《水污染与防治》课件

水污染与防治专题课件在现代社会中，水安全已成为全球关注的热点问题随着工业化和城市化进程的加快，水污染问题日益严重，对生态环境和人类健康造成了巨大威胁水污染防治作为环境科学、化学、生物学等多学科交叉的重要领域，已成为环境治理的必修内容本课件将系统介绍水污染的成因、影响、治理技术和防控策略通过学习，我们将深入了解水环境保护的重要性，掌握科学的治理方法，共同守护珍贵的水资源水资源的基础知识亿

140.007%地球水资源总量可利用淡水比例立方千米，覆盖地球表面极其稀缺的宝贵资源71%2240中国人均水资源立方米，仅为世界平均水平的1/4水是生命之源，地球上的水资源总量虽然庞大，但真正可供人类利用的淡水资源却极其有限我国作为人口大国，人均水资源占有量远低于世界平均水平，水资源短缺问题尤为突出水污染的定义污染源头功能破坏各种有害物质通过直接或间接途严重影响水体的自然净化功能，径进入水体环境，改变水的物破坏水生态系统的平衡理、化学和生物特性使用价值丧失导致水体失去原有的使用功能，无法满足人类生产生活需要水污染是指有害物质进入水体，使水质恶化，破坏水体的自然净化功能这种污染不仅影响水的感官性状，更严重威胁生态系统和人类健康水污染的主要表现感官变化明显生物大量死亡水体出现异常颜色变化，散发水生动植物因缺氧或中毒大量刺鼻臭味，透明度急剧下降，死亡，鱼类翻白肚漂浮水面，严重影响水体的外观和气味生态链条遭到严重破坏水源功能丧失原本可用于饮用和农业灌溉的水源受到严重污染，威胁人类健康和农业生产安全水污染的表现形式多样且触目惊心，从直观的感官变化到生态系统的崩坏，每一种表现都提醒我们水环境保护的紧迫性水污染的分类按污染源分类按污染物分类点源污染具有明确排放点的污染源，如工厂排污口有机污染物石油、农药、合成洗涤剂等••面源污染分布广泛的污染源，如农业径流无机污染物重金属、酸碱物质、盐类等••移动源污染流动性污染源，如船舶泄漏生物污染物病原菌、病毒、寄生虫等••物理污染物放射性物质、热污染等•科学的分类体系有助于我们更好地识别污染源头，制定针对性的治理策略不同类型的污染需要采用不同的防治方法和技术手段城市水污染主要来源工业废水重金属与化学物质2重金属离子•生活污水有毒化学物质•占比80%高温废水••厨房洗涤废水1农业径流卫生间排放物•化肥农药残留洗衣废水等•氮磷营养盐•3农药残留物•畜禽养殖废水•城市水污染来源复杂多样，生活污水是最主要的污染源目前我国仍有大量生活污水未经处理直接排放，这是城市水环境治理的重点和难点农业水污染详解化肥流失过量施用的氮磷化肥随雨水流入水体，导致水体富营养化，引发蓝藻爆发农药残留农药通过地表径流和地下渗透进入水系统，对水生生物和人体健康造成长期危害畜禽养殖规模化养殖场产生大量粪便和污水，处理不当会严重污染周边水环境土壤侵蚀不合理的农业生产方式加剧水土流失，携带污染物进入水体农业面源污染具有分布广、随机性强、治理难度大的特点化肥和农药的不合理使用是造成水体富营养化和生态破坏的重要原因工业水污染石化行业印染纺织排放石油类污染物、苯系物等有机化合物，对水生态造成长排放含重金属和有机染料的废水，造成水体颜色异常和毒性期影响污染1234制药行业金属冶炼产生大量含抗生素、激素等生物活性物质的废水，影响微生释放重金属离子，在生物体内累积，通过食物链危害人类健物平衡康2019年全国工业废水排放总量达211亿吨，虽然处理率不断提升，但总量仍然庞大石化、制药、印染等重点行业仍是工业水污染的主要贡献者生活水污染未来发展方向农村治理挑战推进城乡一体化污水治理，提高农村地区污水城镇污水治理成效农村地区污水处理设施覆盖率低，生活污水治收集处理能力，实现全域水环境质量提升我国城镇污水处理率已提升至85%以上，大中理任务仍然艰巨，成为水环境保护的薄弱环节城市基本实现污水集中处理，水环境质量明显改善生活污水治理体现了我国环保工作的显著成就，但城乡发展不平衡问题依然存在农村地区污水治理基础设施建设需要加大投入和政策支持水污染的主要污染物有机污染物重金属污染物营养盐污染物包括化学需氧量、铅、汞、镉、铬等重金属氮、磷等营养元素过量导COD生物需氧量等指在生物体内累积，具有强致水体富营养化，引发藻BOD标，反映水体有机物含量烈的神经毒性和致癌性类大量繁殖和耗氧程度病原微生物细菌、病毒、寄生虫等病原体通过水传播，威胁人类健康安全不同类型的污染物对水环境和人体健康的危害机制各不相同，需要采用针对性的监测方法和治理技术进行有效控制水体自净能力与极限物理净化化学净化1通过稀释、沉降等物理过程减少污染物依靠氧化、还原等化学反应分解有害物2浓度质生态平衡4生物净化3维持水生态系统的稳定性和可持续性利用微生物和水生植物分解有机污染物水体具有一定的自净能力，能够通过物理、化学和生物过程自然净化轻度污染但自净速度与水体类型、水流条件、温度等因素密切相关当污染负荷超出环境承载力时，水体自净功能就会失效，形成持续性污染典型大型河流污染案例长江污染现状分析生态影响评估长江流域承载了全国的人口和经济总量，工业废水和城市水生生物多样性显著降低，珍稀鱼类种群数量急剧下降长江江40%生活污水排放量巨大沿江化工企业密集分布，对水质造成持续豚、中华鲟等旗舰物种面临生存威胁压力水生植物群落结构发生改变，河流生态系统服务功能受到影响，干流水质总体保持良好，但部分支流和湖泊污染严重，局部水域自净能力有所下降出现重金属和有机物超标现象长江作为中华民族的母亲河，其水环境保护关系到流域亿人口的饮水安全和经济可持续发展近年来长江大保护战略的实施为流6域水环境改善带来了新机遇典型湖泊污染案例太湖蓝藻爆发1富营养化导致蓝藻大规模爆发水质恶化2透明度下降，溶解氧降低供水危机3饮用水源受到严重威胁经济损失4渔业和旅游业受到冲击社会影响5周边居民生活质量下降太湖是我国第三大淡水湖，但长期的工农业污染导致富营养化严重蓝藻的持续暴发不仅破坏了湖泊生态系统，还严重影响了周边城市的供水安全，成为我国湖泊污染治理的典型案例地下水污染现状污染范围广泛1全国以上城市地下水受到不同程度污染，问题十分严峻90%农村污染突出2农村地区地下水硝酸盐超标现象普遍，威胁饮水安全治理难度极大3地下水污染具有隐蔽性强、治理周期长、成本高的特点地下水作为重要的水资源储备，其污染问题不容忽视工业废水渗漏、农业面源污染、生活污水下渗等都会对地下水造成长期影响地下水一旦被污染，自然恢复过程极其缓慢，往往需要几十年甚至上百年时间重点流域污染分布1三江三湖重点区域长江、黄河、珠江流域以及太湖、巢湖、滇池等重点湖泊污染问题较为突出，是国家水污染防治的重点关注区域2京津冀平原水质问题华北平原地下水超采严重，水质型缺水和资源型缺水问题并存，成为区域可持续发展的制约因素3东北松花江流域工业污染历史遗留问题严重，农业面源污染加剧，水环境质量改善任务艰巨4西南岩溶地区特殊的地质条件使得地下水易受污染，农村饮水安全保障面临挑战我国水污染呈现明显的区域性特征，不同流域面临的主要问题各有侧重，需要因地制宜制定治理策略水污染带来的生态影响水生动物死亡有毒物质直接杀死鱼类和其他水生动物食物链断裂生产者和消费者减少，生态链条不完整生物多样性下降敏感物种消失，生态系统稳定性降低生态功能丧失水体自净能力下降，生态服务功能退化水污染对生态系统的影响是连锁反应式的，从个体死亡到群落结构改变，再到整个生态系统功能的丧失这种影响往往是不可逆的，恢复需要漫长的时间和巨大的投入保护水生态就是保护我们赖以生存的环境基础水污染对人类健康的危害长期饮用受污染的水源可能导致多种疾病，包括肝癌、胃癌等恶性肿瘤重金属污染会损害神经系统，影响儿童智力发育水源性传染病如霍乱、痢疾等通过污染水体传播，威胁公共卫生安全特别是在农村地区，由于饮用水处理设施不完善，居民更容易受到水污染的健康威胁保障饮用水安全是基本的民生需求，也是全面建成小康社会的重要指标经济损失与社会影响水资源危机与人口分布北方资源型缺水南方水质型缺水华北、西北地区降水稀少，人均水资源量严重不足京津冀地区长江以南地区虽然水资源相对丰富，但由于污染严重，可利用的人均水资源量仅为全国平均水平的，缺水问题最为突出优质水资源减少，形成有水不能用的局面1/9过度开采地下水导致地面沉降、海水入侵等地质环境问题，加剧太湖、巢湖等重要水源地富营养化严重，供水安全保障面临挑了水资源供需矛盾战，水质型缺水问题日益凸显我国水资源分布与人口经济布局严重不匹配，北缺南丰的基本格局决定了必须统筹考虑水量和水质两个维度的问题世界水污染形势对比1全球废水处理现状联合国数据显示，全球的废水未经处理直接排放到环境中，发展中国80%家情况更为严重2亚洲水环境挑战亚洲地区人口密集、工业发达，水环境问题最为严峻，中国、印度等国面临巨大治理压力3发达国家经验欧美发达国家经过几十年治理，水环境质量显著改善，为发展中国家提供了宝贵经验4国际合作趋势跨界水体污染防治、技术转移、资金援助等国际合作机制不断完善水污染是全球性环境问题，需要各国携手合作发展中国家在追求经济发展的同时，应吸取发达国家先污染后治理的教训，走可持续发展道路国际治理经验欧盟水框架指令统一标准体系流域管理理念建立严格的水体目标和统一的水以自然流域为管理单元，统筹上质评估体系，确保各成员国水环下游、左右岸的水环境治理，实境管理标准一致性现区域协调发展公众参与机制建立完善的信息公开和公众参与机制，提高水环境治理的透明度和社会认知度欧盟水框架指令实施以来，以上的欧洲城市污水得到有效处理，水环境90%质量持续改善其成功经验在于建立了科学的管理体系、严格的法律框架和有效的执行机制发达国家污染治理历程美国《清洁水法案》1972年颁布实施，建立了全国统一的水污染控制标准，要求所有点源污染必须获得排放许可法国流域管理体系建立流域管理委员会制度，统筹流域内水资源保护和污染防治，实现水环境综合治理德国莱茵河治理通过国际合作机制，用30年时间将严重污染的莱茵河恢复为欧洲最清洁的河流之一日本琵琶湖保护制定专门法律保护琵琶湖，通过控制磷排放和生态修复，成功遏制了湖泊富营养化发达国家的治理历程表明，水污染防治需要长期坚持和巨大投入完善的法律制度、严格的监管执法、公众的广泛参与是治理成功的关键要素我国水污染治理进程回顾11979年起步阶段制定《环境保护法试行》，确立了水污染防治的基本法律框架，标志着我国水环境保护工作正式起步21984年专门立法颁布《水污染防治法》，建立了水污染防治的专门法律制度，明确了各级政府和企业的责任32008年全面修订大幅提高了违法成本，强化了政府责任，引入了流域管理理念，为新时期治理奠定基础42017年再次修订建立河长制湖长制，实行排污许可制度，加大处罚力度，形成了更加严格的法律制度体系四十多年来，我国水污染防治法律制度不断完善，从无到有、从粗到细，逐步建立了较为完善的法律制度体系，为水环境保护提供了有力的法律保障水环境质量标准体系地表水标准饮用水标准排放标准GB3838-2002GB5749-2006GB8978-1996《地表水环境质量《生活饮用水卫生《污水综合排放标标准》将水体分为标准》规定了准》及各行业专门106类，不同类别项水质指标，保障排放标准，控制污Ⅰ-Ⅴ适用于不同功能区饮水安全染源头功能区划根据水体功能确定保护目标，实行分类管理和精准治理完善的标准体系是水环境管理的技术基础我国已建立了涵盖水质评价、污染控制、功能保护等各个环节的标准体系，为科学治污提供了技术支撑现行《水污染防治法》核心内容排污许可制度实行排污许可重点管理、简化管理和登记管理分类管理，所有排污单位必须持证排污，无证排污将面临严厉处罚严厉处罚措施大幅提高罚款数额，情节严重的可按日连续处罚，对违法企业实施停产整治、关闭等严厉措施政府责任强化建立河长制湖长制，明确各级政府对本行政区域水环境质量负责，实行环保目标责任制和考核评价制度新修订的《水污染防治法》被称为史上最严的水污染防治法，通过严格的法律责任、严厉的处罚措施、严密的监管体系，为水环境保护提供了强有力的法律武器水环境功能区划与水质目标工业用水区农业用水区Ⅲ类水质要求Ⅲ-Ⅳ类水质标准•满足工业生产需要•适宜农业灌溉饮用水源区•控制有毒物质•控制重金属含量景观娱乐用水区•防止热污染•防止农药残留1557个国家级水功能区Ⅲ-Ⅳ类水质要求•Ⅰ-Ⅱ类水质标准•保障人体健康•严格保护措施•维护生态平衡•禁止排污活动•满足感官要求2314科学的功能区划是水环境精准治理的基础根据水体的主要功能确定相应的水质目标，实行差异化的保护和治理措施，提高治理的针对性和有效性流域综合治理理念一体化管理1水量与水质统筹考虑系统性治理2上下游协调联动源头控制3污染源头综合治理生态修复4恢复水生态系统功能流域统筹5以流域为单元系统规划流域综合治理理念强调山水林田湖草是生命共同体，必须统筹考虑流域内的生态环境保护和经济社会发展通过建立流域治理体系，实现水资源保护、水污染防治、水生态修复的有机统一市政污水处理技术进展传统活性污泥法膜生物反应器技术目前在我国城镇污水处理中普及率达到以上，技术成熟、技术应用增长迅速，出水水质优良，占地面积小，特别适80%MBR运行稳定、成本相对较低合土地资源紧张的城市地区通过微生物的新陈代谢作用分解有机污染物，处理效果稳定可虽然投资和运行成本较高，但随着膜技术的进步和成本下降，应靠，是城镇污水处理的主流技术用前景广阔污水处理技术的不断创新为城市水环境改善提供了有力支撑从传统的生物处理到先进的膜技术，技术进步推动了处理效率的提升和出水标准的提高工业废水处理与回用零排放技术资源化利用清洁生产循环经济通过深度处理实现废水的完全回从废水中回收有价值的金属和化从源头减少废水产生，提高水资建立工业园区循环用水体系，提用，在石化、钢铁等行业推广示学物质，实现废物资源化源利用效率高水资源综合利用率范工业废水处理正在从单纯的达标排放向资源化利用转变零排放示范项目的成功实施证明了技术可行性，重金属回收利用技术的进步为企业带来了经济效益，推动了工业绿色发展农业面源污染防治措施1精准施肥技术推广测土配方施肥，减少化肥使用量发展缓释肥料和有机肥料，提高肥料利用率，减少养分流失2科学用药管理推广绿色防控技术，精准施用农药发展生物农药和高效低毒农药，减少农药残留和环境污染3生态缓冲带建设在农田与水体之间建设植被缓冲带，截留农业径流中的污染物，保护水体水质4生态循环农业发展种养结合的生态农业模式，实现养分在农业系统内部的循环利用农业面源污染防治需要转变农业生产方式，从传统的高投入模式向绿色可持续发展模式转变通过技术创新和模式创新，实现农业增产和环境保护的双赢生态修复与水体恢复水体生态浮床人工湿地系统利用水生植物根系吸收水中营养物质，1模拟自然湿地的净化功能，通过物理、同时为微生物提供载体，增强水体自净2化学、生物作用去除污染物能力生态系统重建生物膜技术4恢复水生动植物群落，重建完整的生态3在人工载体上培养微生物膜，高效降解食物链，实现生态系统良性循环有机污染物，提升处理效果生态修复技术通过模拟和强化自然生态过程，不仅能够有效去除污染物，还能重建水生生态系统这种以生态治理生态的理念体现了人与自然和谐共生的发展思想新兴污染物问题药品与个人护理产品1抗生素、激素等药物残留在环境中难以降解，对生态系统和人体健康产生潜在影响塑料微粒污染2微塑料广泛存在于各种水体中，通过食物链累积，对海洋生物和人类健康构成威胁纳米级污染物3纳米材料的广泛应用带来新的环境风险，其监测和治理技术仍在发展完善中随着科技发展和生活方式改变，新兴污染物问题日益突出这些污染物具有浓度低、毒性强、难降解的特点，传统处理技术难以有效去除，需要开发新的监测方法和治理技术智慧水环境监测大数据分析物联网技术无人机巡查整合多源监测数据，建立部署智能传感器网络，实利用无人机搭载高分辨率水环境质量评估和预警模现水质参数的实时监测和相机和水质检测设备，实型，提高监测的时效性和远程传输，构建全方位监现大范围、高频次的水环准确性测体系境快速巡查卫星遥感通过卫星遥感技术监测大尺度水体变化，识别污染源分布和污染扩散趋势智慧监测技术的应用大大提升了水环境管理的科学化水平通过多技术融合，实现了从点到面、从定性到定量的全方位监测，为精准治污提供了科技支撑城乡水污染治理统筹城市集中处理模式农村分散治理挑战大中城市基本建成了完善的污水收集和处理体系，处理率达到农村地区人口分散、经济条件有限，污水处理设施普及率低于以上，出水水质稳定达标，成为水环境治理的短板95%30%通过规模化运营降低处理成本，专业化管理保证处理效果，集中需要因地制宜选择技术路线，发展低成本、易维护的小型分散处处理模式在城市地区优势明显理设施，提高农村污水治理水平城乡水污染治理差距明显，统筹推进城乡一体化治理是实现全域水环境质量改善的关键要加大对农村地区的政策倾斜和资金投入，补齐农村环境基础设施短板节水与再生水利用亿33%50北京再生水利用率全国再生水利用量再生水占用水总量的三分之一，成为重要立方米年，缓解了水资源供需矛盾/的水源补充20%雨水收集潜力城市雨水收集利用可减少径流污染，补充地下水发展再生水利用是解决水资源短缺的重要途径北京等缺水城市的成功实践证明，通过科学规划和技术创新，再生水可以安全用于工业生产、城市绿化、河湖补水等多个领域雨水收集回用系统的建设也为城市水资源综合管理提供了新思路社会参与与公众监督信息公开制度建立排污企业名单公示制度，定期发布水环境质量信息，保障公众知情权和监督权志愿服务活动组织水环境保护志愿活动，开展河流清理、水质监测、环保宣传等公益行动举报奖励机制建立环境违法行为举报奖励制度，鼓励公众积极参与环境监督，形成全社会共治格局环保教育普及在学校和社区开展水环境保护教育，提高公众环保意识和参与能力公众参与是水环境保护的重要力量通过完善信息公开、鼓励社会监督、开展志愿服务等方式，调动全社会参与水环境保护的积极性，形成政府主导、企业负责、公众参与的治理格局绿色生产与清洁生产审核清洁生产审核对化工、造纸、印染等高风险行业实施强制性清洁生产审核，从源头减少污染物产生技术改造升级推广先进适用技术，提高资源利用效率，减少废水产生量和污染物浓度循环经济模式建设生态工业园区，实现企业间废物交换利用，构建循环经济产业链绿色发展评价建立绿色发展评价体系，将环境绩效纳入企业考核，激励绿色转型推进清洁生产是实现工业绿色发展的重要途径通过强制性审核制度，督促高污染行业采用先进技术和管理措施，从根本上减少污染物产生，实现经济效益和环境效益的统一财税政策与绿色金融建立健全绿色财税政策体系，通过污水处理费、环保税等经济手段引导治理投资发展绿色债券、绿色信贷等金融产品，为水污染治理提供资金支持推广、等投融资模式，吸引社会资本参与水环境治理这些政策创新为水污染防治提供了可持续的资金保障，促进了环保产PPP BOT业的健康发展主要难题与挑战地方保护主义数据共享障碍部分地方政府过分追求经济发不同部门间环境数据共享不足，展，对环境违法行为监管不力，信息孤岛现象严重，影响科学决导致执法效果打折扣策和协同治理技术标准滞后新兴污染物缺乏相应的监测标准和治理技术，环境管理面临技术空白当前水污染防治仍面临诸多挑战，需要进一步完善体制机制，加强部门协调，强化科技支撑只有解决了这些深层次问题，才能实现水环境质量的根本性改善十四五水污染防治目标1黑臭水体消除全面消除地级及以上城市建成区黑臭水体，县级城市黑臭水体消除比例达到90%2水质目标提升全国地表水类水体比例达到以上，劣类水体基本消除Ⅰ-Ⅲ85%Ⅴ3饮用水安全保障县级及以上城市饮用水安全保障达到，农村饮用水安全巩固提升95%4污水处理能力城市污水处理率达到，县城污水处理率达到，建制镇污水处理率98%95%达到70%十四五规划确定了更加严格的水环境质量目标，体现了我国坚持生态优先、绿色发展的坚定决心这些目标的实现将显著改善人民群众的生活环境质量。