XXXX环境科学概论第三章水环境黄荣华.pptx

环境科学概论第三章 水体环境武汉大学动力与机械学院第一节 水体环境概述第二节 水污染第三节 污染物在水中的转化第四节 水环境污染的控制与管理第一节 水体概述 一、地球水资源 所谓水体是指河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川和海岸等“储水体”的总称（狭义）。地球上水的分布全球总贮水量估计为13.9亿立方千米其中淡水总量仅为0.36亿立方千米除冰川和冰帽外，可利用的淡水总量不足世界总贮水量的1%地球上河水和湖水的数量很少，只有101700km3，但是由于它们直接供人类生产生活需要，与人类的关系密切，因此是水资源中最为重要的组成部分.中国是世界水资源大国，河流、湖泊和水库的总水面积约1.67×108m2，水资源总量2.8×1012m3，占全球径流总量的6%左右，居世界第六位。我国人均水资源量很少，人均占有水资源2545m3,只相当于世界平均水平的四分之一、世界排名第110位，被列为全球13个人均水资源贫乏的国家之一。中国属于季风气候，水资源时空分布不均匀，南北自然环境差异很大，南方水较多而北方的9个省区人均水资源还不到500 m3 ，实属少水地区。中国的水资源短缺华北平原、西北、云贵高原、东南沿海普遍缺水。与此同时，江河湖海许多水域普遍受到不同程度污染，78%的城市河段已不适宜做饮用水源，50%的城市地下水受到污染，地下水因过量开采导致地面下沉和水质恶化；东海、渤海、黄海和南海四大海域的近岸海域污染加重。在全国600多个大中城市中约有一半缺水，其中严重缺水的有108个，主要是北方的一些城市，京、津地区和石家庄、西安、兰州等城市的供水尤为紧张。首都北京是全国10大缺水城市之一，人均水量在世界120多个国家的首都中名列百位之后。二、生命与水现代科学证明，人的体重的60%都是水，血液中的90%亦是水，每人每天至少要摄入2000mL的水才能维持生命，断水7~10天就会导致死亡，失水15%~20%就要产生脱水症状。水能溶解各种各样的电解质，使生命中的生物化学反应得以正常进行。水是大部分有机物质的溶剂。水可向全身供给营养物质。把体内多余热散发出去，以防体温上升。水的特异性 1、 水的分子结构水的分子结构特异性 氢键引起的分子间缔合2 水的性质特异性2.1 熔点和沸点2.2 体积随温度变化异常，4℃时密度最高2.3 热容量最大生成热（－285.83kJ／mol），汽化热（40.67kJ／mol），熔化热（6.02kJ／mol），摩尔热容（20℃时为75J/mol·K ）均很大在2000K的高温下仪解离0.588％。2.4 溶解和反应能力被称做“万用溶剂”。能不同程度地溶解各种物质，当然其中也包括大量的污染物质。离子型化合物溶于水时，均以离子状态存在。2.5 具有很大的表面张力水的表面张力（72．75 x 10-3N／m）仅次干汞表面张力是垂直地通过液体表面任一单位长度并沿着与液面相旬的方向的收缩裴面的力。因此水有明显的毛细、润湿和吸附等作用，使水能在土壤微粒间的小空隙中长期存留（也与大的蒸发热有关），土壤靠此作用可以保持水分、通过根细胞壁输送大量水分和营养隶。为进行光合作用。提供运输介质。不会使植物因吸收大阳能而将液体蒸发殆尽。3 有机物和生命物质中H的来源一切有机化合物都是以碳、氢、氧、氮等元素为基础，而这些元素的主要来源就是CO2和水。在自然环境中，水对地球的绿色植物是至关重要的，绿色值物利用光能分解H2O，放出O2并将 CO2还原为有机物。三、水的循环1.水的自然循环水的自然循环过程，是指地球上各种形态的水在太阳辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗和径流等环节，不断地发生相态转换和周而复始运动的过程。太阳辐射和重力作用是水循环的基本动力。这种动力不消失，水循环便永恒存在。水循环路径并不是单一的，而是通过无数条路线实现循环和相变的。由于水循环的存在，使地球上的水不断地得到补充和更新，成为一种可再生资源。　水的自然循环过程示意图2.水的社会循环人类社会为了生产和生活需要，从居住区附近的天然河流、湖泊等水体取水，供人们用于工业、农业和日常生活，用过的水又排回天然水体。由于在这一过程中人类所用的水取之于附近水体还之于附近水体，因此形成一种受人类社会活动作用的水循环，这即是水的社会循环。水的社会循环四、天然水的水质１.天然水的物质组成在自然界并不存在化学概念上的纯水。天然水，是在特定自然条件下形成的、含有许多溶解性物质和非溶解性物质、组成成分极其复杂的综合体。目前，在各种水体里已发现80多种元素。天然水中各种物质按性质通常可分为三大类：悬浮物质、胶体物质和溶解物质悬浮物质：粒径大于100nm(10-9m)的物质颗粒在水中呈悬浮状态，如泥沙、粘土、藻类、细菌等不溶物质。悬浮物的存在使天然水有颜色、变浑浊或产生异味