《水环境监测》PPT课件

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1、第三章水环境监测（3）《环境监测》3.3水体自净作用一、河流的自净作用概念及机理衡量水体自净的指标学习河流自净规律的意义3.3水体自净作用一、河流的自净作用（一）概念：当污染物进入河流以后，在污染物流入处的水质就会恶化，但随着河水向下游流动，其水质逐渐变好，当流经一定距离后，河水水质可以恢复到原先的状态。（二）机理：a、物理过程*（稀释、吸附、沉淀等）b、化学过程（氧化还原、分解化合等）c、生物化学过程*（微生物的降解作用、藻类的光合作用等）提问：水体自净速度有哪些限制因素？3.3水体自净作用1、河流的自净作用—物理过程稀释作用：两种运动方式：一是平流，二是扩散。（1）平流：河流流速推动污染物

2、质沿着水流方向运动的现象。Q=V×S式中Q—污染物质的平均流量(mg/m2·s，g/m2·s）V—河水的流速(m/s)S—该断面污染物质的浓度(mg/m3，g/m3)（2）扩散：根据引起和影响扩散的因素不同，可分为扩散分子扩散：平静水体中分子间的相互运动对流扩散：因上下水层密度差异而引起的扩散作用紊流扩散：水流内部大小漩涡互相混杂而产生流速和流向有脉动扩散影响紊流扩散的因素:1)、河流的形状2)、河底的粗糙度3)、河水的流速4)、河水深度3.3水体自净作用1、河流的自净作用—物理过程吸附作用：指溶液中的离子或分子被束缚在固相颗粒上。（1）极性吸附♦指胶体对介质中各种离子的吸附，这与胶体颗粒

3、带电荷有关。♦它是重金属离子由水体转入底泥和土壤的重要方式。♦吸附总量指被胶体吸附的离子总量。通常以每100g胶体中所含有的离子摩尔数表示。（2）非极性吸附这种作用与悬浮颗粒或胶体具有巨大的比表面积和表面能有关。a、比表面积＝表面积/单位重量＝1.13/r(r为颗粒半径)♦如：某河流中悬浮颗粒及胶体中含有10％直径为1μm的粘粒，则颗粒的表面积总和可达7×106m2。3.3水体自净作用b、表面能＝表面积×界面液体的表面张力系数特征：自由表面能要力求到最小值，使分散系数保持最大稳定性的趋势。所以，表面力小的物质——胶粒表面接近——正吸附表面力小的物质：有机酸、无机碱和高分子化合物——接近表面力大

4、的物质——离开胶粒表面——负吸附表面力大的物质：无机盐类、氯化物、硫酸盐——离开沉淀作用：通过不同途径进入河流的重金属绝大部分被吸着在悬浮物上，悬浮物在被流水搬运过程中，当其负荷量超过搬运的能力时，就发生沉淀，悬浮物逐渐变为沉积物，从而将悬浮着的污染物从水体中消除。3.3水体自净作用2、河流的自净作用—生化过程—细菌、藻类、大型植物、微型动物、大型动物细菌作用：对水中的污染物质进行还原或氧化，并把它们变成简单的化合物。如：异养菌对溶解性有机污染物的降解反应按下式进行C11H29O7N+14O2+H+11CO2+13H2O+NH4+藻类作用：在通过光合作用放出氧的同时，吸收简单的化合物。如：藻类

5、的光合成反应式106CO2+16NO3-+HPO42-+122H2O+18H+C106H263O110N16P+138O2溶解性有机污染物较稳定的有机体（藻类细胞）3.3水体自净作用2、河流的自净作用—生化过程大型植物：将根扎在河床里，并从底泥中摄取各种物质的同时，还具有与藻类相同的作用。微型动物：摄取有机物、细菌、藻类等；把它们变成简单的化合物。大型动物：摄取固体有机物和动植物体，使污染水体得到相当程度的净化并处于稳定状态。河流中的生物循环构成的食物链阳光光合细菌、藻、水生植物原生动物轮虫、浮游甲壳动物等排泄物、废物鱼、其它动物异养细菌3.3水体自净作用2、河流的自净作用—生化过程污染河流生

6、态系统图3.3水体自净作用河流污染和自净过程图污水提问：用什么指标可以衡量河段水体污染与自净所处的阶段？3.3水体自净作用1、P/H指数与BIP指数——反映水体污染和自净程度P(Photoautotrophs)代表光合自养型微生物H(Heterotrophs)代表异养型微生物污染前污染净化开始持续结束P/H：高下降最低点上升高BIP：0~8上升60~100下降0~83.3水体自净作用1、P/H指数与BIP指数——反映水体污染和自净程度P(Photoautotrophs)代表光合自养型微生物H(Heterotrophs)代表异养型微生物2、氧浓度昼夜变化幅度污染前污染净化开始持续结束溶氧变化幅度

7、：00增大减小03.3水体自净作用1、P/H指数与BIP指数——反映水体污染和自净程度P(Photoautotrophs)代表光合自养型微生物H(Heterotrophs)代表异养型微生物2、氧浓度昼夜变化幅度3、氧垂曲线3.3水体自净作用学习河流自净规律的意义河流（水体）自净是环境科学中的重要研究课题。对不同水体进行考察并掌握各种水体的自净规律，就能充分利用水体自净能力，减轻人工处理污染物的负担