飲用水水源水質污染控制內容簡介

本書內容主要以國家自然科學基金項目和國家863計劃項目的研究成果為基礎，以湖泊水庫的水質污染控制為重點，并綜合近年來國內外關于地表飲用水水源水質污染與控制方面研究成果而編寫的一部成果專著。

本書針對近年來我國地表水源，尤其是水庫湖泊水質污染的特點和富營養(yǎng)化日漸突出的問題，結合現行地表水源水質標準和飲用水水質標準，對地表水源水質污染的特征、水源水質內源污染及控制技術、水體富營養(yǎng)化及藻毒素監(jiān)測與控制等方面內容進行了較為系統的闡述，重點介紹了以揚水曝氣技術為核心的水源水庫水質原位改善、水體富營養(yǎng)化與內源污染控制的技術原理、技術方法、應用條件及水質改善效果。

本書可作為從事市政工程、水資源保護、環(huán)境科學與工程的工程技術人員和管理人員的指導用書，也可作為高等學校相關專業(yè)教師、研究生和本科生的教學參考書。

第1章 地表水源水質污染特征及變化趨勢

1.1 地表水源水質污染現狀

1.1.1 河流水質現狀

1.1.2 湖泊水庫水質現狀

1.2 地表水源水質污染特征

1.3 地表水源突發(fā)性水質污染

1.3.1 突發(fā)性水源水質污染事件的分類

1.3.2 突發(fā)性水源水質污染的特征

1.3.3 我國突發(fā)性水源水質污染事件趨勢分析

1.3.4 突發(fā)性水源水質污染的應急監(jiān)測

1.3.5 突發(fā)性水源水質污染物及應急處理

1.3.6 突發(fā)性水源水質污染應急處理事例

1.4 地表水源水中優(yōu)先控制污染物

1.4.1 優(yōu)先控制污染物篩選方法

1.4.2 國內外水中優(yōu)先控制污染物

1.4.3 優(yōu)先控制污染物在水環(huán)境中分布簡介

1.5 水源地保護與污染控制

1.5.1 水源地保護規(guī)劃

1.5.2 水源保護區(qū)流域污染控制

1.5.3 水源地生態(tài)環(huán)境保護與修復

1.5.4 水源保護區(qū)管理

參考文獻

第2章 水源水質標準與飲用水水質標準

2.1 水源水質標準的發(fā)展

2.1.1 水源水質標準的制定方法

2.1.2 我國水源水質標準的發(fā)展

2.1.3 國外水源水質標準的發(fā)展

2.2 國內外水源水質標準的比較

2.3 飲用水水質標準的發(fā)展

2.3.1 我國飲用水水質標準的發(fā)展

2.3.2 國外飲用水水質標準的發(fā)展

2.4 國內外飲用水水質標準的比較

2.4.1 我國現行生活飲用水衛(wèi)生標準與國際飲用水水質標準的對比

2.4.2 新國標(GB 5749-2006)與其他飲用水標準的對比

2.5 我國水源水質標準與飲用水水質標準的分析比較

2.5.1 原有標準的分析比較

2.5.2 現行標準的分析比較

2.5.3 兩個標準的協調與發(fā)展

參考文獻

第3章 水源水質的內源污染及其控制技術

3.1 概述

3.2 地表水源水體的內源污染

3.2.1 內源污染的產生及危害

3.2.2 地表水源水體內源污染特征

3.3 地表水源水體水動力特征與水質污染

3.3.1 水源水體水環(huán)境特征

3.3.2 淺水水庫/湖泊風浪沖刷與水質污染特征

3.3.3 深水湖泊/水庫水力分層與水質污染特征

3.3 西安市J水庫水力分層特征及水質污染狀況

3.4 水體沉積物中污染物的釋放規(guī)律

3.4.1 磷的釋放規(guī)律

3.4.2 氮及有機質釋放規(guī)律

3.4.3 鐵、錳釋放規(guī)律及沉積物中重金屬形態(tài)分布特征

3.4.4 沉積物中重金屬形態(tài)分布特征

3.4.5 污染物釋放過程中的相互聯系與影響

3.5 內源污染控制技術

3.5.1 混合充氧控制技術

3.5.2 物理控制技術

3.5.3 化學控制技術

3.5.4 生態(tài)控制技術

參考文獻

第4章 水體富營養(yǎng)化與藻毒素檢測控制

4.1 水體富營養(yǎng)化

4.1.1 富營養(yǎng)化及分類

4.1.2 富營養(yǎng)化的形成機制及評價方法

4.1.3 富營養(yǎng)化的特征及危害

4.2 藻類及其生長繁殖

4.2.1 藻類的種類及其特性

4.2.2 藻類的生長與繁殖

4.3 藻類生長模型

4.3.1 浮游植物通用增長模型

4.3.2 藻類生長模型

4.4 水中的藻毒素

4.4.1 藻毒素污染現狀

4.4.2 藻毒素的種類、結構及性質

4.4.3 藻毒素的產生機理

4.4.4 藻毒素在水體中的轉化遷移

4.4.5 藻毒素的危害

4.5 藻毒素檢測方法

4.5.1 藻毒素檢測方法簡介

4.5.2 固相萃取高效液相色譜(SPBHPLC)檢測法

4.5.3 高效液相色譜電噴霧質譜聯用(HPLCESI/MS)分析法

4.6 水中藻毒素的提取純化與鑒定

4.6.1 銅綠微囊藻的培養(yǎng)

4.6.2 微囊藻毒素的提取和純化

4.6.3 原水中藻類產毒類型和產毒強度的確定

4.6.4 測試方法小結

4.7 水中藻類及藻毒素的去除

4.7.1 處理技術簡介

4.7.2 水中藻類及藻毒素的去除技術研究

4.8 水中藻毒素的預氧化反應動力學和降解機理探討

4.8.1 研究條件與方法

4.8.2 藻毒素降解動力學模型

4.8.3 藻毒素預氧化降解機理

4.8.4 藻毒素降解機理小結

參考文獻

第5章 水源水質改善的揚水曝氣技術

5.1 揚水曝氣技術研究背景

5.2 揚水曝氣改善水源水質的技術原理

5.2.1 揚水曝氣器的工作原理

5.2.2 揚水曝氣器的水質改善原理

5.3 揚水曝氣器結構設計與優(yōu)化

5.3.1 結構設計

5.3.2 氣室結構優(yōu)化

5.4 揚水曝氣器提水流速數學模型

5.4.1 模型建立

5.4.2 模型驗證

5.4.3 提水能力與結構參數和運行變量的關系

5.5 曝氣室氧傳質模型

5.5.1 模型建立

5.5.2 參數確定

5.5.3 模型驗證

5.6 曝氣室提水性能模型

5.6.1 模型建立

5.6.2 參數確定

5.6.3 模型驗證

5.7 揚水曝氣水質改善系統

5.7.1 揚水曝氣水質改善系統的組成

5.7.2 壓縮空氣制備

5.7.3 壓縮空氣輸送

參考文獻

第6章 揚水曝氣技術控制水源水庫內源污染

6.1 水庫水質污染原因分析

6.1.1 水庫概況

6.1.2 水源水質問題

6.1.3 水源污染原因分析

6.2 揚水曝氣技術抑制沉積物污染釋放的工程應用

6.2.1 揚水曝氣系統簡介

6.2.2 揚水曝氣系統布置

6.3 揚水曝氣混合水體的流場與充氧過程模擬

6.3.1 數學模型

6.3.2 物理模型與邊界條件

6.3.3 模擬計算

6.3.4 模擬結果分析

6.4 揚水曝氣控制沉積物中污染物釋放的效果

6.4.1 揚水曝氣系統運行

6.4.2 揚水曝氣水質改善效果

6.5 揚水曝氣系統經濟分析

6.6 揚水曝氣抑制沉積物中污染物釋放的應用條件

6.6.1 抑制氨氮釋放的應用條件

6.6.2 抑制磷釋放的應用條件

6.6.3 抑制有機物釋放的應用條件

6.6.4 抑制鐵、錳釋放的應用條件

參考文獻

第7章 揚水曝氣技術控制水源水庫/湖泊的富營養(yǎng)化

7.1 藻類的上浮特性及阻止藻類上浮的水力條件

7.1.1 水環(huán)境特征及藻類懸浮機制對藻類生長的影響

7.1.2 藻類在靜水中的豎向分布

7.1.3 銅綠微囊藻在靜水中的上浮速度

7.1.4 阻止微囊藻上浮所需的下向流速

7.2 揚水曝氣技術控制藻類生長的應用研究

7.2.1 揚水曝氣技術控制藻類生長的工程應用簡介

7.2.2 實驗期間原水水質與水量

7.2.3 揚水曝氣技術控制藻類生長的效果

7.3 揚水曝氣技術控制藻類生長的作用機理

7.3.1 揚水曝氣器對流速分布的影響

7.3.2 揚水曝氣器對藻類分布的影響

7.4 揚水曝氣技術控制藻類生長的應用條件

7.4.1 水深條件

7.4.2 混合條件

7.5 揚水曝氣技術控制藻類生長的作用范圍模擬

7.5.1 物理模型與邊界條件

7.5.2 流速場及控制藻類生長的作用范圍

7.5.3 水深對控制藻類作用范圍的影響

7.5.4 揚水曝氣器流速對控制藻類生長作用范圍的影響

7.5.5 揚水曝氣器出水口角度對控制藻類生長作用范圍的影響

參考文獻

第8章 揚水曝氣一生物凈化組合水源水質原位改善技術

8.1 水源生物凈化技術概述

8.1.1 生物制劑投菌技術

8.1.2 生物膜技術

8.2 揚水曝氣-生物接觸氧化組合水源水質原位改善技術

8.2.1 揚水曝氣與生物接觸氧化組合原理

8.2.2 揚水曝氣與生物接觸氧化組合方式

8.2.3 揚水曝氣-生物接觸氧化試驗研究

8.3 高效脫氮微生物制劑水源水質改善技術

8.3.1 貧營養(yǎng)高效反硝化菌的馴化

8.3.2 貧營養(yǎng)高效反硝化菌的分離

8.3.3 貧營養(yǎng)高效反硝化菌處理微污染原水

8.3.4 貧營養(yǎng)高效反硝化菌脫氮效果影響因素

8.4 高效脫氮菌劑固定化載體凈化微污染原水

8.4.1 高效脫氮微生物菌劑在生物填料上的固定化

8.4.2 高效脫氮微生物固定化載體水質改善效果

參考文獻 2100433B

水質污染河道污染

以北運河水系主要干支流2011年1～12月23項指標的監(jiān)測數據為依據，采用水質類別法和平均綜合污染指數法，對水質污染特征進行綜合評價，運用主成分分析和系統聚類分析法，對水質指標主成分以及水質差異進行分類，并進一步對不同干支流污染來源進行分析，結果表明,北運河水系由于排污量大，地表水污染嚴重，除城市中心區(qū)部分河流水質為Ⅲ~Ⅳ類外，城市排水河流、遠郊河流水質均為劣Ⅴ類，水質由3個主成分組成，COD、CODMn、BOD5、NH3-N、TP等為第一主成分;汞為第二主成分；油類為第三主成分，干支流水質分為4類：

第1類為清潔水源類河流，主要集中在城市中心區(qū)，降雨地表徑流、雨污合流管網溢流引起的非點源污染是影響其水質達標的重要污染源；

第2類為再生水水源類河流，主要集中在城市排水上游河流，城鎮(zhèn)污水處理廠排水是其主要污染源；

第3類為再生水與污水混合水源類河流，主要集中在城市排水下游河流及部分遠郊區(qū)河流，由于城市下游排水管網不健全，遠郊區(qū)污水集中處理率低，生活源和農業(yè)源的污染貢獻率較高，水質污染嚴重；

第4類為污水水源類河流，布于遠郊區(qū)縣，農業(yè)污染占比較大，水質污染最嚴重。

水質污染城市排污

入湖河流作為連接湖泊流域"源"(陸地)-"匯"(湖體)的廊道，其水生態(tài)系統健康狀態(tài)是對流域上游陸地生態(tài)系統土地利用/覆被變化的響應，而其下游水質污染因子則因流域分水線的封閉性，可以表征上游土地利用/覆被變化對入湖河流水生態(tài)系統健康的影響，因此，利用水生生物指標識別入湖河流水質污染因子及其空間分布特征，對于整個湖泊流域的水生態(tài)系統健康恢復和水環(huán)境污染總量控制就顯得尤為必要，本文基于滇池流域29條入湖河流2009年7～8月豐水期著生藻類和底棲動物調查數據與2009年逐月水質監(jiān)測數據，通過運用因子分析、典型對應分析和等級聚類分析，來探討入湖河流水生生物群落結構與水質污染因子及其空間分布特征 ，以期為流域綜合管理提供基礎，結果表明，滇池流域入湖河流在水生生物調查期間共檢出著生藻類5門18科24屬，以硅藻門的舟型藻屬(Navicula)為優(yōu)勢屬，底棲動物3門7科8屬,以環(huán)節(jié)動物門的水絲蚓屬(Limnodrilus)為優(yōu)勢屬；TN、NH4 -N和TP是滇池流域入湖河流的水質污染因子；滇池流域入湖河流水質污染狀況的空間分布特征為流域北部入湖河流(王家堆渠、新運糧河、老運糧河、烏龍河、大觀河、西壩河、船房河、采蓮河、金家河、盤龍江、大青河、海河、六甲寶象河、小清河、五甲寶象河、蝦壩河、老寶象河、新寶象河和馬料河)污染程度大于南部入湖河流(南沖河、淤泥河、老柴河、白魚河、茨巷河、東大河、中河和古城河)大于東部入湖河流(洛龍河和撈魚河)。

在正常情況下，氧在水中有一定溶解度。溶解氧不僅是水生生物得以生存的條件，而且氧參加水中的各種氧化反應，促進污染物轉化降解，是天然水體具有自凈能力的重要原因。含有大量氮、磷、鉀的生活污水的排放，大量有機物在水中降解放出營養(yǎng)元素，促進水中藻類叢生，植物瘋長，使水體通氣不良，溶解氧下降，甚至出現無氧層。以致使水生植物大量死亡，水面發(fā)黑，水體發(fā)臭形成“死湖”、“死河”、“死海”，進而變成沼澤。這種現象稱為水的富營養(yǎng)化。富營養(yǎng)化的水 細菌多，這種水的水質差，不能直接利用，水中斷魚大量死亡。

水質污染水污染的危害有3個方面

（1）對環(huán)境的危害，導致生物的減少或滅絕，造成各類環(huán)境資源的價值降低，破壞生態(tài)平衡。

（2）對生產的危害，被污染的水由于達不到工業(yè)生產或農業(yè)灌溉的要求，而導致減產。

（3）對人的危害，人如果飲用了污染水，會引起急性和慢性中毒、癌變、傳染病及其他一些奇異病癥，污染的水引起的感官惡化，會給人的生活造成不便，情緒受到不良影響等。

水質污染水污染改良

1. 繁殖快速：代謝快、繁殖快，四小時增殖10萬倍，標準菌四小時僅可繁殖6倍。

2. 生命力強：無濕狀態(tài)可耐低溫－60℃、耐高溫 280℃，耐強酸、耐強堿、抗菌消毒、耐高氧

（嗜氧繁殖）、耐低氧（厭氧繁殖）。

3.體積大：體積比一般病源菌分子大四倍數，占據空間優(yōu)勢的脂肪肝的中國的，抑制有害菌的生長繁殖。

水質污染功能

1.保濕性強：形成強度極為優(yōu)良的天然材料聚麩胺酸，為土壤的保護膜，防止肥份及水份流失。

2.有機質分解力強：增殖的同時，會釋出高活性的分解酵的中國的風格大方工作的工作的個做的飯素，將難分解的大分子物質分解成可

利用的小分子物質。

3.產生豐富的代謝生成物：合成多種有機酸、酶、生理活性等物質，及其它多種容易被利用的養(yǎng)份。

4.抑菌、滅害力強：具有占據空間優(yōu)勢，抑制有害菌、病原菌等有害微生物的的生長繁殖。

5.除臭：可以分解產生惡臭氣體的有機物質、有機硫化物、有機氮等，大大改善場所的環(huán)境。

第十一條 市、區(qū)（市）水利漁業(yè)部門應當會同環(huán)境保護、住房城鄉(xiāng)建設、國土資源、衛(wèi)生計生等部門，對水資源條件、用水需求和污染風險等進行科學論證，提出飲用水水源地名錄方案，報本級人民政府核準后向社會公布。

第十二條 飲用水水源應當依法劃定飲用水水源保護區(qū)。飲用水水源保護區(qū)分為一級保護區(qū)和二級保護區(qū)；必要時，可以在飲用水水源保護區(qū)外圍劃定一定的區(qū)域作為準保護區(qū)。

第十三條 飲用水水源保護區(qū)的劃定，由區(qū)（市）人民政府提出劃定方案，經市人民政府同意后，報省人民政府批準；跨區(qū)（市）的飲用水水源保護區(qū)的劃定，由區(qū)（市）人民政府協商提出劃定方案，經市人民政府同意后，報省人民政府批準。

第十四條 飲用水水源保護區(qū)劃定后，因公共利益需要、自然環(huán)境發(fā)生變化等情況需要改變的，按照原批準程序重新報請批準后公布。

已撤銷飲用水水源保護區(qū)劃定方案的水源應當停止供應飲用水。

第十五條 區(qū)（市）人民政府應當按照飲用水水源保護區(qū)標志技術要求，在飲用水水源保護區(qū)的邊界設立明確的地理界標和明顯的警示標志，在一級保護區(qū)周邊區(qū)域設置隔離防護設施，并負責管理和維護。

禁止損毀、擅自移動地理界標、警示標志和隔離防護設施。