑浊程度，是悬浮于水中的胶体颗粒产生的散射现象。浑浊度主要取决于胶体颗粒的种类、大小、形状和折射指数，而与水中悬浮物含量(重量)的关系较小。 现行通用的计量方法是把1L水中含有相当于1mg标准硅藻土所形成的浑浊状况，作为1个浑浊度单位，简称1度。 地面水浑浊主要是泥土、有机物、浮游生物和微生物等造成。浑浊度升高表明水体受到胶体物质污染。 二、化学性状指标 水质的化学性状复杂，因而采用较多的评价指标，以阐明水质的化学性质及受污染的状况。
河流污染与自净知识介绍 河流是地面水系的主体，与人类的关系十分密切。它是人类主要的水源，除了为人类提供生产和生活用水外，河流的功能还包括：航运、灌溉、补给地下水、水产养殖、观赏以及作为地表径流和废水的最终受纳体。 一、河流的水质特征 与湖泊、海洋相比，河流的水量和水质随季节的变化较大，水体更新期短，水质随枯水期和丰水期的不断交替，更新也快。水质遭受污染后，易于稀释扩散和自净。此外，由于水流与地表物质接触时间不长，水面蒸发面小，因此与其它陆地水体相比河水矿化度较低。 天然河水的化学成分受到降水、地形、地质、水生生物以及水流补给源等多方面因素的控制，河水不仅与地表水及大气水之间有交换过程，而且与地下水也相互关联，因此河水的化学成分复杂多样，沿程变化及时间变化强烈。 河流不仅是人类社会主要的供给水源，也是人类活动频繁的场所，它被污染的机会多，几乎各种污染源中的污染物，通过各种途径都可进入河流，并向下游汇集。而它一旦遭受污染就会严重影响到人类生活和工农业生产。 二、河流的污染及其特点 地面河流与大气、土壤(或岩石圈)紧密相连，又与人类的生活、生产直接相关，其污染物质来源于：大量生活污水和工业废水的直接
排放;地表径流将地表上的污染物质大量携带进河水中;大气中的污染物质随降雨而进入河流;水上航运过程中的油脂泄漏等。 随着城市化和工业化的进程，河流作为废水最主要和直接的受纳体的负担日益加重，导致了严重的河流污染。 历史上城市废水对河流、湖泊等水体的污染大致经历了三个时期： (1)病原污染期在工业尚不发达时，城市废水主要是生活污水，富含有机质、微生物污染物等，以此作为饮用水源，则由于病原菌的存在很容易导致传染病的流行，这个时期的污染就称为病原污染期。例如，横贯英国的泰晤士河在19世纪之前，还是河水清澈，碧波荡漾，水中鱼虾成群，河面飞鸟翱翔。但随着工业革命的兴起及两岸人口的激增，每天排放的大量生活污水和工业废水使泰晤士河迅速变得污浊不堪，水质严重恶化。到上世纪50年代末，泰晤士河的污染进一步恶化，水中的含氧量几乎等于零，除少数鳝鱼外，其它鱼类几乎绝迹。美丽的泰晤士河变成—条死河，肮脏的河水还成为沿岸疾病流行的祸首，从1849年到1954年，滨河地区约有25000人死于霍乱。 (2)总体污染期随着工业规模的不断扩大和快速发展，排入地面水体中的工业废水的比重不断增加，造成河、湖水中的悬浮物及生化需氧量越来越高，使水体中溶解氧耗尽，水生生物灭绝，生态平衡被破坏，达到总体污染的程度，这个时期可称为总体污染期。 (3)新污染期工业生产和科学技术的进一步发展，特别是石油、化工、核能等新型工业的出现，生产中排放出的新污染物质和毒物不