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第二节水体污染一、水污染物二、水污染源水体•水体是地表水圈的重要组成部分，指的是以相对稳定的陆地为边界的天然水域，包括有一定流速的沟渠、江河和相对静止的塘堰、水库、湖泊、沼泽以及受潮汐影响的三角洲与海洋。•在环境科学领域中把水体当作完整的生态系统或自然综合体来看待，其中包括水中的悬浮物质、溶解物质、底泥和水生生物等。水文循环与水污染•人类活动对水环境造成的污染已经渗透到降水、地表与地下径流等水文循环各个环节，且超过了部分水体的自净能力，造成了对水环境质量、水资源质量、生物质量及人体健康的严重危害。一、水污染物•造成水体的水质、生物质、底质恶化的各种物质或能量称为水污染物。常见的水污染物大约有15类，见表2-11。•（1）生物性污染物：种类繁杂，形成全球性危害•（2）化学性污染物：种类多、数量大、毒性强•（3）物理性污染物•（4）综合性污染物二、水污染源•向水体排放或释放污染物的“源”或场所称为水污染源。水污染源分为自然污染源和人为污染源两大类:•自然污染源：指自然界本身的地球化学异常所释放的物质给水体造成的污染，如高矿化度地下水，矿床周围的矿化水等具有持久、长期作用但一般仅在有限的区域内发生的污染物来源。•人为污染源：指由于人类活动产生的污染物给水体造成的污染。主要的人为污染源：•1.生活污水：指人们日常生活中产生的各种污水的混合液。污水中杂质很多，但其总量一般只占0.1～1%，其余都是水分，需要经过处理才能排入水体或灌溉农田。•2.工业废水：指各种工业企业在生产过程中排出的废水。成分极其复杂，污染物含量变化也很大。•按成分可以将工业废水分为两大类：•（1）含无机物的废水•（2）含有机物的废水•3.农村污水：主要指农业生产过程中产生的牲畜粪便、化肥农药，用于灌溉的各种废污水。农村污水含有较高的有机质、植物营养素、病原微生物和化肥农药，是农产品、水产品和地下水的重要污染源。•按污染源向水体排放的形式，又可把污染源划分为点污染源和面污染源两类：•点污染源是指在一地点以集中形式排入水体的污水和废水来源，如污水排放口等；•面污染源指来源于水体的集水面积上的污染物来源。第三节水体污染类型•一、需氧有机物污染•需氧有机物在生物化学作用下易于分解，分解时要消耗水中的溶解氧，包括碳水化合物、蛋白质、油脂、氨基酸、脂肪酸、酯类等有机物。水体中需氧有机物越多，耗氧也越多，水质就越差，水体污染就越严重。•生化需氧量（BOD）•指在好气条件下，单位体积中需氧物质在生化分解过程中所消耗的氧量。生物需氧量大，表明水中的需氧有机物浓度大。水中剩余的需氧有机物质随着时间的增加按指数规律减少：在实际工作中，通常用被检测水体在20℃条件下经过五天减少的氧量来表示生化需氧量，称为五日生化需氧量（BOD5）。•溶解氧（DO）•指溶解于水中的分子态氧，主要来源于空气或藻类的光合作用。•淡水中饱和溶解氧：•氧在水中的溶解度与水温和水中盐分的含量有密切关系（表2-12）tC6.31468饱和二、酸、碱、盐污染•水体中无机盐的增加能提高水的渗透压，对淡水生物、植物生长有不良影响。在盐碱化地区，地面水、地下水中的盐类将进一步危害土壤质量。酸、碱、盐污染造成的水的硬度的增长在某些地质条件下是非常显著的。•无机酸、碱主要来源于矿山排水、工业废水和酸雨。地下水硬度升高的三种作用过程：•（1）CO2增加打破了原来地下水中的CO2平衡状态促使了CaCO3的溶解，为土壤中水溶性Ca2+、Mg2+的产生创造了条件：•（2）水中离子对的数量增多，从而大大减少了水中游离性离子的数量，导致水中碳酸盐矿物的饱和度和Ca2+与Mg2+的饱和度降低，更多的Ca2+、Mg2+进入水中引起硬度升高。•（3）盐污染产生阳离子交换作用导致地下水永久硬度的持续增长。322232HCOCaOHCOCaCO2222MgCaNaNaNaMgCa高硬度水的危害：•难喝，有苦涩味；可引起消化道功能紊乱、腹泻和孕畜流产；对人们日用不便，耗肥皂多、耗能多、影响水壶和锅炉的使用寿命；锅炉易结垢，导热系数减小，不仅增加能耗，还易引起爆炸；如欲进行软化、脱盐处理，则产生的污水流失到环境中又会引起地下水硬度升高，形成恶性循环。三、毒污染•毒污染是水污染中特别重要的一类，种类繁多，其共同的特点是对生物有机体的毒性危害。造成水体毒污染的污染物可划分四类：（1）非金属无机毒物（2）重金属与类金属无机毒物（3）易分解有机毒物（4）难分解有机毒物1.非金属无机毒物——氰化物•氰化物是剧毒物质，大多数氰的衍生物毒性更强，由于它能在体内产生氰化氢，使细胞呼吸受到麻痹引起窒息死亡。氰化物虽然有剧毒，但有较强的净化作用：（1）氰化物的挥发作用（2）氰化物的生物化学氧化分解322HCOHCNOHCOCNCNOOCN22223422CONHOHCNO2.重金属与类金属无机毒物•重金属主要是通过食物进入人体，不易排泄，能在人体的一定部位积累，使人慢性中毒，极难治疗。•重金属类污染物无法消失，只有形态、价态的变化，并具有生物食物链的富集作用，即由很低的浓度，通过动物（及植物）食物链的特殊作用，可富集到极高的浓度。•采矿、冶炼、煤和石油的燃烧是重金属污染的主要来源。3.易分解有机毒物——酚类化合物•酚属高毒类，为细胞原浆毒物，长期饮用被酚污染的水源，可引起头昏、出疹、骚痒、贫血及各种神经系统症状，甚至中毒。低浓度酚污染就能影响鱼类的回游繁殖，高浓度酚污染可使鱼类大量死亡，甚至绝迹，酚还可抑制微生物的生长。•酚类化合物较易分解净化，其净化的途径为：（1）生物化学氧化（2）酚的化学氧化（3）酚的挥发作用（4）底泥的作用4.难分解的有机毒物——有机氯农药•有机氯农药是农药中的一大类，具有剧毒、广谱、高效、难分解、易残留等特点，能在食物链中高度富集，在氧化环境中相当稳定，很难降解。大量的科学资料证明，有机氯农药已经参加了水循环及生命过程，呈全球性分布。除了造成鱼类、水鸟大批死亡外，对人类及后代存在着严重的潜在威胁。•有机氯农药除了来自集中生产的工厂的点源外，还来自广大面积的农、林、渔业区，已成为环境问题中的一个突出问题。四、热污染和放射性污染1.热污染热污染的危害主要表观在：使溶解氧减少，直至零；使某些毒物毒性提高；使鱼类不能繁殖或死亡；破坏水生生态平衡的温度环境条件；加速某些细菌的繁殖，助长水草丛生、厌气发酵、恶臭等。热污染对生态系统的影响大体可分为4个阶段:（1）被动的限制阶段（2）调整阶段（3）冲击阶段（4）破坏生态系统阶段2.放射性污染放射性水污染是由放射性核素通过自身的衰变放射出α、β和γ射线引起的一种特殊水污染，它使生物和人体组织电离而受到损伤，引起放射病。有的放射性核素会在水生生物、粮食、蔬菜等食物中富集，而且只能靠自然衰变来降低放射性强度，所以它比化学毒物的危害可能更大。射线能否对人造成伤害，取决于受照射的剂量，过量的照射会使人体遭受暂时或永久的伤害或死亡。水中放射性污染源主要有：天然放射性核素；核武器试验的沉降物；核工业的废水、废渣；放射性同位素的生产和应用；其它工业中的放射性废水及废弃物。五、酸雨（雾）•酸雨是指pH值小于5.6的酸性降水，它包括酸性雨、雪、冰雹、露、霜等多种形式。•大气中的CO2溶于雨水中可以形成H2CO3，雨水的最小pH值约在5.6~5.7之间：3222COHOHCO332HCOHCOH322HCOHOHCO83.72310][]][[COHCOH621310162.2])][([][HCOHH665.5pH•一般把pH5.6的降水称为人类活动造成的酸雨，据估计，目前为60%的酸雨起因于SO2，约40%则起因于NOx。•酸雨的形成过程很复杂，简单地说是大气中SO2先被氧化成SO3，然后再与水作用成为硫酸。其形成机理有三种可能途径：（1）被光化学氧化剂氧化（2）SO2经金属触媒作用，氧化生成SO3（3）SO2被固体颗粒吸附和催化，形成硫酸雾•酸雨（雾）可长期停留在大气中，危害十分严重，主要表现在：（1）酸雾对人的毒害比SO2增大十倍（2）直接损害植物的叶面腊质层，影响植物散发和气体交换作用（3）酸化土壤，并活化某些有毒金属，危害陆生生物（4）酸化湖泊，危害水生生物，致使底泥重金属溶解释放，影响供水水质（5）直接腐蚀金属器物、文物、古迹、建筑物等六、富营养化污染•“富营养化”是一种主要发生在水流缓慢，更新期长的水体中由生物营养物质富集而引起的水污染现象。近代湖沼学也把这一现象当作湖泊演化过程中逐渐衰亡的一种标志。•富营养化虽然是一个自然过程，但人类活动大大加速了这一过程。这是因为生活污水、工业废水，尤其是农业径流所携带的大量营养物质致导了藻类急剧地生长，这种情况下的富营养化称为人为富营养化。•水体出现富营养化现象时，浮游生物大量繁殖。因占优势的浮游生物的颜色不同，水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在江河湖泊中称为水华，在海湾中称为赤潮。•富营养化显著的危害是：促使湖泊老化；破坏水产资源；危害水源。富营养化产生的硝酸盐、亚硝酸盐对人、畜有害，此外，它们又是致癌物亚硝胺的前身物，因此受到重视。fin…