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水质污染原因及监测方法

核心提示:我们在日常生活中十分重视饮用水的质量,而水质是水体质量的简称。水质标志着水体的物理、化学和生物的特性及其组成的状况,并规定了一系列水质参数和水质标准。水质污染原因是未经人类活动污染的自然界水的物理化学特性及其动态特征等。详细内容,请阅读全文!

我们在日常生活中十分重视饮用水的质量,而水质是水体质量的简称。它标志着水体的物理(如色度、浊度、臭味等)、化学(无机物和有机物的含量)和生物(细菌、微生物、浮游生物、底栖生物)的特性及其组成的状况。

水质为评价水体质量的状况,规定了一系列水质参数和水质标准。如生活饮用水、工业用水和渔业用水等水质标准。

0416.4

污染原因

未经人类活动污染的自然界水的物理化学特性及其动态特征。物理特性主要指水的温度、颜色、透明度、嗅和味。水的化学性质由溶解和分散在天然水中的气体、离子、分子、胶体物质及悬浮质、微生物和这些物质的含量所决定。天然水中溶解的气体主要是氧和二氧化碳;溶解的离子主要是钾、钠、钙、镁、氯、硫酸根、碳酸氢根和碳酸根等离子。生物原生质有硝酸根、亚硝酸根、磷酸二氢根和磷酸氢根离子等。此外,还有某些微量元素,如溴、碘和锰等。胶体物质有无机硅酸胶体和腐殖酸类有机胶体。悬浮固体以无机质为主。微生物有细菌和大肠菌群。

基本归类

饮用水类:

饮用水I类:国家级自然保护区,水质未受污染。

饮用水II类:较清洁,过滤后可成为饮用水。

饮用水III类:过滤清洁后可用作普通工业用水

污水类

IV类:普通农业用水,灌溉用。

V类:普通景观用水。

劣V类:无用脏水。

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划分标准

地表水环境质量标准基本项目标准限值单位:mg/L

序号Ⅰ类 Ⅱ类Ⅲ类 Ⅳ类Ⅴ类

1 水温(℃)人为造成的环境水温变化应限制在:周平均最大温升≤1 周平均最大温降≤2

2 p H值(无量纲) 6 - 9

3 溶解氧 ≥饱和率90%(或7.5) 6 5 3 2

4 高锰酸盐指数 ≤2 4 6 10 15

5 化学需氧量(COD)≤ 15 15 20 30 40

6 五日生化需氧量(BOD5)≤ 3 3 4 6 10

7 氨氮(NH3-N )≤ 0.015 0.5 1.0 1.5 2.0

8 总磷(以P计)≤ 0.02(湖、库0.01) 0.1(湖、库0.025) 0.2(湖、库0.05) 0.3(湖、库0.1) 0.4(湖、库0.2)

9 总氮(湖、库,以N计)≤ 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0

10 铜≤ 0.01 1.0 1.0 1.0 1.0

11 锌≤ 0.05 1.0 1.0 2.0 2.0

12 氟化物(以F-计)≤ 1.0 1.0 1.0 1.5 1.5

13 硒≤ 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02

14 砷≤ 0.05 0.05 0.05 0.1 0.1

15 汞≤ 0.00005 0.00005 0.0001 0.001 0.001

16 镉≤ 0.001 0.005 0.005 0.005 0.01

17 铬(六价)≤ 0.01 0.05 0.05 0.05 0.1

18 铅≤ 0.01 0.01 0.05 0.05 0.1

19 氰化物≤ 0.005 0.05 0.2 0.2 0.2

20 挥发酚≤ 0.002 0.002 0.005 0.01 0.1

21 石油类≤ 0.05 0.05 0.05 0.5 1.0

22 阴离子表面活性剂 ≤0.2 0.2 0.2 0.3 0.3

23 硫化物 ≤0.05 0.1 0.2 0.5 1.0

24 粪大肠菌群(个/L)≤ 200 .2000.10000.20000.40000

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检测方法

比色法

对日益恶化的水源污染问题,自来水厂所采取的方式便是加入大量超过标准的氯(漂白粉)来消毒杀菌。加氯虽然能够杀死水中的各种病菌,但它一旦与水中的有机物结合,会因余氯或漂白粉的作用,产生大量有机氯化物(如三氯甲烷、二溴氯甲烷),危害人体健康。有机氯化物在动物体系的试验中已被确认为致癌物质。一般人以为只需把自来水烧开,便能杀死细菌,但其实必须将水煮沸20分钟才足以除去有害细菌或病毒等。 在煮沸过程中,水中氯气更会和有机物加剧化合,产生大量形成三卤甲烷等致癌物,尤其在100℃之期间最多。要去除氯气需要煮沸30分钟以上,还要将壶盖打开,才可以让氯气跟随蒸汽挥发。否则氯气合成的三卤甲烷仍然会留在水中,慢性地危害健康。

TDS笔

水的电导率与其所含无机酸、碱、盐的量有一定关系。当它们的浓度较低时,电导率随浓度的增大而增加,因此,该指标常用于推测水中离子的总浓度或含盐量。不同类型的水有不同的电导率。新鲜蒸馏水的电导率为0.2-2μS/cm,但放置一段时间后,因吸收了CO2,增加到2—4μS/cm;超纯水的电导率小于0.10/μS/cm;天然水的电导率多在50—500μS/cm之间,矿化水可达500—1000μS/cm;含酸、碱、盐的工业废水电导率往往超过10 000μS/cm;海水的电导率约为30 000μS/cm。电导率是衡量纯净水纯净程度的一项重要指标,反映了纯净水的纯净程度以及生产工艺的控制好坏。国家标准规定纯净水中电导率不得高于10μS/cm。

评价指标

天然水评价指标一般为色、嗅、味、透明度、水温、矿化度、总硬度、氧化-还原电位、pH值、生化需氧量和化学需氧量等。天然水中的大气降水水质与当地的气象条件和降水淋溶的大气颗粒物的化学成分有关;地表水水质与径流流程中的岩石、土壤和植被有关;地下水水质主要与含水层岩石的化学成分和补给区的地质条件有关。

水质监测

各地区应对地下水水质进行定期检测。检验方法,按国家标准GB 5750《生活饮用水标准检验方法》执行。

各地地下水监测部门,应在不同质量类别的地下水域设立监测点进行水质监测,监测频率不得少于每年二次(丰、枯水期)。

监测项目为:pH、COD、BOD、SS、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、挥发性酚类、氰化物、砷、汞、铬(六价)、总硬度、铅、氟、镉、铁、锰、溶解性总固体、高锰酸盐指数、硫酸盐、氯化物、大肠菌群,以及反映本地区主要水质问题的其它项目。

0416.7

详细介绍

水在环境作用下所表现出来的综合特征,即水的物理性质和化学成分。自然界中的水,是由各种物质(溶解性和非溶解性物质)所组成的极其复杂的综合体。水中含有的溶解物质,直接影响天然水的许多性质,使水质有优劣之分。

水中含有的物质种类很多,有溶解于水中的 O2、N2、CO2、H2S气体,Cl-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、CO卲、HCO婣和SO厈等离子;有Br、I、F等微量元素;有含量极少的Ra、Rn等放射性元素;还有大部分呈胶体状态的有机物以及悬浮固态颗粒。它们随环境条件的不同,含量也不同。各种水体的水质是不相同的。

一般说,河水的成分取决于流经地区的岩土类型以及补给源。雨水补给的河流矿化度一般较低,融雪补给的略高,地下水补给的最高。世界上除内陆、雨量较少地区的河流为强或高矿化度水以外,大多数河流都为中等矿化度水。河水中主要离子的含量多为Ca2+>Na+,HCO婣>SO厈>Cl-。中国有不少河流的河水中Na+>Ca2+。

湖水的化学成分比河水简单,但与生物活动有关的元素和化合物,浓度变化较大。在自然情况下,由于气候的变化或长期盐分平衡发生变化,会引起湖水性质发生改变。淡水湖或低度盐水湖的基本离子,大多为Ca2+>Na+ ,HCO婣>SO厈>Cl- 的类型;而高度咸水湖的特征则主要为Cl->HCO婣。

地下水中溶解的物质比河水多,而且往往混合程度弱,不如地表水均匀。地下水多呈现弱酸性、中性、弱碱性反应,pH值一般变化于5~9之间。地下水的含盐量一般随深度而增大,离子组成从低矿化度的淡水类型转化为高矿化度的咸水类型,中国各盆地地下水化学成分从浅处到深处,矿化度逐渐增高,水化学类型由重碳酸盐型过渡为硫酸盐型及氯化物型。

海水的化学组成异常复杂,溶解在海水中的化学元素绝大部分呈离子状态存在。由于海水体积大,又能很好混合,局部条件对海洋整体影响较小,因而主要离子含量有一固定程序,各种离子间数量比例关系较为恒定。虽然现代海水平均含盐量大体一致,但不同海区、不同深度有所差异。

不同的用途,对水质的要求也不相同。饮用水的水质要求较高,对水的物理性质、总矿化度、总硬度、细菌和有害物质的含量等都有较严格的规定。

各种工业对水质的要求也不一样,如纺织工业不能用硬水;造纸工业忌用含铁量过多的水;平炉或高炉的冷却水若有大量悬浮物会堵塞冷凝器;蒸汽锅炉使用硬水会产生锅垢。灌溉用水要求水温与土温接近,水质含盐量应低于临界矿化度。如水中可溶盐类增加,会引起土壤盐分的累积,引起土壤盐渍化。

大型水工建筑,给水质研究提出了一系列的新问题,如对水库、运河、被改造后的河流的水质及化学动态的预测等。此外,水质研究对医学(如地方病的防治)、矿业等都有重要价值。随着经济的发展,天然水遭污染,水质变坏,对人类健康及水生生物造成严重危害,已引起世界各国政府的高度重视。

0416.8

水源合格率

根据2001年对我国七大水系断面监测,达到三类水质可以进入自来水厂的最低要求的仅占29.5%,而劣V类水质却高达44%;另外,我国浅层地下水资源污染比较普遍,全国浅层地下水大约有50%的地区遭到一定程度的污染,约一半城市市区的地下水污染比较严重。由于工业废水的肆意排放,导致80%以上的地表水、地下水被污染。 [1]

也就是说,经过治理,11年间,劣V类水的比例大幅降至10.2%。不过,各地情况大不相同。海河劣Ⅴ类水比例高达40%以上,黄河、辽河与淮河也都有超过20%仍是劣Ⅴ类水。

刘文君指出,实际上自来水的水源要求是一类和二类水,但这些优质水源实在太少了,才允许选用三类水。不过,我国三类水的比例,在这十大流域中也并不高。目前三类水达到90%以上的,仅仅是西北和西南诸河,长江、珠江、闽浙片河流鲜有超过80%,黄河、松花江等连60%都达不到。

后来,环保部对水源地的监测范围扩大,将地下水纳入进来,并在过去六年间加大水质治理,水源地的达标水质有了不小幅度的上升。2012 年,全国 113 个环境保护重点城市共监测 387 个集中式饮用水源地,其中地表水源地 240 个,地下水源地 147 个。水质达标率为 95.3%,与上年相比,上升 4.7 个百分点。

也就是说,在全国重点环保监测的113个城市,饮用水水源的水质仍有4.7%是不合格的,而在更多中小城市,饮用水水源的真实情况很可能更糟糕。北京大学环境与工程学院研究员刘永认为,大城市的水质是基本有保障的,真正危险的是广大农村和中小城市。随着工业化、城镇化和农业现代化不断推进,农村环境形势严峻。工矿污染压力加大,生活污染局部加剧,畜禽养殖污染严重。

由于环保部公开的数据,只有113个重点大城市的信息,全国其他数千个城市的水质情况并未披露。记者多方问询都未能获得。一位不愿意披露姓名的学者告诉记者,水质情况很糟糕,但有多糟却是个国家机密。他估计真实的合格率只有50%左右。2012年住建部城市供水监测中心总工程师宋兰合接受《新世纪》周刊采访时曾认可水质合格率仅为50%的判断,他个人判断,剔除掉事实上不合格的三类水源,再剔除部分一二类水源中实际不合格的部分,中国城市水源地真正合格的比例大约为50%。水质达标率为77.2%。其中,地表水和地下水饮用水源地水质达标率分别为86.6%和70.3%。农村水质情况比重点城市糟得多。刘永指出,农村和中小城市的检测设备和技术都非常欠缺,水厂的处理工艺又传统原始,随着地表水和地下水污染加剧,这些区域的居民所喝的水里含些什么都不清楚,才真正可怕。

由于环保部公开的数据,只有113个重点大城市的信息,全国其他数千个城市的水质情况并未披露。记者多方问询都未能获得。一位不愿意披露姓名的学者告诉记者,水质情况很糟糕,但有多糟却是个国家机密。他估计真实的合格率只有50%左右。2012年住建部城市供水监测中心总工程师宋兰合接受《新世纪》周刊采访时曾认可水质合格率仅为50%的判断,他个人判断,剔除掉事实上不合格的三类水源,再剔除部分一二类水源中实际不合格的部分,中国城市水源地真正合格的比例大约为50%。

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