水环境的金属污染PDF电子书下载

目录 1

第一章 引言 1

1 环境污染 1

2 来源、途径和蓄积 1

3 水生态系统 1

第二章 金属的毒性 3

1 金属 3

1.1 元素的分类 3

1.2 金属的分类 5

1.3 水系统中微量金属的种类 6

2 微量金属与有机生命 7

2.1 人类生命必需的微量元素 7

2.2 缺乏与过剩 10

2.3 金属的毒性 10

2.4 某些微量元素对健康的危害 12

2.5 毒性物质在水体食物链的累积 14

2.6 严重的金属中毒事件 15

2.6.1 汞中毒 15

2.6.2 镉中毒 17

2.6.3 铅中毒 18

2.6.4 铬中毒 19

2.6.5 砷中毒 20

2.7 金属中毒的近期研究 20

3 水质指标：标准 21

3.1 引言 21

3.2 指标的发展 21

3.3 水质标准 24

4 金属污染源 24

4.1 地质风化作用 25

4.2 采矿废水 26

4.3 工业废水 31

4.4.1 生活废水 34

4.4 生活废水和城市暴雨径流 34

4.4.2 城市暴雨径流 35

4.4.3 废物堆 38

4.5 来自农业区的金属 38

4.6 大气污染源 39

4.7 特殊污染源 44

4.8 污染源的综合效应 45

5 金属的分析 49

5.1 污染介质的评价 49

5.2 采样和分析方法 53

5.2.1 采样 53

5.2.2 分析方法 54

1 主要离子的分布 56

1.1 自然界中盐的浓度 56

第三章 河流、湖泊和海洋中金属的浓度 56

1.2 人为污染 58

2 天然水中微量金属的化学状态 59

2.1 在淡水和海水中的化学形态 59

2.1.1 微量金属形态的分析 59

2.1.2 淡水－海水模型 63

2.2 天然水的氧化还原条件 64

3 海水中的微量金属 66

3.1 天然分布 67

3.2 人为影响 70

3.2.1 金属的大气输入 71

3.2.2 来自排放污水的金属 72

4 内陆水中的微量金属 73

4.1 天然含量 73

4.2 河水的金属污染：区域实例 76

4.2.1 美国水系的重金属污染 76

4.2.2 英国内陆水体和近岸水体的金属污染 77

4.2.3 德意志联邦共和国河水中的重金属 79

4.2.4 中华人民共和国水体中的重金属 81

4.2.5 苏联河水中的重金属 82

4.2.6 日本水体中的重金属 83

4.3 淡水系统中金属的迁移 84

4.3.1 水流量与金属迁移 84

4.3.2 金属迁移的年循环 86

第四章 根据沉积物的分析评价金属的污染 89

1 引言 89

1.1 溶解态与固态之间的平衡 89

1.2 沉积物表层样品与芯样 90

2 关于水体沉积物中金属的研究 91

2.1 样品的采集与保存 91

2.1.1 土壤与沉积物 91

2.1.2 采泥器和芯样取样器 92

2.1.3 沙质沉积物取样器 93

2.1.4 悬浮物 93

2.1.5 孔隙水的采集 93

2.1.6 保存 94

2.2 沉积物机械组成分析 94

2.3 矿物学分析 95

2.4 营养成分（碳、氮、磷）的化学分析 95

2.4.1 用铬酸法测定可氧化物质（有机碳） 95

2.4.2 基耶达（Kjeldahl）法测定氮 95

2.4.3 总磷的测定 96

2.5 分析金属时沉积物的消化 96

2.5.1 氢氟酸分解 96

2.5.2 盐酸－硝酸（王水）分解或硝酸消解 96

2.5.3 偏硼酸锂熔融法（兼测硅） 96

2.5.4 固体悬浮液直接移入石墨管 96

3 水中沉积物的地球化学探测 97

4 粒度效应 99

4.1 微量金属含量对粒度的相依性 99

4.2 粒度效应的减 100

4.2.1 从粒度分布外推 100

4.2.2 金属含量与表面积 102

4.2.3 用细筛分离粘土——粉砂和细砂 102

4.2.4 用沉淀管分离小于2μm的泥质级分 103

4.2.5 稀酸（盐酸、硝酸）处理 103

4.2.6 矿物分离：石英校正法 104

4.2.7 与“保守”元素比较 104

4.2.8 元素的相对原子变化 105

5 水体沉积物中金属分布的控制因素 106

6 天然金属含量与人类活动产生的沉积物 107

6.1 平均页岩值：全球标准值 108

6.2 古湖沉积物：关于环境数据的标准 108

6.3 古河流沉积物：区域影响 109

6.4 近代沉积物的芯样：工业发展的200年 110

6.5 相对未污染地区的近期湖泊沉积物 110

6.6 悬浮物中的金属：雨水中的背景值 111

6.7 背景值和非点源 111

7 湖泊沉积物——重金属污染的指示剂 112

7.1 干扰：地球化学背景与人类影响 113

7.2 湖泊沉积物中的金属污染（实例） 115

7.3 表明年代的沉积物芯样里记录的金属污染 118

7.4 湖泊的汞中毒 122

7.4.1 汞污染源 122

7.4.2 瑞典的湖泊 123

7.4.3 加拿大湖泊：克莱湖 123

7.4.4 劳伦先大湖系 123

8 河流沉积物中的金属污染 126

8.2 河流沉积物：环境污染的一种效应 127

8.1 汞的地球化学探测 127

8.3 重金属因人为影响在河流沉积物中富集 131

9 通过沉积物研究评价重金属对海域的污染 140

9.1 汞污染——近岸沉积物金属富集的形式 140

9.1.1 水俣湾——日本沿海工业造成的金属污染 140

9.1.2 克莱德海湾——污泥处理 142

9.1.3 南加利福尼亚沿岸——下水道排放和大气影响 143

9.1.4 纽黑文——不规则污永排放 145

9.2 纽约城区对排入海洋的废弃物的处理 147

9.3 新贝德福港湾的工业排放 149

9.4 北海、波罗的海和地中海重金属的富集 150

9.4.1 地中海的金属污染 150

9.4.2 北海的金属污染 152

9.4.3 波罗的海的金属污染 153

9.4.4 其他海盆——峡湾 155

9.5 河口沉积物中的重金属 156

9.5.1 河口环境 157

9.5.2 莱菌河河口 158

9.5.3 易北河河口 158

9.5.4 混合过程 160

第五章 金属在固相和液相之间的迁移 162

1 水系统中金属的停留时间 162

2 沉积物中金属结合的类型 165

2.1 沉积物中化学相的分类 165

2.2 矿物碎属中的重金属 166

2.3 重金属沉淀 166

2.3.1 氢氧化物 167

2.3.2 硫化物 168

2.3.3 碳酸盐 168

2.4 阳离子的交换与吸附 169

2.5 粘土矿物的吸着作用 173

2.6 水合铁锰氧化物和硫化铁上的吸附与共沉淀 175

2.6.1 水合铁锰氧化物的生成 176

2.6.2 重金属在铁锰氧化物上的吸附 178

2.6.3 微量元素与硫化铁的共沉淀 179

2.7.1 天然水中的有机物 182

2.7.2 腐殖质对金属的吸附与络合 183

2.7.3 金属－有机物的凝结与絮凝 184

2.7 金属和有机物的结合 185

2.7.4 金属－有机络合物与沉积物的结合 185

2.8 微量元素在碳酸盐和磷酸盐上的吸附 187

3 金属在水体沉积物中的积累——各种过程和载体的交互作用与影响 189

3.1 粘土矿物上的氢氧化物覆盖物 189

3.2 粘土矿物上的有机覆盖物 190

3.3 水合金属氧化物、有机物、碳酸盐和磷酸盐之间的相互作用 191

3.4 天然水体金属载体的作用 192

3.5 河口微量金属的非保守作用 194

4 天然的和污染的沉积物中化学相的测定 196

4.1 天然的和污染的水体沉积物中金属结合的方式 196

4.2 粒度与年变化：相浓集因子 202

5 沉积物中重金属的释放 204

5.1 咸水与沉积物的相互作用 204

5.1.1 解吸实验 204

5.1.2 河口水与沉积物的界面 206

5.2 氧化还原条件的变化和金属的释放 206

5.2.1 影响间隙水中金属分布的化学因素 208

5.2.2 影响金属从孔隙水释放的物理过程 209

5.3 酸水对金属释放的影响 213

5.3.1 酸性矿水 213

5.3.2 酸沉淀作用 215

5.4 金属与有机络合剂的作用 216

5.5.2 金属的细菌淋溶作用 219

5.5.1 天然环境中微生物的作用 219

5.5 因微生物活动引起的重金属释放 219

5.5.3 微生物在汞循环中的作用 220

5.5.4 砷、铅、硒的微生物甲基化作用 222

第六章 水中生物体内的重金属 224

1 影响生物体内重金属毒性和吸收的物理化学因素 225

1.1 温度和含氧量 225

1.2 水的硬度 226

1.3 有机化合物 227

1.4 pH值 230

1.5 含盐量 231

2 影响水中生物体内重金属含量的生物因素 232

2.1 一般生理行为 232

2.2 生物的生活周期和生活史 233

2.4 特殊物种及个体变异 234

2.3 生物体内金属含量的季节性变化 234

2.5 食物污染和肠内物 235

3 淡水和海水中不同食物层次生物体内的重金属富集 235

3.1 自养生物体 235

3.1.1 浮游植物 235

3.1.2 海水中的大型藻类 237

3.1.3 淡水藻类 238

3.1.4 苔藓 239

3.1.5 高等水生植物 239

3.2 杂食性生物 240

3.2.1 浮游动物 242

3.2.2 双壳贝 243

3.2.3 海洋高等甲壳动物 248

3.2.4 淡水甲壳动物 249

3.2.5 海鱼和淡水鱼 250

3.3 因水中生物活动引起的重金属从沉积物中释放 255

3.4 水中生物体内的食物链富集 258

1 饮用水生产中的重金属去除 264

1.1 筑堤过滤法获得的水 264

第七章 水中微量金属的净化方法 264

1.2 通过土地散发和注入所得地下水的人工回灌法 266

1.3 用常规的物理化学处理法（PCT）和有关的先进方法直接进行水的净化 267

1.3.1 用传统的预澄清、氯化、絮凝和过滤等方法去除微量金属 270

1.3.2 用化学沉淀法去除重金属 270

1.3.3 饮用水净化中的活性碳过滤 272

1.3.4 用离子交换法去除重金属 274

1.3.5 配水系统中可能的金属富集 275

2 工业和生活污水中的重金属 277

2.1 电镀工业排出的废水 277

2.2 氯碱厂废水中汞的去除 279

2.4.1 从机械（初级）沉降装置中提取金属 280

2.3 防止和控制酸性废矿水的排放 280

2.4 城市排水系统中重金属——生物处理（BT） 281

2.4.2 在生物净化阶段水中金属的还原 282

2.5 废水的三级物理－化学法处理 283

3 污水污泥中的重金属 287

3.1 污水污泥的土地利用 287

3.2 重金属对地下水质？的影响 290

3.3 污水污泥的海洋处置 292

3.4 污水污泥的焚化 293

第八章 结语 294

1 处理与再利用 296

2 可替换的材料 298

附录 299

表A 淡水中的重金属 299

表B 有机体中的重金属 304

参考文献 328