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化学与环境

化学与水污染

姓名:石来昊学号:2012212952 学院:资源与环境工程专业:环境工程

摘要:水资源的好坏直接或间接影响人的身体健康。一般认为,当外来有毒物质进入水体,含量超过水体的本底含量和自净能力,从而破坏了水体的原有性质和用途,即造成了水体污染。当人饮用了被污染的水或者食用被污染的水体养殖的水产品时,身体健康都会受到不同程度的影响,当这种不利的影响在人体内日积月累达到一定的量人就会患病严重的可导致死亡。

关键词:水污染,重金属,富营养化

水污染定义:水体因某种物质的介入,而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变,从而影响水的有效利用,危害人体健康或者破坏生态环境,造成水质恶化的现象。水污染主要是由于人类排放的各种外源性物质(包括自然界中原先没有的),进入水体后,超出了水体本身自净作用(就是江河湖海可以通过各种物理、化学、生物方法来消除外源性物质)所能承受的范围,就算是水污染了。

正文:化学性污染物包括有机和无机化合物。随着痕量分析技术的发展,至今从源水中检出的化学性污染物已达2500种以上。工业由于采矿和生产制造,排出含有毒的重金属或难分解的化学物质,农业使用的农药和化肥,这些物质流入水体都会迅速杀死所有水生生物,并且使水体无法恢复正常状态。如果浓度低,也会逐渐在生物体内积累,造成无法弥补的损失。

一、常见水污染的主要原因及简要分析

水体中的污染物大体上有无机酸、碱和一般无机盐、氮磷等营养元素、重金属污染元素、氰化物、耗氧有机物及难降解有机物等。下面简略介绍它们的主要来源:污染水体的酸主要来自矿山排水和许多工业废水以及酸雨。碱污染主要来源于碱法造纸、化学纤维、制碱、制革以及炼油等工业废水。氮磷主要来源于农业中氮肥和磷肥的使用以及农业废弃物、植物残体、牲畜粪便、城市生活污水等。重金属的定义虽然目前还没有严格的统一,但环境污染化学所说的重金属实际上主要指汞、镉、铅、铬和类金属砷等生物毒性显著的元素,以及具有一定毒性的铜、锌、镍、锡等元素,主要来自采矿、冶炼、电镀化工等工业废水。

常见的化学性水污染有:

1.酸碱污染

酸碱污染是指酸性或碱性物质进入环境,使环境pH值过高或过低,从而影响生物的生长与发展或腐蚀建筑物的现象。环境酸碱度直接影响细胞酶活性,水体pH<5或>9时大部分水生生物不能生存。环境pH值改变还可增加某些毒物的毒性;在酸性条件下,氰化物、硫化物毒性加大;在碱性条件下,氨的毒性增加。酸性物质主要是工业生产过程中直接排放或间接形成。废气中的SO2与空气中的水分结合形成酸雨落降地面,影响森林生长,降低河水pH值,影响鱼类洄游,腐蚀建筑物。

2.重金属污染

重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。因人类活动导致环境中的重金属含量增加,超出正常范围,并导致环境质量恶化。重金属水污染与人体健康重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中 但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多 造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤中 引起严重的环境污染。以各种化学状态或化学形态存在的重金属 在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移 造成危害。如随废水排出的重金属 即使浓度小 也可在藻类和底泥中积累 被鱼和贝的体表吸附 产生食物链浓缩 从而造成公害。

污染事件:1956年日本熊本县水俣镇一家氮肥公司排放的废水中含有汞,这些废水排入海湾后经过某些生物的转化,形成甲基汞。这些汞在海水、底泥和鱼类中富集,又经过食物链使人中毒。当时,最先发病的是爱吃鱼的猫。中毒后的猫发疯痉挛,纷纷跳海自杀。没有几年,水俣地区连猫的踪影都不见了。1956年,出现了与猫的症状相似的病人。因为开始病因不清,所以用当地地名命名。1991年,日本环境厅公布的中毒病人仍有2248人,其中1004人死亡。

现状:目前,全世界平均每年排放Hg约1.5万吨,Cu340万吨,Pb500万吨,Mn1500万吨,Ni100万吨。据我国农业部进行的全国污灌区调查,在约140万公顷的污水灌区中,遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8%,其中轻度污染的占46.7%,中度污染的占9.7%,严重污染的占8.4%。由于我国工业迅速发展,工矿企业污水未经分流处理而排入下水道与生活污水混合排放,从而造成水体中重金属的含量逐渐递增。随着污水灌溉而进入土壤的重金属,以不同的方式被土壤截留固定。人民食用被污水灌溉过的作物,导致重金属在人体内不断积累,轻者得病,重者导致死亡。

3.营养物质污染

营养物质是指氮、磷。在人类活动的影响下,生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等流水体中,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡。这种现象称为富营养化。水体出现富营养化时,浮游生物大量繁殖,因占优势的浮游生物的颜色不同,水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在江河湖泊中称为水华,在海中则叫作赤潮。相关研究表明:每人每天带进污水中的氮约为5克。合成洗涤剂的广泛应用,使污水的磷含量剧增。在一些高度消费的城市里,污水中50-70%的磷来自洗涤剂。氮磷可使水体富营养化。其具体的表现在富营养化水体中,由于有了充足的养料保证,藻类等浮游植物一有适宜条件即疯狂繁殖。此时鱼类等生物的消费能力赶不上藻类的繁殖速度,水中藻类越长越多。藻类生物集中在水层表面,光合作用释放出的O2溶解在海水表层,表层海水形成饱和溶液,从而阻止了大气中的O2溶入深层海水。与此同时大量死亡的海藻在分解时却要消耗水中的溶氧,这样水中的溶氧就会急剧减少,甚至可降至零,导致水中的鱼类等动物大量窒息死亡。某些藻类甚至还会释放出一些有毒物质使鱼类中毒死亡。此外由于死亡藻类分解时会放出CH4、H2S等气体,使海水变得腥臭难闻。

污染事件:1986年南京玄武湖首次爆发蓝藻,水质由超富营养变为异常营养,而

后就发生了1989年的死鱼事件。10年后,1998年,玄武湖再次出现了大面积死鱼。而那次死鱼事件之后,2005年的蓝藻再次爆发了。2006 年3 月玄武湖又发生了死鱼事件, 5 月出现水草疯长现象。

现状:我国湖泊、水库和江河富营养化的发展趋势非常迅速。1978~1980年大多数湖泊处于中营养状态,占调查面积的91.8%,贫营养状态湖泊占3.2%,富营养状态湖泊占5.0%。短短10年间,贫营养状态湖泊大多向中营养状态湖泊过渡,贫营养状态湖泊所占评价面积比例从3.2%迅速降低到0.53%,中营养状态湖泊向富营养状态过渡,富营养化湖泊所占评价面积比例从5.0%剧增到55.01%。近10年来武汉汉江下游水质急剧恶化,呈富营养化状态,在20世纪90年代曾2次出现水体中藻类急剧繁殖的“水华”现象。

二、水污染的应对策略

为了更好的保护水资源 减少水污染对人体健康的危害 我们要做到以下几项内容:

1、定期进行水体污染源调查。根据水源污染的类型进行定期调查,要实地观察,收集排污资料。并且将污水排放口的水样委托当地卫生防疫或环保部门进行分析,并将调查结果整理成文字材料,预测污染发展的趋势。

2、加强水源上游水质监测。监测项目主要选择对水源有影响项目,可以选择反映水的感官性状的如浊度、色度、臭味、肉眼可见物等。反映有机物污染的如溶解氧、生化需氧量 BOD5 、化学需氧量 COD 、三氮 氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐 。反映细菌污染的微生物指标等、富营养化的加上藻类与浮游生物的监测。

3、对于水体富营养化:化学方法有投加混凝剂和除藻剂等,虽然能在短期内取得一定效果,但也存在着治理不彻底、成本高的问题,特别是会产生二次污染,引发新的生态问题;现流行的生物和生态修复,通过微生物降解和水生植物的吸收、转移或生态浮床、滤床的过滤、吸附等措施来消减水体中的氨氮。此类方法虽避免了二次污染问题,但受自然环境影响大,要求条件苛刻,同时相对于其它处理技术而言,更有周期长、见效慢的缺点。

4、依法治理污染源。水源污染防治是一项关系人民身体健康的民心工程,对已影响水源水质的污染源一定要依法治理,要依据国家颁布的《水法》、《环境保护法》、《生活饮用水卫生规范》、《污水综合排放标准》、《城市供水条例》等法律法规,紧密依靠当地政府、环保、卫生等部门有效地对污染源进行处理。

引用:

维基百科、《环境保护概论》、《环境科学概论》

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