第4章 水环境和保护.doc

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第4章 水环境和保护

第四章 水环境与保护 教学目的:在学习水的形成、分布及其循环规律等知识的基础上,掌握水与人类活动的关系;在此基础上,从人地关系角度出发分析,让学生掌握水体环境的变化,尤其是水的运动与污染变化所导致的环境问题,并掌握水污染控制的一些基本原理与方法。 教学内容: 第四章 水环境与保护 1 第一节 水环境概述 2 一、水的形成 2 二、水的分布 2 三、水的循环 3 四、人与水的关系 4 第二节 水灾害 5 一、洪水灾害 6 二、干旱灾害 10 第三节 水污染 13 一、天然水的化学性质 13 二、水污染的主要来源 13 三、水体主要污染物及其环境效应 15 四、水污染的特征 18 第四节 水污染控制 21 一、水污染控制模式 21 二、污染的源头控制 22 三、污水的人工处理 24 四、尾水的生态处理与资源化 26 五、尾水的自然处置 28 教学手段与方法:PPT、讲授、讨论。 地球有“水的星球”之称,水在推动地球及地球生物的演化、形成与发展的过程中具有重大作用。水环境是与人类关系最为密切的环境要素之一。水对于人类的生存、发展具有决定性意义,而人类活动对于水的状态也产生重要的影响,人与水的这种相互关系主要集中在三个层面:水资源、水灾害和水污染,水资源关系到人类的生存,水灾害威胁到环境的安全,而水污染则直接危害到环境的健康。因而调控人与水的关系,达到人与水的和谐,是实现人类社会、经济、环境可持续发展的重要内容。? 第一节 水环境概述 一、水的形成 大约在38亿年前,在某种机制的作用下,地球上出现了水。水是地球上最丰富的化合物,海洋、陆地、大气中固态水、液态水、气态水构成一个大体连续、相互作用,又相互不断交换的圈层,称为水圈。水圈包括江河湖海中一切淡水、咸水、土壤水、浅层和深层地下水以及南北两极冰帽和各大陆高山冰川中的冰,还包括大气圈中的水蒸气和水滴,以及生物体内的水。水的出现,是地球发育史上的一个重大事件,极大地推动了地球进化,为地球生命的出现创造了最基本的条件。? 阅读材料——水的特性 水的特殊的自然性质决定了它对人类和生态环境的特殊意义: 1、水是无色透明的,它允许太阳光中的可见光和波长较长的紫外线部分可以透过,使光合作用所需的光能够到达水面以下的一定深度,而对生物体有害的短波紫外线则被阻挡在外。这不仅在地球上生命的产生和进化过程起了关键性的作用,今天对生活在水中的各种生物也具有重要意义。 2、水是一种良好的溶剂,为生命过程中营养物和废弃物的传输提供了最基本的媒介。而且水的介电常数在所有的液体中是最高的,使得大多数离子化合物能够在其中溶解并发生最大程度的电离,这对营养物质的吸收和生物体内各类生化反应的进行具有重要意义。 3、除液氨外,水的比热是所有液体和固体中最大的,为4.18 J/(g·℃)。此外,水的蒸发热也极高,在20℃下为2.4kJ/g。正是由于这种高比热、高蒸发热的特性,地球上的海洋、湖泊、河流等水体,白天吸收到达地表的太阳光的热量,夜晚又将热量释放到大气中,避免了剧烈的温度变化,使地表温度长期保持在一个相对恒定的范围内,从而保护了生命机体免受气温突变的伤害。月球表面都是岩石,石头的比热只有水的20%,所以月球表面的气温变化可以从+120℃到-150℃。 4、水在4℃时的密度最大,这一特性在控制水体温度分布和垂直循环中起着重要作用。在气温急剧下降的夜晚,水面上较重的水层向水底沉降,与下部水层更换,这种循环过程使得溶解在水中的氧及其它营养物得以在整个水域分布均匀。另一方面,冰轻于水,其密度比水小,只有0.92 g/cm3,可以浮在水面上,水的这一特性对水下生物具有十分重要的意义,否则气温降低时水面结成的冰会沉入水底,从而导致整个水体完全冻结,给水下生物带来灭顶之灾。? 二、水的分布 据估计,地球上的水量总计约13.86(108 km3,主要由海洋水、陆地水和大气水三部分构成。海洋水量为13.5( 108 km3,占地球总水量的97.41%。除海洋外,地球上还有湖泊、河流、冰川、地下水等陆地水体,其水量约3600(104 km3,占地球总水量的2.59%。陆地水中数量最大是冰盖和冰川,其中80%位于南极地区难于开发利用,其次为地下水。与海水量、冰盖/冰川量和地下水量相比,地球上河水和湖水的数量很少,只有101 700 km3,但它们直接供应人类生活、生产需要,与人类的关系密切,是水资源中最为重要的组成部分。此外,大气水量约1.3(104 km3,占地球总水量的0.001%。地球上水的分布见图4-1,各种水的积蓄量见表4-1。? 表4-1 地球上水的分布 水的分布 估计数量(km3) 1.海洋水 1 350 000 000 2.陆地水 35 977 800 其中:河

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