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1、研究生課程：環(huán)境工程進展,謝曙光 博士/副教授 北京大學環(huán)境科學與工程學院 E-mail: ,2,主要研究興趣,1 飲用水凈化科學與技術 2 水污染控制理論與技術 3 環(huán)境分子生物學和生態(tài)學 4 地下水和土壤修復理論與技術,第一講：概論,4,教學內(nèi)容,第一講 水質(zhì)與健康飲水 第二講 化學氧化處理技術 第三講 生物處理技術和膜處理技術 第四講 微量有機物的控制技術 第五講 城市水環(huán)境修復技術與實踐 第六講 地下水凈化和修復技術 第七講 廢水處理新技術 第八講 水處理前沿研究進展,5,概論內(nèi)容,簡要介紹國內(nèi)外水源水污染現(xiàn)狀 飲用水水質(zhì)和安全 飲用水水質(zhì)標準發(fā)展過程 飲用水凈化技術發(fā)展過程,黃河入海
2、衛(wèi)片,長江、淮河入海衛(wèi)片,黃河濱州段高鹽廢水污染,哀怨與無奈,抗爭與祈求,11,黃河的水污染狀況 1,黃河是中華民族的母親河，是我國西北和華北地區(qū)的重要水源 。 黃河干流及27條主要支流的83個重點監(jiān)測斷面中，有72.3%的斷面水質(zhì)劣于地表水環(huán)境質(zhì)量III類標準。 黃河水中存在著溶解性有機物增多、氨氮濃度高、水體有異味、色度增高、藻類大量繁殖等問題。 三門峽水庫周圍的水變黑，人們稱之為“醬油”水，并且由于洗滌劑的隨意排放，水面經(jīng)常飄著一層泡沫。太原段黃河水中還存在著石油類有機物偏高的現(xiàn)象。,12,黃河的水污染狀況 2,黃河干流沉積物中鉻、鉛等重金屬具有較大的潛在生態(tài)危害性。 黃河重點河段水環(huán)境
3、有毒有機物污染檢測結果表明，水環(huán)境中有機毒物種類很多，包括酞酸酯類、酚類、氯苯類、多環(huán)芳香烴類，而且有機毒物污染嚴重，其中酞酸酯類是檢測率最高的一類污染物。 黃河干流鄭州段河水中“三致”毒物硝基氯苯和多環(huán)芳香烴類污染物檢出。 黃河（蘭州段）水體、懸浮顆粒物和沉積物中都存在內(nèi)分泌干擾物壬基酚和壬基酚聚氧乙烯醚。 引黃入津后，天津人真能暢飲黃河水嗎？,13,其它重要水源,長江 有機毒物 太湖 有機物和澡類 遼河 有機毒物 滇池 有機物和澡類 北京 密云水庫 地表水I類 北大、清華 地下水,14,飲用水水質(zhì),水質(zhì)通常具有雙重含義: (1)水的性質(zhì)，即水與其中所含的各種其它物質(zhì)共同構成的綜合特性，它所
4、包含了環(huán)境水質(zhì)體系的各種特征和過程； (2) 水的質(zhì)量，人類現(xiàn)代生產(chǎn)與生命健康對水質(zhì)特性所要求達到的水平，它包含人類生活和生產(chǎn)對水質(zhì)提出的需求和保證達到要求的水質(zhì)轉(zhuǎn)化方式。,15,飲用水水質(zhì)安全,水生性疾病的危脅在發(fā)展中國家仍然存在，每天可斷送約25000人的生命。 人類疾病的80%與水有關 。 飲用水安全保障的核心內(nèi)容是水質(zhì)安全，飲用水的安全問題影響到國家安全和人民健康的重大問題。 飲用水中的不安全因素:化學性污染和微生物污染,16,水質(zhì)問題感觀性態(tài),水質(zhì)的感觀性態(tài)主要指水的色、嗅、味這些人可以感受到的水質(zhì)特征，因此也成為人類歷史上最早用來判斷水質(zhì)優(yōu)劣的指標。 色 （黃水或紅水，管網(wǎng)腐蝕，鐵
5、錳氫氧化物沉淀） 濁度 （懸浮物、泥沙、管網(wǎng)腐蝕、微生物生長、氫氧化物沉淀） 泡狀物 （洗滌劑） 嗅味 （土霉味， MIB和土臭素）,17,水質(zhì)問題化學污染,一般性問題 兩種：急性和潛在性 已證明幾十種化學物質(zhì)能誘發(fā)人類癌癥、幾百種能在動物身上誘發(fā)癌癥，上千種能損壞細胞中的DNA 種類：農(nóng)藥、 重金屬、三致物質(zhì) 環(huán)境激素（內(nèi)分泌干擾物) 具有干擾生物的正常行為及生殖、發(fā)育相關的正常激素的合成、釋放、運轉(zhuǎn)、代謝、結合等過程，激活或抑制內(nèi)分泌系統(tǒng)功能，破壞內(nèi)分泌系統(tǒng)維持機體穩(wěn)定性和調(diào)控作用。 環(huán)境納米材料 強烈的生態(tài)環(huán)境效應，潛在的環(huán)境污染物,18,水質(zhì)問題生物污染,種類： 細菌、病毒和寄生蟲 美
6、國： 19711985年 452 次水生傳染病爆發(fā)，發(fā)病人數(shù)達10萬人 19911994 64 次水生傳染病爆發(fā)，發(fā)病人數(shù)達4.2萬人 1984、1987美國確認由于飲用水中的隱孢子蟲引發(fā)15000多人患病。 中國： 19591984 傳染性肝炎 9548例 2002年 海南商貿(mào)冷凍廠 致病性弧菌污染而引起的水介感染性腹瀉 68例 2004年 深圳市南山區(qū)某居委會 水源水微生物嚴重污染引起腹瀉爆發(fā) 240例,19,水質(zhì)問題復合污染,發(fā)達國家在過去100多年內(nèi)不同時期所發(fā)生的水污染問題，最近二三十年在我國各主要地表水體幾乎都集中體現(xiàn)，這是我國水污染區(qū)別其它發(fā)達國家的主要特點。 水體復合污染的特征
7、: 氮磷、重金屬、持久性有機毒物（POPs)、內(nèi)分泌干擾物多種污染共存并聯(lián)合作用 多種污染過程同時發(fā)生 多種污染效應表現(xiàn)出協(xié)同或拮抗效應,20,水質(zhì)突發(fā)事故,1993 開封發(fā)生建國以來最大的飲用水污染事故，幾十萬人受害 20012004 全國發(fā)生具有災害性水污染事故3988起 2005 吉林石化分公司雙苯廠爆炸造成松花江重大水污染事故 ，影響數(shù)百萬居民生活，涉及跨邊界污染問題 廣東北江鎘污染 太湖藍藻爆發(fā),21,幾個常見指標的意義,濁度 CODMn指數(shù) DOC (Dissolved organic carbon) 氨氮 余氯 澡毒素 賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲 三鹵甲烷、鹵乙酸,22,飲用水水質(zhì)標準
8、的發(fā)展,國際權威性、代表性標準： WHO的飲用水水質(zhì)準則 EC的飲用水水質(zhì)指令 USEPA的國家飲用水水質(zhì)標準,23,我國原飲用水水質(zhì)35項標準(GB574985),標準(GB574985)的差距： 微生物學指標待加強 需細化有毒有害物質(zhì)的指標 宜制訂分級水質(zhì)目標 開展風險效益分析,24,城市供水行業(yè)2000年技術進步發(fā)展規(guī)劃,一類水司的水質(zhì)指標調(diào)整為88項，其中有機物指標增加到38項； 二類水司的水質(zhì)指標為51項，有機物指標增加到19項。,25,生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范-2001,增加高錳酸鉀指數(shù)作為水質(zhì)常規(guī)的檢測項目。 將濁度由3 NTU改為 1 NTU。 常規(guī)檢測項目中還增加了鋁(0.2 mg
9、/L)、糞大腸桿菌群(每100 mL 水樣中不得檢出)，將鎘由0.01 mg/L改為0.005 mg/L、鉛由0.05 mg/L改為0.01 mg/L、四氯化炭由0.03 mg/L改為0.002 mg/L。 非常規(guī)項目中增加了農(nóng)藥、除草劑、微囊藻毒素-LR、消毒副產(chǎn)物（三鹵甲烷、鹵乙酸、亞氯酸鹽、一氯胺等）與其它有毒有害有機物,26,建設部城市供水水質(zhì)標準 2005,共有101項檢測項目，其中常規(guī)檢驗項目42項，非常規(guī)檢驗59項。 該標準對水質(zhì)提出了更高的要求，并體現(xiàn)了“以人為本”的原則。正對工業(yè)廢水排放和農(nóng)藥污染加劇的趨勢，增加了對有機物和農(nóng)藥的檢測項目，還增加了消毒劑、賈弟氏蟲和隱性孢子蟲
10、的檢測項目,27,生活飲用水衛(wèi)生標準GB 5749-2006,水質(zhì)指標由GB 5749-85的35項增加至106項，增加了71項；修訂了8項； 微生物指標由2項增至6項，增加了大腸埃希氏菌、耐熱大腸菌群、賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲；修訂了總大腸菌群； 飲用水消毒劑由1項增至4項，增加了一氯胺、臭氧、二氧化氯； 毒理指標中無機化合物由10項增至21項，增加了 溴酸鹽、亞氯酸鹽、氯酸鹽、銻、鋇、鈹、硼、鉬、鎳、鉈、氯化氰；并修訂了砷、鎘、鉛、硝酸鹽；,28,毒理指標中有機化合物由5項增至53項，增加了 甲醛、三鹵甲烷、二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、1，1，1-三氯乙烷、三溴甲烷、一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷
11、、環(huán)氧氯丙烷、氯乙烯、1，1-二氯乙烯、1，2-二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、六氯丁二烯、二氯乙酸、三氯乙酸、三氯乙醛、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、2，4，6-三氯酚、氯苯、1，2-二氯苯、1，4-二氯苯、三氯苯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、丙烯酰胺、微囊藻毒素-LR、滅草松、百菌清、溴氰菊酯、樂果、2，4-滴、七氯、六氯苯、林丹、馬拉硫磷、對硫磷、甲基對硫磷、五氯酚、莠去津、呋喃丹、毒死蜱、敵敵畏、草甘膦； 修訂了四氯化碳； 感官性狀和一般理化指標由15項增至20項， 增加了耗氧量、氨氮、硫化物、鈉、鋁； 修訂了渾濁度； 放射性指標中修訂了總放射性。,29,水質(zhì)標準的發(fā)展趨勢,美國標
12、準還包括軍團菌和病毒?？紤]到賈弟氏蟲、軍團菌、病毒檢驗較困難，我國當前可考慮最大限度提高細菌、大腸菌和糞型大腸菌的合格率。其中細菌為指示水處理、控制微生物的運行性指標，宜把指標訂得更嚴格。 從現(xiàn)有的水平來看，我國在有機物種類設定的水質(zhì)標準上與西方發(fā)達國家還有較大的差距。可以預見，隨著儀器分析的不斷發(fā)展，有毒有害有機物的不斷檢出，新的水質(zhì)標準所規(guī)定的有機物種類和含量必將越來越嚴格。 從美國的飲用水水質(zhì)標準來看，每一次水質(zhì)標準的變化，都將要求水處理控制技術和水質(zhì)分析技術全面革新。,30,飲用水凈化技術的發(fā)展趨勢,水源水質(zhì)改善技術 預氧化技術 生物預處理技術 常規(guī)工藝強化技術 深度處理技術（高級氧化
13、、臭氧活性炭、膜技術） 安全消毒技術 二次污染控制技術 飲用水及其凈化技術的安全評價方法 優(yōu)化集成技術,飲用水（源）安全保障技術示范,國家、示范省、示范市供水水質(zhì)監(jiān)控網(wǎng)絡及預警技術示范,飲用水（源）安全管理技術示范,有機污染、高藻、高濁、高鐵錳等不同類型水源水強化凈化、深度處理技術示范,供水輸配系統(tǒng)水質(zhì)保障技術示范,飲用水安全保障技術研究與示范,飲用水（源）標準、管理技術； 飲用水常規(guī)強化處理技術、深度處理技術、供水輸配系統(tǒng)水質(zhì)保障技術； 非傳統(tǒng)水源飲用水安全處理與儲存技術； 農(nóng)村飲用水安全適用技術； 飲用水安全保障監(jiān)控、應急技術技術,32,Thanks for your attention!,
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