本章小结

、Cl ,而地下水还有Fe 2+和F 等。所有这些离子主要来源于矿物质的溶解,部分来源于水中有机物的分解。随着水污染的程度日益加重,水中可能含有Hg、Cr、Cd、Pb、Se、As、氰化物等无机类有毒物质,多环芳烃、芳香族氨基化合物、有机汞、酚类化合物等有机类有害物质,以及人工合成的有机磷农药、有机氯等有毒物质,此时水处理工艺将更为复杂。

江河水易受自然条件影响,水较混浊,细菌较多,含盐量和硬度较低。由于湖泊及水库水多由河水供给形成,水质与河水类似。但由于湖(或水库)水流动性小,贮存时间长,经 过长期自然沉淀,一般浊度较低,多数含藻类较多。湖(或水库)水受风浪冲击后水质变化较大,受生活污水污染后易产生富营养化。

1.2.2 水体污染

1)水体污染的概念

水体,指河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川、海洋的总称。它不仅包括水,而且也包括水中的悬浮物、底泥及水生生物等。

水体污染,指人类在生活、生产中使用过的水排入水体后,其所含的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量,导致水的物理、化学及生物性质发生变化,使水体固有的生态系统和功能受到破坏。在自然情况下,天然水的水质也常有一定变化,但这种变化是一种自然现象,不属于水体污染。水体一旦受到污染,会降低水的质量,直接或间接地危害人类的生存和健康。

2)水体污染的原因

水体污染体现在排入水体的污染物质总量超过了水体本身的净化能力。导致水体污染的原因是人类生活、生产过程中排放的污染物造成的。其主要污染源为工矿企业生产过程产生的废水,城镇居民生活区的生活污水与农业生产过程中产生有机农药污水也对水体产生污染。

生活污水,指人类在日常生活中使用过的,并被生活废弃物所污染的水,一般指受到粪便污染的水。

工业废水,指工矿企业生产过程中使用过的并被生产原料等废料所污染的水,包括生产污水和生产废水。

城市污水,指生活污水和工业废水的混合污水。

初期降水由于冲刷了地表的各种污染物,初雨径流含有大量的污染物质,需要对其进行水质处理。

污水经净化处理后最终转化为排放水体,灌溉农田和重复利用。排放水体是污水的自然归宿。当污水排入水体后,水体本身具有一定的稀释与净化能力,污染物浓度能得以降低,但也是造成水体污染的重要原因。灌溉农田可以节约水资源,但必须符合灌溉的有关规定,如果用污染超标水灌溉,不利于农作物生长,还会污染地下水或地表水。因此,农业灌溉用水也是水体受到污染的原因之一。

3)水体污染的分类

水体污染源,指向水体排放污染物的场所、设备和装置等。

①按污染的分布特征不同,分为点污染源、面污染源、扩散污染源。

点源污染,指来自未经妥善处理的城市污水(生活污水与工业废水)集中排入水体造成的污染。

面源污染,指农田肥料、农药以及城市地面的污染物随雨水径流进入水体造成的污染。

扩散污染,指随大气扩散的有毒有害物质,由于重力沉降或降雨过程,进入水体造成的污染。

②按造成水体污染原因的不同,分为天然污染源和人为污染源。

天然污染,指由自然因素造成的污染,如地面水渗漏和地下水流动将地层中某些矿物质溶解,使水中的盐分、微量元素或放射性物质浓度偏高而使水质恶化。

人为污染,指由于人类的生产和生活活动造成的水体污染。人为污染是当前水体污染的主要污染源。

③按受污染的水体的不同,分为地面水污染源、地下水污染源和海洋污染源。

④按污染源释放的有害物质种类不同,分为物理性污染源、化学性污染源、生物性污染源。

4)水体污染的危害

(1)物理性污染及其危害

物理性污染,指能被人类感官所觉察并引起不悦的水温、色度、臭味、悬浮物及泡沫等造成的污染。一般包括悬浮物污染、热污染、放射性污染。

悬浮物污染不但使水质变得浑浊,还会使管道及设备堵塞、磨损,干扰废水处理及回收设备的工作。悬浮性固体会导致鱼类窒息死亡,并且能使水质恶化;溶解性固体能增加水中的无机盐浓度,使土壤板结。

热污染,指废水温度过高而引起的水体污染。水温过高会导致水体溶解氧浓度降低,导致生物耗氧速度加快,水质迅速恶化,造成鱼类和水生生物因缺氧而死亡。热污染主要来源于热电站、核电站、冶金和石油化工等工厂的排水。

放射性污染,指由放射性物质所造成的污染。环境中的放射性物质可以由多种途径进入人体,发出的射线会破坏机体内的大分子结构,甚至直接破坏细胞和组织结构,给人体造成损伤,引发白血病和各种癌症,破坏人的生殖机能,严重的能在短期内致死。累积照射会引起慢性放射病,使造血器官、心血管系统、内分泌系统和神经系统等受到损害,发病过程往往延续几十年。放射性污染的来源有:原子能工业排放的放射性废物,核武器试验的沉降物以及医疗、科研排出的含有放射性物质的废水、废气、废渣等。

(2)化学性污染及其危害

化学性污染,指农用化学物质、食品添加剂、食品包装容器和工业废弃物的污染,汞、镉、铅、氰化物、有机磷及其他有机或无机化合物等造成的污染。常见的有需氧性有机物污染、有机毒物污染、重金属污染、营养物质污染和酸碱污染等。影响水质的污染物质大部分为有机污染物。

需氧有机物污染,包括碳水化合物、蛋白质、油脂、氨基酸、脂肪酸、酯类等有机物质。需氧有机物没有毒性,但水体需氧有机物越多,耗氧也越多,水质就越差,水体污染就越严重。由于需氧有机物造成水体缺氧,对水生生物中鱼类危害严重。充足的溶解氧是鱼类生存的必要条件,目前水污染造成的死鱼事件,绝大多数是由于这种类型的污染所致。当水体中溶解氧消失时,厌氧菌繁殖,形成厌氧分解,发生黑臭,分解出甲烷、硫化氢等有毒有害气体,更不适于鱼类生存和繁殖。

有机毒物污染,包括酚类化合物、有机氯农药、有机磷农药、增塑剂、多环芳烃、多氯联苯等。

重金属作为有色金属在人类的生产和生活方面有着广泛应用,因此在环境中存在着各种各样的重金属污染源。其中,采矿和冶炼是向环境释放重金属的主要污染源。重金属污染物一般具有潜在危害性。它们与有机污染物不同,水中的微生物难于使之分解消除(可称为降解作用),经过“虾吃浮游生物,小鱼吃虾,大鱼吃小鱼”的水中食物链被富集,浓度逐级加大。而人正处于食物链的终端,通过食物或饮水,将有毒物摄入人体。

重金属污染的特点是,水体中重金属离子浓度在0.1~10mg/L,即可产生毒性效应;重金属不能被微生物降解,反而可在微生物的作用下,转化为金属有机化合物,使毒性猛增;水生生物从水体中摄取重金属并在体内大量积蓄,经过食物链进入人体,甚至经过遗传或母乳传给婴儿;重金属进入人体后,能与体内的蛋白质及酶等发生化学反应而使其失去活性,并可能在体内某些器官中积累,造成慢性中毒,这种积累的危害,有时需要10~30年才显露出来。因此,污水排放标准都对重金属离子的浓度作了严格限制,以便控制水污染,保护水资源。引起水污染的重金属主要为汞、铬、镉、铅等,此外锌、铜、钴、镍、锡等重金属离子对人体也有一定的毒害作用。

人体摄入过量的氟,能引起牙斑釉和骨骼硬化;人体含氟量过少,会引起龋齿;氰化物有剧毒,一次摄入50~60mg可致死,低剂量摄入会慢性中毒,引起甲状腺激素生成量减少;人体内的砷化物过量,会引起毛细血管、新陈代谢和神经系统病变,一次摄入约100mg即可致死;硒在人体内积蓄过量,对人的肝、肾、骨髓和中枢神经系统有破坏作用,且有可能致癌;汞在人体内积蓄,主要对神经系统有毒害作用,对心脏、肾脏和胃肠道亦有毒害;镉的毒性较强,且能在人体内积蓄,引起新陈代谢失常和肾脏病变,并会引起“骨痛病”;六价铬毒性较强,可在人体内积蓄,吸入量一定时有致癌作用,经口摄入时对肠胃有毒害作用,对皮肤和粘膜有强烈的腐蚀作用;铅可在人体内积蓄,中毒后可引起神经系统和血液系统病变。

污水中的氮、磷为植物的营养物质,对高等植物的生长,N、P是重要物质,而对天然水体中的藻类,虽然是生长物质,但藻类的大量生长和繁殖能使水体产生富营养化现象。

污水中的无机盐类,主要指污水中的硫酸盐、氯化物和氰化物等。硫酸盐来自人类排泄物及一些工矿企业废水,如选矿、化工、制药、造纸等工业废水。污水中的硫酸盐用