《专门水文学》-水质评价

'第三章水资源的质量评价水的质量简称水质，是指水体中所含物理成分、化学成分、生物成分的总和。天然的水质是自然界水循环过程中各种自然因素综合作用的结果，人类活动对现代水质有着重要的影响。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. 第三章水资源的质量评价衡量水质好坏的指标项目繁多，共有上百种，可将他们划分为：物理性水质指标：色、嗅、味、透明度、水温、电导率化学性水质指标：一般化学指标、有毒的化学指标、氧平衡指标生物性水质指标：细菌总数、总大肠杆菌数、各种病原菌及病毒Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. §1水资源的质量分类一、水资源的质量分类（一）按水的物理特性分类分类指标一般包括色、嗅、味、透明度、水温等。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. 一、水资源的质量分类表3.1水的透明度分级分级野外鉴别特征透明的无悬浮物及胶体，60cm水深可见3mm的粗线微浊的有悬浮物，30-60cm水深可见3mm的粗线混浊的有较多的悬浮物，半透明状，小于30cm水深可见3mm的粗线极浊的有大量的悬浮物，似乳状，水深很小也不能清楚可见3mm的粗线Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. 表3.2水的嗅味强度分级强度等级程度反应0无气味没有任何气味1极微弱一般感觉不出气味，嗅觉敏感时可感受2弱未指出前，一般不易察觉3明显易于觉察，此种水不加以处理，不适于饮用4强嗅后使人不愉快，不能饮用5极强臭味极强，使人恶心一、水资源的质量分类Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. （二）按水中常量化学指标分类水中常量化学指标的分类指标通常有矿化度、硬度、酸碱度以及各种常量离子的组合。矿化度根据水的矿表3.3水质按矿化度分类化度可将水划分为淡水、微咸水、咸水、盐水、卤水等五类。划分标准可参照表3.3。名称矿化度（g/l）淡水<1微咸水1～3咸水3～10盐水10～50卤水>50一、水资源的质量分类Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. 表3.4水质按硬度分类名称硬度以碳酸钙计（mg/l）德国度极软水<75<4.2软水75～1504.2—8.4微硬水150～3008.4—16.8硬水300～45016.8—25.2极硬水>450>25.2一、水资源的质量分类Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. 表3.5水质按酸碱度分类名称PH值强酸性水<5.0弱酸性水5.0～6.4中性水6.5～8.0弱碱性水8.1～10.0强碱性水>10.0一、水资源的质量分类Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. （三）按水的环境化学指标分类化学需氧量（COD）它是水体中进行氧化过程所消耗的氧量，以毫克每升表示。因水中各种有机物进行化学氧化的难易程度不同，因此COD值只表示在规定条件下氧化所需氧量的总和，往往作为水体有机污染的指标。一、水资源的质量分类Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. 注：1.表示有机物含量等级，并不代表有机物绝对数值。2.如用重铬酸钾测定需氧量，可将表中数值除以40—50%。类别高锰酸钾测定的需氧量（mg/l）很低的<1低的1～2.5中等的2.5～5.0稍高的5.0～10高的10.0～15.0很高的>15.0表3.6水质按化学需氧量分类一、水资源的质量分类Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. 生化需氧量(BOD)它是水体中微生物分解有机化合物过程中所消耗的溶解氧量。因微生物分解有机物的速度和程度与温度、时间有关，为了使测定的BOD值有可比性，通常采用在20℃下，培养5天后所测的BOD值，记为BOD5。BOD<1mg/l为清洁水，BOD>3～4mg/l表示已受污染。一、水资源的质量分类Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. （四）按水化学组分分类天然水的化学组分与水的形成、赋存条件有着密切的关系。一方面，相似的自然条件下形成的水，其化学组分也相似；另一方面，水中各种阴、阳离子的含量组合，可以反映水岩相互作用、水流的动力学特征及水化学环境的差异。正因如此，水化学类型不仅有助于了解天然水的成因条件，而且水化学类型的递变格局也时常成为圈划地下水系统、地表水系统，以及研究两者之间水力联系的重要证据。一、水资源的质量分类Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. 水质评价是按照评价目标，选择相应的水质参数（指标）、水质标准和计算方法，对水质的利用价值及水的处理要求做出的评定。水资源用途广泛，而且水又是一种环境要素，所以，水质评价的目标及要求也是多种多样的。水质评价一般可分以下几类：二、水质评价分类Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. （一）按评价对象分大气降水水质评价地表水水质评价地下水水质评价二、水质评价分类Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. (二）按评价时段分回顾评价、回顾评价是利用积累的历史水质数据，揭示水质演化的过程现状评价、现状评价是根据近期水质监测数据，阐明水质当前的状况影响评价、影响评价又称预测评价，是针对拟建工程在运行后对水质的可能影响做出预测分析。二、水质评价分类Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. (三）按水的用途分供水水质评价：（包括生活饮用水、工业用水、农业灌溉用水等方面的水质评价）养殖业用水（渔业）水质评价：风景游览水体的水质评价：水环境质量评价：为水环境保护服务二、水质评价分类Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. (四）按评价的范围分局部地段的水质评价：区域性的水质评价：在实际工作中，上述分类往往是相互交叉的，例如，为供水服务的地下水水质评价，既应进行回顾评价又应突出现状评价的内容，同时还应对水源地投产后水质的可能变化做出预测分析。二、水质评价分类Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. §2生活饮用水水质评价生活饮用水的水质要求较严格。对生活饮用水源进行评价时，首先要按照规定进行取样、检测分析，分析项目应不少于生活饮用水水质标准中所列的项目。还要对分析结果和采用的分析方法进行全面的复查，根据复查后的结果按照《生活饮用水卫生标准》(GB5749—85)中规定的指标逐项进行对比评价。只有全部项目符合标准要求时，才能作为生活饮用水。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. §2生活饮用水水质评价我国的《生活饮用水卫生标准》(GB5749—85)列于表3.7，标准中的项目类别分为感官性状和一般化学指标、毒理学指标、细菌学指标和放射性指标。（一）感官性状指标也称物理性状指标：包括色、浑浊度、嗅、味及肉眼可见物等，它们与水的化学组分含量及类型密切相关，是反映水质状况的直接指标。感官性状指标虽然不属于危害人体健康的直接指标，但它们不符合要求时使人产生厌恶感，也可能是水中含有致病物质和毒性物质的标志。因此，饮用水首先要求无色、清澈、无嗅、无味、无肉眼可见物。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. §2生活饮用水水质评价（二）一般化学指标包括pH值、总硬度、铁、锰、铜、锌、硫酸盐、氯化物、溶解性总固体等。自然水体中存在这些化学物质，一般情况下虽然对人体健康不造成直接危害，但在金属硫化物矿区和煤矿所在地区，铁、锰、铜、锌及硫酸盐会出现异常高值而严重影响人体的正常生长发育。因此，饮用水对这些化学物质的含量有严格的限制。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. §2生活饮用水水质评价（三）毒理学指标主要包括氟化物、氰化物、砷、硒、汞、镉、铬、铅、银、硝酸盐、氯仿、四氯化碳、苯并(a)芘、滴滴涕、六六六等。当水中这些化学物质含量达到一定浓度时，就会对人体健康造成危害。在末受污染的水源中，有毒物质的含量是极少的，对人体健康没有影响。一旦水源受到工业“三废”污染和农药污染，则有毒物质随饮用水进入人体，对人体健康产生危害。有些毒性物质能引起人体急性中毒，大多数毒性物质可在人体内积蓄，引起慢性中毒。有毒物质对人体的毒害主要表现为：氟骨症、骨质损害、骨疼病、破坏中枢神经、损伤记忆、造成新陈代谢紊乱、血红蛋白变性、皮肤色素沉淀、脱发、破坏人体器官的正常功能、致癌等，中毒严重者会导致快速死亡。因此，饮用水中对毒性化学指标有严格的限制。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. §2生活饮用水水质评价（四）细菌学指标主要指细菌总数和总大肠杆菌数，它们对人体的危害主要是引起肠道传染病。评价饮用水质时，细菌学指标一般都由卫生防疫部门分析检测。当细菌学指标超出标准时，则需要进行消毒处理。由于通常采用氯和氯素化合物对饮用水进行消毒，故把游离余氯也列在细菌学指标内。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. §2生活饮用水水质评价（五）放射性指标包括总α放射性和总β放射性，饮用水中规定的标准等效采用了世界卫生组织的推荐值。这是基于假设每人每天摄入2L水时所摄入的放射性物质，按成人的生物代谢参数估算出一年内产生的剂量确定的。推荐值留有较大的安全系数。我国的地面水总放射性水平为：总α放射性0.001—0.01Bq/L；总β放射性0—0.26Bq/L。地下水的总α放射性0.04—0.4Bq/L，最高可达2.2Bq/L，总β放射性0.19一1.0Bq/L，最高可达2.9Bq/L。可见，我国的水源放射性指标一般是符合饮用水标准的。。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. 、锅炉用水水质评价成垢作用（1）锅垢总量式中：为锅垢的总量（g/m3）；，按锅垢总量，水可分为：H0<125g/m3时，为沉淀物很少的水；H0=125—250g/m3时，为沉淀物少的水；H0=250—500g/m3时，为沉淀物较多的水；H0>500g/m3时，为沉淀物很多的水。……等为各离子的含量（meq/L）。S为悬浮物质量（mg/L）；C为胶体质量（SiO2+Al2O3+Fe2O3……）（mg/L）；§3工业用水水质评价Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. （2）硬垢系数当Kn＜0.25时为软硬水当Kn＝0.25～0.5时为软硬垢水当Kn＞0.5时为硬垢水成垢作用、锅炉用水水质评价Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. 2、腐蚀作用用腐蚀系数Kh评价对碱性水当Kh＞0时为腐蚀性水当Kh＜0时但时，为半腐蚀性水；时，为非腐蚀性水。对酸性水、锅炉用水水质评价Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. 用起泡系数（F）评价当F<60时，为不起泡的水当F=60—120时，为半起泡的水当F>120时，为起泡的水3、起泡作用、锅炉用水水质评价Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. 二、工程建筑用水水质评价（1）碳酸侵蚀CaCO3+H2O+CO2Ca2++2HCO3-（2）一般酸性侵蚀（3）评价指标1.分解性侵蚀Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. 二、工程建筑用水水质评价1)分解性侵蚀指数PHs式中HCO3-－水中HCO3-含量（meq/l）K1－查表3.9求得当水的实际PH≥PHs时，无分解性侵蚀，PH＜PHs时，有酸性侵蚀2)PH当水的PH值小于表3.9中所列PH值时，有酸性侵蚀3)游离CO2游离[CO2]＞a[Ca2+]+b+K2时，有侵蚀性式中：a、b、K2由表3.9、3.10中查得Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. (1)侵蚀机理：(2)评价指标用SO42-评价，当水中SO42-含量（mg/l）大于表3.9中得数值时，有结晶性侵蚀2、结晶性侵蚀二、工程建筑用水水质评价Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. 又称镁盐侵蚀。其侵蚀机理是水中弱盐XXX阳离子（如Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、NH4+等）与水泥发生反应，使混凝土强度降低，甚至破坏。评价指标：用水中弱盐基阳离子总量Me评价当Me＞1000mg/l，且Me＞K3－SO42-时，即有侵蚀当Me＜1000mg/l，不论SO42-含量多少，都无侵蚀如：3、分解结晶复合性侵蚀二、工程建筑用水水质评价Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. §4水环境质量评价水环境质量评价是环境质量评价工作的重要组成部分水环境质量评价既要考虑水质问题又要注意其他各种环境要素和人类活动之间的联系，将水环境视为动态的有机整体水环境质量评价的方法：标准对比分析法水质指数法Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. 地面水环境分类标准一、地面水环境分类标准为保护地表水环境，控制水污染我国根据地表水使用目的及保护目标将其划分为五类:I类主要适用于源头水、国家自然保护区。Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场地等。Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区。IV类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区。V类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. 依据我国地下水水质现状、人体健康基准值及地下水质量保护目标，地下水环境质量评价将地下水质量划分为五类（表3.15）：Ⅰ类主要反映地下水化学组分的天然低背景含量。适用于各种用途。Ⅱ类主要反映地下水化学组分的天然背景含量。适用于各种用途。Ⅲ类以人体健康基准值为依据。主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水。Ⅳ类以工业和农业用水要求为依据。除适用于农业用水和部分工业用水外，适当处理后，可作为生活饮用水。Ⅴ类不宜饮用，其它用水可根据用水目的选用地下水环境质量分类标准二、地下水环境质量分类标准Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. 根据水质评价标准是单级还是多级可以将评价方法分为：水质指数法：适用于单级标准的水体分级评价法：适用于多级标准的水体三、水环境质量评价方法Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. （一）水质指数法：利用表征水体水质的物理化学参数的某物质浓度值，通过数学处理，得出一个较简单的相对数值（一般是无量纲值），用于反映水体的某物质污染程度，这种处理方法，称为污染指数法。反映单一污染物影响下的“分指数”（单一指数）反映多项污染物共同影响下的“综合指数”三、水环境质量评价方法Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. （一）水质指数法：三、水环境质量评价方法Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. （一）水质指数法：三、水环境质量评价方法Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. （一）水质指数法：三、水环境质量评价方法Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. （一）水质指数法：(3)、多项指标的加权均值型综合指数法其计算公式为：式中：Wi——污染物i（即单一指数Ci/Si）的加权值（即权重）其它意义同前。三、水环境质量评价方法Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. （二）分级评价法：分级评价法是将评价参数的代表值与各类水体的分级标准分别进行对照比较，确定其单项的污染分级，然后进行等级指标的综合叠加，综合评价水体的类别或等级。分级评价在具体评分时有不同方式，十分制分级法（W分级法）百分制分级法。三、水环境质量评价方法Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. （二）分级评价法：百分制分级法：百分制分级法通常选取10个评价参数，如DO、COD、氰、酚、铅、汞、铬、镉、油、砷等。将评价参数的实测值对照“地表水水质分级、评价标准”（表1-5-2）得出评分分值Ai，然后采用下式计算总分（M）再根据水质分级表（表1-5-3）对水质进行分级三、水环境质量评价方法Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. （二）分级评价法：百分制分级法：表1-5-2地表水水质分级、评价标三、水环境质量评价方法Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd. Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.'