第二讲水环境化学 我国水环境面临的挑战 我国是一个水资源严重短缺的国家,加之近年来经济的快 速发展,所产生的大量污水许多都未经处理直接排入江河湖库, 导致水质严重恶化,使这一问题变得更为突出。 研究表明:我国江河湖库中均检测到POPs特别是环境内分 泌干抗物的存在,尽管含量低,但毒性强。这些污染物严重威 胁饮用水源的安全,同时污灌、水产养殖带来的土壤污染和食 品安全问题也倍受人们关注
一、我国水环境面临的挑战 我国是一个水资源严重短缺的国家，加之近年来经济的快 速发展，所产生的大量污水许多都未经处理直接排入江河湖库， 导致水质严重恶化，使这一问题变得更为突出。 研究表明：我国江河湖库中均检测到POPs特别是环境内分 泌干扰物的存在，尽管含量低，但毒性强。这些污染物严重威 胁饮用水源的安全，同时污灌、水产养殖带来的土壤污染和食 品安全问题也倍受人们关注。 第二讲 水环境化学
水环境污染问题特别是水体富营养化已成为我国水环境 重大问题之一,严重影响了我国经济、社会的可持续发展。 我国政府相继实施了污染物总量控制、工业废水达标排放和 湖泊管理法规等管理政策,关闭了一些污染严重的企业,并 加大水污染治理的投资力度。目前我国正在启动水污染控制 专项,湖泊富营养化发生机理及控制重大基础研究项目。尽 管我国已经釆取了力所能及的多种措施进行水污染控制,但 至今水质没有得到明显改善。 由于人们对自然规律认识不够,导致治理措施的制定与
水环境污染问题特别是水体富营养化已成为我国水环境 重大问题之一，严重影响了我国经济、社会的可持续发展。 我国政府相继实施了污染物总量控制、工业废水达标排放和 湖泊管理法规等管理政策，关闭了一些污染严重的企业，并 加大水污染治理的投资力度。目前我国正在启动水污染控制 专项，湖泊富营养化发生机理及控制重大基础研究项目。尽 管我国已经采取了力所能及的多种措施进行水污染控制，但 至今水质没有得到明显改善。 由于人们对自然规律认识不够，导致治理措施的制定与
治理方法的选择缺乏科学性和合理性。显然,随着我国加大 污染控制的力度,污染源及其结构正在发生变化。工业污染 比重下降,生活、农业污染上升,面源污染处于失控状态。 未来20年污染源将主要是生活污水和面源污染,污染物将以 有机污染为主,主要污染物为氨氮、磷及“三致”污染物。 我国明确将环境保护列入全面建设小康社会总目标,国家环 境保护“十二五”计划正积极推进城市污水处理与资源化, 这给水环境化学学科带来了新的挑战和机遇
治理方法的选择缺乏科学性和合理性。显然，随着我国加大 污染控制的力度，污染源及其结构正在发生变化。工业污染 比重下降，生活、农业污染上升，面源污染处于失控状态。 未来20年污染源将主要是生活污水和面源污染，污染物将以 有机污染为主，主要污染物为氨氮、磷及“三致”污染物。 我国明确将环境保护列入全面建设小康社会总目标，国家环 境保护“十二五”计划正积极推进城市污水处理与资源化， 这给水环境化学学科带来了新的挑战和机遇
水环境化学研究现状 污染物在水体多相介质中的迁移转化及归趋规律一直是水 环境化学的基础研究内容。随着研究工作的深入,人们已密切 关注污染物在水气、水沉积物、水藻类等界面化学和非均相 体系的研究。水中重点污染物也从重金属及大量耗氧有机物转 向某些金属及持久性有毒有机污染物。研究内容大多涉及多学 科交叉。近些年来主要围绕水环境污染防治基本原理及水环境 安全开展研究
二、水环境化学研究现状 污染物在水体多相介质中的迁移转化及归趋规律一直是水 环境化学的基础研究内容。随着研究工作的深入，人们已密切 关注污染物在水-气、水-沉积物、水-藻类等界面化学和非均相 体系的研究。水中重点污染物也从重金属及大量耗氧有机物转 向某些金属及持久性有毒有机污染物。研究内容大多涉及多学 科交叉。近些年来主要围绕水环境污染防治基本原理及水环境 安全开展研究
1.我国湖泊富营养化进程及发生机理研究 我国湖泊富营养化进程发展相当迅速,富营养化湖泊从 1970s末的5%上升到目前的66% 五大淡水減水体中营养盐浓度远远超过富营养化发生浓 度,中型湖泊大部分均已处于富菅养化状态,部分水体处于 严重富营养化。 城市湖泊水体大多处于极富和重富营养状况,湖水水质 都劣于地表水V类水质。同时水库也进入富营养化状态。 我国湖泊富营养化的主要原因:污染物大量排入、人为
1. 我国湖泊富营养化进程及发生机理研究 我国湖泊富营养化进程发展相当迅速，富营养化湖泊从 1970s’末的5%上升到目前的66%。 五大淡水湖水体中营养盐浓度远远超过富营养化发生浓 度，中型湖泊大部分均已处于富营养化状态，部分水体处于 严重富营养化。 城市湖泊水体大多处于极富和重富营养状况，湖水水质 都劣于地表水V类水质。同时水库也进入富营养化状态。 我国湖泊富营养化的主要原因：污染物大量排入、人为
活动对湖泊生态环境严重破坏、湖泊内源污染严重。 大量研究表明,富营养化发生机理主要为 1)流城污染物排入是湖泊富营养化发生最关键的因素 目前,我国约80%的城市生活污水未经处理直接排放 小城镇及农村生活污水大多处于无组织排放状态,同时工业 废水处理中对氮磷没有得到有效控制,导致大量污染物随河 流、地表径流排入湖泊。据统计:每年排入滇池、太湖、蘖 湖的TP、TN和COD量是湖泊最大允许量的3~10倍,破坏了 湖泊生源物质的平衡,造成水质恶化
活动对湖泊生态环境严重破坏、湖泊内源污染严重。 大量研究表明，富营养化发生机理主要为： （1）流域污染物排入是湖泊富营养化发生最关键的因素 目前，我国约80%的城市生活污水未经处理直接排放， 小城镇及农村生活污水大多处于无组织排放状态，同时工业 废水处理中对氮磷没有得到有效控制，导致大量污染物随河 流、地表径流排入湖泊。据统计：每年排入滇池、太湖、巢 湖的TP、TN和COD量是湖泊最大允许量的3~10倍，破坏了 湖泊生源物质的平衡，造成水质恶化
(2)富营养化湖泊中水化学平衡发生变化 湖泊水体中三大平衡(pH、DO和C)是维持湖泊生态系 统良性循环的保障。大量污染物进入湖泊后造成湖水pH上升, 有利于水华藻类的生长,而藻类大量繁殖又进一步提高湖水的 pH,进而为水华藻类如微囊藻等的疯长提供适宜的生长环境。 由湖水中光合作用产氧和污染物氧化降解的耗氧过程知, 水体DO下降有利于蓝藻生长,而对其它藻类生长不利。当湖 水N、P对藻类生成达饱和时,C也可能成为限制性因子,此时 水体增加碳源有利于水华藻类的生长
（2）富营养化湖泊中水化学平衡发生变化 湖泊水体中三大平衡（pH、DO和C）是维持湖泊生态系 统良性循环的保障。大量污染物进入湖泊后造成湖水pH上升， 有利于水华藻类的生长，而藻类大量繁殖又进一步提高湖水的 pH，进而为水华藻类如微囊藻等的疯长提供适宜的生长环境。 由湖水中光合作用产氧和污染物氧化降解的耗氧过程知， 水体DO下降有利于蓝藻生长，而对其它藻类生长不利。当湖 水N、P对藻类生成达饱和时，C也可能成为限制性因子，此时 水体增加碳源有利于水华藻类的生长
(3)湖泊生态遭到严重破坏,生物群落发生明显变化 湖泊生物多样性在维持湖泊生态系统物质-能量循环、湖泊 自净过程、资源再生利用及作为生物基因库方面有重要意义 富营养化所带来的低DO、低透明度和基质强还原性等从根本上 改变了湖泊生态系统健康运转的初级生产力结构,导致水生植 被特别是沉水植物的衰退和消失,浅水湖泊生态系统从以大型 水生植物为主转变为以藻类为主要初级生产者。 (4)湖泊内源营养物质的释放 沉积物是污染物及营养物质的蓄积库。当外源得到有效控
（3）湖泊生态遭到严重破坏，生物群落发生明显变化 湖泊生物多样性在维持湖泊生态系统物质-能量循环、湖泊 自净过程、资源再生利用及作为生物基因库方面有重要意义。 富营养化所带来的低DO、低透明度和基质强还原性等从根本上 改变了湖泊生态系统健康运转的初级生产力结构，导致水生植 被特别是沉水植物的衰退和消失，浅水湖泊生态系统从以大型 水生植物为主转变为以藻类为主要初级生产者。 （4）湖泊内源营养物质的释放 沉积物是污染物及营养物质的蓄积库。当外源得到有效控
制后,沉积物中营养物质的再释放也是导致湖泊富营养化的一 个重要原因。据估计,若滇池点源得到有效控制后,沉积物释 放的P仍可维持滇池水体目前富营养化水平达63年。 湖泊沉积物与湖水界面营养盐交换过程涉及N、P的生物 地球化学循环、沉积物对营养物质的吸附解吸和沉积物的再 悬浮等物理、化学和生物等过程。研究表明:扰动、温度、 p、h、DO、藻类、微生物和湖泊水化学组成都将影响沉积 物P的释放。由于湖泊沉积物有时表现以释放P为主,有时却 表现为以吸附P为主,目前尚不清楚控制P从沉积物中释放或 吸附的关键因素
制后，沉积物中营养物质的再释放也是导致湖泊富营养化的一 个重要原因。据估计，若滇池点源得到有效控制后，沉积物释 放的P仍可维持滇池水体目前富营养化水平达63年。 湖泊沉积物与湖水界面营养盐交换过程涉及N、P的生物 地球化学循环、沉积物对营养物质的吸附-解吸和沉积物的再 悬浮等物理、化学和生物等过程。研究表明：扰动、温度、 pH、Eh、DO、藻类、微生物和湖泊水化学组成都将影响沉积 物P的释放。由于湖泊沉积物有时表现以释放P为主，有时却 表现为以吸附P为主，目前尚不清楚控制P从沉积物中释放或 吸附的关键因素
2.POPs在水体中的环境化学行为 POPs可通过各种环境介质长距离迁移、长期存在于环境中。 多数POPs具有内分泌干扰作用,在环境中难以降解,并通过食 物链对人类健康和生态环境造成危害。 1989年我国提出优先控制的168种污染物黑名单,其中有机 污染物58种;推荐实施的优先控制污染物48种,有机污染物占 38种。这些有毒有机污染物在水中含量很低,主要被悬浮颗粒 物吸附并迁移到沉积物中。沉积物作为有机污染物的蓄积库, 它有可能成为新的水环境污染源 环境监测表明:我国一些主要河流都不同程度受到有机污
2. POPs在水体中的环境化学行为 POPs可通过各种环境介质长距离迁移、长期存在于环境中。 多数POPs具有内分泌干扰作用，在环境中难以降解，并通过食 物链对人类健康和生态环境造成危害。 1989年我国提出优先控制的168种污染物黑名单，其中有机 污染物58种；推荐实施的优先控制污染物48种，有机污染物占 38种。这些有毒有机污染物在水中含量很低，主要被悬浮颗粒 物吸附并迁移到沉积物中。沉积物作为有机污染物的蓄积库， 它有可能成为新的水环境污染源。 环境监测表明：我国一些主要河流都不同程度受到有机污