水资源与环境保护_水资源与环保

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水资源与环境保护

一、赤潮爆发的原因、危害以及预报、预防措施概述 “赤潮”，被喻为“红色幽灵”，国际上也称其为“有害藻华”，赤潮又称红潮，是海洋生态系统中的一种异常现象。它是由海藻家族中的赤潮藻在特定环境条件下爆发性地增殖造成的。海藻是一个庞大的家族，除了一些大型海藻外，很多都是非常微小的植物，有的是单细胞植物。根据引发赤潮的生物种类和数量的不同，海水有时也呈现黄、绿、褐色等不同颜色。

一是大量赤潮生物集聚于鱼类的鳃部，使鱼类因缺氧而窒息死亡

二是赤潮生物死亡后，藻体在分解过程中大量消耗水中的溶解氧，导致鱼类及其它海洋生物因缺氧死亡，同时还会释放出大量有害气体和毒素，严重污染海洋环境，使海洋的正常生态系统遭到严重的破坏

三是鱼类吞食大量有毒藻类。

四是有些藻类可分泌有毒物质使水体污染导致鱼类死亡赤潮发生后，除海水变成红色外，同时海水的pH值也会升高，粘稠度增加，非赤潮藻类的浮游生物会死亡、衰减；赤潮藻也因爆发性增殖、过度聚集而大量死亡。

赤潮是在特定环境条件下产生的，相关因素很多，但其中一个极其重要的因素是海洋污染。大量含有各种含氮有机物的废污水排入海水中，促使海水富营养化，这是赤潮藻类能够大量繁殖的重要物质基础，国内外大量研究表明，海洋浮游藻是引发赤潮的主要生物，在全世界4000多种海洋浮游藻中有260多种能形成赤潮，其中有70多种能产生毒素。他们分泌的毒素有些可直接导致海洋生物大量死亡，有些甚至可以通过食物链传递，造成人类食物中毒。

预防措施：1．控制海域的富营养化。应重视对城市污水和工业污水的处理，提高污水净化率；合理开发海水养殖业。为了减缓由海水养殖带来的水体富营养化问题，要采取以下措施：根据水域的环境条件选择一些对水质有净化作用的养殖品种，并合理确定养殖密度，控制养殖面积。进行多品种混养、轮养、立体养殖，尤其是鱼、虾、贝、藻混养，建立生态养殖系统。提高养殖技术，改进饵料成分及投饵技术，使其有利于养殖生物的摄食，减少残饵，减轻水质和底质的污染。不能将池塘养殖的污水和废物直接排入海水，应采取逐步过滤等办法加以处理。2．人工改善水体和底质环境。如在水体富营养化的内海或浅海，有选择地养殖海带、裙带菜、羊栖菜、红毛菜、紫菜、江篱等大型经济海藻，既可净化水体，又有较高的经济效益；利用自然潮汐的能量提高水体交换能力；可利用挖泥船、吸泥船清除受污染底泥，或翻耕海底，或以粘土矿物、石灰匀浆及沙等覆盖受污染底泥，来改善水体和底质环境。3．控制有毒赤潮生物外来种类的引入。要制定完善的法规和措施，防止有毒赤潮生物经船只和养殖品种的移植带入养殖区。

二、水质分类标准及检测方法

水质的分类标准

在我国《地表水环境质量标准》中，地表水依据水域环境功能和保护目标，按功能

高低依次分为五类:

Ⅰ类——主要适用于源头水、国家自然保护区；

Ⅱ类——主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等；

Ⅲ类——主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区，鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；

Ⅳ类——主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；

Ⅴ类——主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。

水质检测分析方法的分类：

（一）无机分析和有机分析

此种分类是根据测定水中物质的不同而分的。

无机分析的对象是水中无机物。它们大多数是电解质，因此一般都是测定其离子或原子团来 表示各组分的含量。

有机分析的对象是水中有机物。它们大都是非电解质，因此一般是分析其元素或官能团来确 定有机物的组成和含量。但也经常通过测定物质的某些物理常数如沸点、冰点及拂程等来确 定其组成及含量.〔二）常量、半微量及徽量分析

化学分析方法根据试样用量不同，分为常量分析、半微量分析、微量分析和超微量分析。通常应用常量分析和半微量分析法。

这种分类方法不是绝对的，一般定性分析采用半微量分析法。在化学分析中，采用常量分 析法。

（三）化学分析和仪器分析

根据测定原理不同，分析方法又可分为化学分析法和仪器分析法。

l.化学分析法

化学分析法是以物质的化学反应为基础的分析方法。由于反应类型、操作方法不同，化学 分析法又分为重量分析法和滴定分析法

l）重量分析法

根据化学反应生成物的质量求出被测组分含量的方法

重量分析法通常是用适当的方法将被侧组分与试液中的其他组分分离，然后转化为一定 的形式，用称重的方法测定该组分的含量。根据分离方法的不同，重量分析法又分为沉淀法和 气化法。

2）滴定分析法

滴定分析法是用一种已知准确浓度的试剂溶液（标准溶液），滴加到被测物质的溶液中（或将被测物的溶液滴加到标准溶液中）直到所加的试剂与被测物质按化学计量关系定量反 应完全为止，然后根据试剂溶液的浓度和用量．计算被测物质的含量

重量分析法和滴定分析法通常用于高含量和中含量组分的测定。重量分析法准确度高 但操作烦琐，消耗时间较长，在常规分析中较少采用。滴定分析法操作筒便、快速、所用仪器设 备又很简单，测定结果的准确度也较高，因此在水质分析中得到广泛应用

2.仪器分析法

仪器分析法是以物质的物理和物理化学性质为基础，并借用特殊仪器设备的分析方法 它包括光学分析法、电化学分析法、色谱分析法和质谱分析法等。

1)光学分析法

这是根据物质的光学性质建立的分析方法。主要有分光光度法，在可见光区称比色法，在 紫外和红外光区分别称为紫外和红外分光光度法。此外，还有原子吸收法、发射光谱法及荧光 分析法等。

2）电化学分析法

这是根据物质的电化学性质所建立的分析方法，如电导分析法、电流滴定法、库仑分析法、电位分析法、伏安法和极谱法等.3）色谱分析法

这是一种重要的分离富集方法，主要有气相色谱法、液相色谱法，以及离子色谱法。

4）其他分析法

其他分析法包括质谱法、核磁共振和X射线等。

仪器分析的优点是操作简单、快速，灵敏度高，有一定的准确度，适用于生产过程中的控制 分析及微量组分的侧定。缺点是仪器价格较高，平时的维修要求较高，越是复杂、精密的仪器，维护要求就越高。此外，在进行仪器分析时，分析的预处理及分析的结果必须与标准物质作比 较，而所用的标准物质往往需用化学分析方法进行测定。因此，化学分析方法与仪器分析方法 是互为补充的。

以上方法都有其特点，也有其局限性，通常要根据被测物的性质、含量、试样的成分和对分 析结果准确度的要求，选用最合适的分析方法。

三、目前我国水资源分布状况概述

1、概况：

我国江河众多，流域面积在100km2以上的河流有5万多条，1000km2以上的约有1500多条。但受气候和地形的影响，河流分布很不均匀，绝大部分河流分布在我国东部湿润、多雨的季风区，西北内陆气候干燥、少雨，河流很少。

我国有1 km2以上的湖泊2300多个，总面积7187 km2，约占国土面积的0.8%；湖水总储量约为7088亿m3，其中淡水量占32%。

我国还有丰富的冰川资源，共有冰川43000余条，集中分布在西部地区。总面积

58700km2，占亚洲冰川总量的一半以上，总贮量约52000亿m3。

我国平均年降水量为61889亿m3，平均降水深648.4mm，年均河川径流量27115亿m3，合径流深284.1mm。河川径流主要靠降水补给，由冰川补给的只有500亿m3左右。我国年平均地下水资源为8287.6亿m3。

根据分析计算，我国地表水和地下水的量分别为27115和8288亿m3，扣除二者间的重复量7279亿m3后，则我国多年平均水资源总量28124亿m3。

2、我国水资源特点

我国水资源的时空分布特点，可通过降水、蒸发、径流等水平衡要素的分布反映如下：

1)水资源总量较丰富，人均和地均拥有量少

我国多年平均年水资源总量为28124亿m3，其中河川径流约占94%，低于巴西、前苏联、加拿大、美国和印度尼西亚，约占全球径流总量的5.8%，居世界第6位。平均径流深为284mm，为世界平均值的90%，居世界第7位。可见，我国的水资源量还是比较丰富的。然而，我国人口众多，按12亿人口计算，平均每人每年占有的河川径流量2260m3，不足世界平均值的1/4，分别是美国人均占有量的1/6，前苏联的1/8，巴西的1/19和加拿大的1/58。我国地域辽阔，平均每公顷耕地的河川径流占有量约28320m3，为世界平均值的80%。所以，人我国水资源量与需要不适应的矛盾十分突出，以占世界7的耕地和6%的淡水资源养活着世界上22%的人口。

2)水资源时空分布不均

降水是我国河川径流的主要补给来源，全国降水量的44%转化为径流，平均径流深284.8mm。而我国降水量受海陆分布和地形等因素的影响，在地区上分布很不平衡，年降水量和径流深都由东南沿海向西北内陆递减。东南沿海径流深为1200mm，而西北干旱区小于50mm，甚至等于零。水资源的地区分布与人口和耕地的分布很不适应，南方耕地面积只占全国的35.9%，但水资源却占总量的81%，人均水资源约为全国平均的1.6倍，亩均水量为全国平均的2.3倍。北方黄河、淮河、海河、辽河四大流域片的耕地多、人口密，淡水资源量只有全国的19%，人均占有水量只有全国平均的18%左右，亩均水量仅为全国均值的15%。我国干旱和半干旱地区，由于降水稀少，蒸发旺盛，蒸发能力大大超过降水能力。

在西部内陆沙漠和草原地区，蒸发能力达到1600—2000mm，为我国蒸发能力最强的地区。而在东北大小兴安岭、长白山，千山丘陵区和三江平原，气温既低、湿度又大，因此，年蒸发量较小，仅600—1000mm。

我国地表径流随时间的分布也很不均匀，径流的季节性分配具有夏季丰水、冬季枯水、春秋过渡的特点，而且年际变化北方大于南方。

我国东北平原，黄河、淮河、海河平原以及长江中下游平原的地下水补给以降雨为主；而在西北内陆盆地则主要以河川径流补给为主。南方山区地下水补给量大，一般为20—25万m3/(km2·a)；而东北西部、内蒙和西北内陆河山丘区一般小于5万m3/(km2·a)。

四、污水处理、净水方法与工艺有哪些

现代污水处理技术按原理可分为物理处理法，化学处理法和生物化学处理法三类。物理处理法：利用物理作用分离污水中呈悬浮固体状态的污染物质。方法有：筛滤法，沉淀法，上浮法，气浮法，过滤法和反渗透法等。

化学处理法；利用化学反应的作用，分离回收污水中处于各种形态的污染物质（包括悬浮物、溶解物及胶体等）。主要方法有中和、混凝、电解、氧化还原、汽提、萃取、吸附、离子交换和电渗析等。化学处理法多用于处理生产污水。

生物化学处理法：是利用微生物的代谢作用便污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。主要方法可分为两大类，即利用好氧微生物作用的好氧法（好氧氧化法）和利用厌氧微生物作用的厌氧法（厌氧还原法）。前者广泛用于处理城市污水及有机性生产污水，其中有活性污泥法和生物膜法两种；后者多用于处理高浓度有机污水与污水处理过程中产生的污泥。

净水方法：1.沸点：水被加热足够热和足够长的灭活或杀死微生物，通常生活在水在室温下。近海平面，积极煮沸至少一分钟就足够了。在高海拔（大于2公里或5000英尺）三分钟建议。[ 23 ]在那里的水是“硬”（即，包含显著溶解的钙盐）的地区，沸点分解碳酸氢根离子，造成局部降水碳酸钙。这是水壶元素等，在水质较硬的地区，建立“皮毛”。与钙的异常，沸腾不删除高于水的沸点溶质，并在事实上增加其浓度（由于作为蒸汽失去了一些水）。沸点不留在水中残留的消毒剂。因此，任何时间的长短，煮沸，然后储存的水可能获得新的病原体。

2.颗粒活性炭过滤：一种形式具有高表面积活性炭，吸附许多化合物，其中包括许多有毒化合物。水通过通过活性炭是常用的有机污染，味道或气味市地区。许多家庭用水过滤器和鱼缸使用活性炭过滤器，以进一步净化水质。家庭饮用水过滤器有时包含银金属银纳米粒子。如果在较长时期举行的碳块水，微生物可以内生长在污染和污染的结果。银纳米粒子优异的抗菌材料，它们可以分解成无毒的有机产品的农药等有毒有机晕化合物。

3.煮沸的水，产生水蒸汽蒸馏涉及。蒸气接触凉爽的表面，它作为一种液体凝结。由于溶质，一般都不会汽化，他们仍然在沸腾的解决方案。即使蒸馏不完全净化水质，因为类似的沸腾点和水滴的蒸汽进行unvapourised液体污染物。然而，99.9％的纯净水可以通过蒸馏获得。

4.反渗透：机械施加压力迫使纯净水通过半透膜不纯的解决方案。反渗透是理论上的大型净水可供选择的最彻底的方法，虽然难以创造完美的半渗透膜。除非膜保养得很好，藻类和其他生命形式的殖民膜。

5.在去除水中的砷铁使用。看到砷污染的地下水。

6.直接接触式膜蒸馏（DCMD）。适用海水淡化。通过加热海水沿表面的疏水性 聚合物膜。从偏热到冷的纯净水的另一边流膜通过毛孔蒸发的水通过。在蒸气热和冷端之间的压力差，有助于推动水分子通过。

7.海水淡化-是一个由盐水（一般海水）转换为淡水的过程。最常见的海水淡化过程是蒸馏和反渗透。海水淡化是目前最水的替代能源相比，昂贵，只有非常小部分人用总额海水淡化满意。高价值的用途，在干旱地区（如家用和工业用途），这是唯一的经济实际。

8.天然气水合物晶体离心法。如果二氧化碳或其他低分子量气体污染的水在高压和低温的混合，将形成天然气水合物的晶体放热。结晶水合物分离，可进行离心或沉淀和滗水。水可以释放从水合物晶体加热

9.原位化学氧化，先进的氧化工艺和先进的氧化技术的形式，是一种用于土壤和/或地下水整治，以减少到可接受的水平有针对性的环境污染物浓度的环境整治技术。职业分类是通过注射或以其他方式直接引入到强烈的化学氧化剂污染介质（土壤或地下水）销毁化学污染物。它可以用来修复各种有机化合物，包括一些抗自然降解

10.在情况紧急的水可以广泛使用的游泳池化学品或家用漂白处理。