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: xiesg@pku.edu.cn,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,教學內容,第一講 水質與健康飲水第二講 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

2、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,概論內容,簡要介紹國內外水源水污染現狀飲用水水質和安全飲用水水質標準發(fā)展過程 飲用水凈化技術發(fā)展過程,,,黃河入海衛(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

3、83個重點監(jiān)測斷面中，有72.3%的斷面水質劣于地表水環(huán)境質量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)境有毒有機物污染檢測結果表明，

4、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

5、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,水質通常具有雙重含義: (1)水的性質，即水與其中所含的各種其它物質共同構成的綜合特性，它所包含了環(huán)境水質體系的各種特征和過程； (2) 水的質量，人類現代生產與生命健康對水質特性所要求達到的水平，它包含人類生活和生產對水質提出的需求和保證達到要求的水質轉化方式。,15,飲用水水質安全,水生性疾病的

6、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容是水質安全，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,水質問題－感觀性態(tài),水質的感觀性態(tài)主要指水的色、嗅、味這些人可以感受到的水質特征，因此也成為人類歷史上最早用來判斷水質優(yōu)劣的指標。色 （黃水或紅水，管網腐蝕，鐵錳氫氧化物沉淀）濁度 （懸浮

7、物、泥沙、管網腐蝕、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：農藥、 重金屬、三致物質環(huán)境激素（內分泌干擾物) 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、代謝

8、、結合等過程，激活或抑制內分泌系統(tǒng)功能，破壞內分泌系統(tǒng)維持機體穩(wěn)定性和調控作用。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,水質問題－生物污染,種類： 細菌、病毒和寄生蟲美國：1971－1985年 452 次水生傳染病爆發(fā)，發(fā)病人數達10萬人1991－1994 64 次水生傳染病爆發(fā)，發(fā)病人數達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： 1

9、959－1984 傳染性肝炎 9548例 2002年 海南商貿冷凍廠 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,水質問題－復合污染,發(fā)達國家在過去100多年內不同時期所發(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，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

10、合污染的特征:氮磷、重金屬、持久性有機毒物（POPs)、內分泌干擾物多種污染共存并聯合作用多種污染過程同時發(fā)生多種污染效應表現出協(xié)同或拮抗效應,20,水質突發(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2001－2004 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

11、個常見指標的意義,濁度CODMn指數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,飲用水水質標準的發(fā)展,國際權威性、代表性標準：WHO的《飲用水水質準則》 EC的《飲用水水質指令》USEPA的《國家飲用水水質標準》,23,我國原飲用水水質35項標準(GB5749－85),標準(GB5749－85)的差距：微生物學指標待加強需細化有毒有害物質

12、的指標宜制訂分級水質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,一類水司的水質指標調整為88項，其中有機物指標增加到38項；二類水司的水質指標為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,增加高錳酸鉀指數作為水質常規(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/L)、糞大腸桿菌群(每100 mL 水樣中不得檢出)，將鎘由0.01 m

13、g/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)項目中增加了農藥、除草劑、微囊藻毒素-LR、消毒副產物（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。 該標準對水質提出了更高的要求，并體現了“以人為本”的原則。正對工業(yè)廢水排

14、放和農藥污染加劇的趨勢，增加了對有機物和農藥的檢測項目，還增加了消毒劑、賈弟氏蟲和隱性孢子蟲的檢測項目,27,《生活飲用水衛(wèi)生標準》GB 5749-2006,水質指標由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

15、，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、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

16、-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α放射性。,29,水質標準的發(fā)展趨勢,美國標準還包括軍團菌和病毒。

17、考慮到賈弟氏蟲、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。從現有的水平來看，我國在有機物種類設定的水質標準上與西方發(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標準來看，每一次水質標準的變化，都將要求水處理控制技術和水質

18、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、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、示范市供水水質監(jiān)控網絡及預警技術示范,,,,,,,,,,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