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第30章 水体污染与防治

水体是江河湖海、地下水、冰川等的总称,是被水覆盖地段的自然综合体。它不仅包括水,还包括水中溶解物质、悬浮物、底泥、水生生物等。水与水体是两个紧密联系又有区别的概念。从水体概念去研究水环境污染,才能得出全面、准确的认识。

水是自然界的基本要素,是人类和生物赖以生存的基本条件。水资源是可再生资源,但不是取之不尽的。人类能直接利用的水资源仅是只占全球总水储量中2.53%的淡水中的0.34%的江河湖泊及浅层地下水。我国的水资源分布具有地区、进程上的不均匀性,是水资源相对较少的国家。平均年降水深633mm(全球800mm,亚洲740mm),多年平均年河川径流总量26 600多亿立方,占世界第五位。人均占有水量只相当于世界人均占有河川年径流量的1/4。所以,防治水污染,就成为保护水资源一个重大课题。

1.水体的自净和水体污染

水在自然界中不断循环,从而不断更替和获得自身净化。水体中的污染物质经扩散、稀释、沉淀、氧化还原、分解等物理化学过程及微生物的分解、水生生物的吸收等作用后,浓度降低,就这就是水体的自净作用。这一过程还包括水中的一氧化碳、硫化氢等气体向大气释放和空气中的氧、二氧化碳溶解于水的过程。水的自净与气象、水文、地质条件如降雨量、径流量、潮汐、水体更替周期有关。

排入水体的污染物质一旦超过了水体的自净能力,使水体恶化,达到了影响水体原有用途的程度,这时可以说,水被污染了。

2.水污染物的种类

无机无毒物:酸、碱、一般无机盐、氮、磷等植物营养物质;

无机有毒物:重金属、砷、氰化物、氟化物等;

有机无毒物:碳水化合物、脂肪、蛋白质等;

有机有毒物:苯酚、多环芳烃、PCB、有机氯农药等。

3.有机物污染

油类:油类已成为水体,特别是海洋污染的主要物质。石油进入水体,除了挥发一部分外,在水面形成油膜(低分子烃类可溶于水),由于风浪作用,又可生成乳化油(其油滴平均直径约0.5~25μm)。油能粘住鱼卵和鱼,降低孵化率并使鱼畸形、死亡。如海水中含油100mg/L,可使95%的美洲大海虾幼体于24h内死亡(LD50为1mg/L);含油0.01mg/L可使鱼虾贝类有石油臭味。油类还会粘附海兽和鱼类的呼吸器官,使其窒息而死。总之,油类会降低水生生物的品质和数量,影响水资源的。

酚类属于可被天然分解的有机物。其分解速度取决于其结构(单元酚分解较二元酚、三元酚易)、初始浓度、微生物条件、温度等因素,酚类生物分解最适宜的水温是15~25℃。

氰化物天然水体对氰化物有较强的自净作用。我国各地有氰电镀废水,含氰经常为30~35mg/L;某些焦化厂粗苯和纯苯分离水含氰1~96mg/L;化肥厂煤气洗气水含氰180mg/L。

4.酸碱和无机盐

酸主要来自矿坑废水、工厂酸洗水、硫酸厂、粘胶纤维、酸法造纸等,酸雨也是某些地区水体酸化的主要来源。碱主要来自造纸、化纤、炼油等工业。酸碱污染不仅可腐蚀船舶和水上构筑物,改变水生生物的生活条件,还可大大增加水的硬度(生成无机盐类),影响水的用途,增加工业用水处理费用等。

5.植物营养物污染

植物营养物主要指氮、磷化合物。主要业源是化肥、农业废弃物、生活污水和造纸制革、印染、食品、洗毛等工业废水。如,城市居民每人每天排放污水中的氮约50g。美国生活污水中50%~75%的磷是洗涤剂产生的(一般洗衣粉中含有10%~35%的三聚磷酸钠)。

植物营养物污染主要表现为水体富营养化。水体营养化程度与磷、氮含量有关,磷的作用大于氮。一般来说,总磷和无机氮分别超过20mg/m3、300mg/m3,就可以认为水体处于富营养化。有人建议,氮和磷的最大允许浓度分别为10和300mg/m3。