第三章水體污染

第三章水體污染與水體自凈《環(huán)境水利學(xué)》水體污染主要污染物及其危害水體自凈水環(huán)境容量污染物在水體中的遷移轉(zhuǎn)化水污染防治本章重點(diǎn)內(nèi)容污水排放口《環(huán)境水利學(xué)》第一節(jié)水體污染waterbodypollution一、水體污染狀況二、水體污染及污染物三、水體污染源

四、水體污染的危害返回一、水體污染狀況每年3月22日是“世界水日”

2006年聯(lián)合國(guó)在全球第14個(gè)“世界水日”前夕3月16日發(fā)布三年一度的《世界水資源發(fā)展報(bào)告》。聯(lián)合國(guó)《報(bào)告》稱，滋養(yǎng)著人類文明的河流在許多地方被掠奪式開發(fā)利用，加上工業(yè)活動(dòng)造成的全球暖化，未來(lái)的水資源已嚴(yán)重受到威脅———全球500條主要河流中至少有一半嚴(yán)重枯竭或被污染。

1.淡水惡化驚人全球250條大河奔向“死亡”2005年秋季，號(hào)稱水資源最為豐富的亞馬遜河遭遇了40年來(lái)的最大干旱，由此造成的森林火災(zāi)危險(xiǎn)和公共健康安全問(wèn)題嚴(yán)重威脅了沿岸16個(gè)城市，被譽(yù)為“地球之肺”和“生物天堂”的亞馬遜熱帶雨林生態(tài)環(huán)境受到極大挑戰(zhàn)。在巴西亞馬遜河兩大支流之一的索利蒙伊斯河岸邊，一只小船停泊在因水位下降而裸露出的河底沙灘旁。

以“圣河”聞名的約旦河，長(zhǎng)度為167公里，昔日給耶穌施行浸禮的圣河如今成了污水池，名存實(shí)亡，破壞是毀滅性的。世界上最長(zhǎng)的無(wú)壩水道、北美地區(qū)主要河流育空河（YukonRiver）的大馬哈魚大批死亡———因?yàn)樗疁剡^(guò)高。2.中國(guó)水體污染現(xiàn)狀（1）七大水系水污染現(xiàn)狀環(huán)境保護(hù)總局發(fā)布的《中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》稱，全國(guó)近14萬(wàn)公里河流進(jìn)行的水質(zhì)評(píng)價(jià)，近40%的河水受到了嚴(yán)重污染；全國(guó)七大江河水系中劣V類水質(zhì)占41%。而環(huán)?？偩职l(fā)布的另一項(xiàng)重要調(diào)查顯示，在被統(tǒng)計(jì)的我國(guó)131條流經(jīng)城市的河流中，嚴(yán)重污染的有36條，重度污染的有21條，中度污染的有38條。

我國(guó)七大水系水質(zhì)惡化，長(zhǎng)江干流污染較輕。2009年最新的調(diào)查顯示，長(zhǎng)江干流六成河水目前已遭污染，超過(guò)Ⅲ類水的斷面已達(dá)38%，比8年前上升了20.5%。長(zhǎng)江江面垃圾污染較重，垃圾已嚴(yán)重妨礙葛洲壩水電站的正常運(yùn)行，影響了長(zhǎng)江三峽的自然景觀。珠江干流污染較輕，監(jiān)測(cè)的62.5％的河段為Ⅲ類和優(yōu)于Ⅲ類水質(zhì)，29.2％的河段為Ⅳ類水質(zhì)，其余河段為Ⅴ類和超Ⅴ類水質(zhì)。

黃河面臨污染和斷流的雙重壓力，監(jiān)測(cè)的66.7％的河段為Ⅳ類水質(zhì)。黃河干流近40％的水質(zhì)為Ⅴ類，基本喪失水體功能。治理淮河水體污染，涉及我國(guó)七分之一人口，歷時(shí)十多年，聲勢(shì)浩大。盡管淮河是中國(guó)投入最多、開展污染治理最早的，10多年來(lái)，先后召開7次淮河流域會(huì)議進(jìn)行治理，共投入910億元。但如今仍是一條污染最嚴(yán)重的河流?；春釉谠u(píng)價(jià)的2000公里的河段中，78.7%的河段不符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)，79.7%的河段不符合漁業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)，32%的河段不符合灌溉用水標(biāo)準(zhǔn)。

10年前，淮河還生長(zhǎng)著60多種魚類資源，可如今這些魚類幾乎絕跡。

淮河干流水質(zhì)以Ⅲ、Ⅳ類為主，支流污染仍然嚴(yán)重，一級(jí)支流有52％的河段為超Ⅴ類水質(zhì)，二、三級(jí)支流有71％的河段為超Ⅴ類水質(zhì)。淮河爆發(fā)有史以來(lái)最大污染團(tuán),10年治污成泡影!!淮河自1978年以來(lái)發(fā)生多次重大污染事故：◆1989年，1.1億立方米的污水經(jīng)蚌埠閘下泄，形成60公里污水帶，淮陰市經(jīng)濟(jì)損失1250萬(wàn)元；◆1994年，發(fā)生震動(dòng)全國(guó)的“7·２3”特大污染事故，持續(xù)時(shí)間55天，污染農(nóng)田5000余畝，經(jīng)濟(jì)損失1.7億元；◆2001年，淮河上游1.44億立方米污水形成20余公里污水帶；◆2002年，1.3億立方米污水下泄，造成下游水面嚴(yán)重污染；2004年7月16日～20日，淮河支流洪河、渦河上游局部地區(qū)降下暴雨，沿途各地藏污閘門被迫打開，5億多噸高指標(biāo)污水，形成150多公里長(zhǎng)的污水帶，“掃蕩”淮河中下游，一路浩浩蕩蕩殺奔洪澤湖，滿河黑暗，魚蝦蟹伏尸千里,創(chuàng)下淮河污染“歷史之最”。

一場(chǎng)暴雨揭出淮河治污“十年之丑五十年代淘米洗菜，六十年代洗衣灌溉，七十年代水質(zhì)變壞，八十年代魚蝦絕代，九十年代身心受害。第一部流域性水污染防治法規(guī)：1995年8月8日第183號(hào)國(guó)務(wù)院令，《淮河流域水污染防治暫行條例》。反思十年治淮：原因錯(cuò)綜復(fù)雜地方保護(hù)投入不足體制不順急功近利法制不全技術(shù)低下參與不夠

海灤河水系污染嚴(yán)重，總體水質(zhì)較差。監(jiān)測(cè)的50％的河段為Ⅴ類和超Ⅴ類水質(zhì)。

大遼河水系總體水質(zhì)較差，污染嚴(yán)重。監(jiān)測(cè)的50％的河段為超Ⅴ類水質(zhì)。

松花江水質(zhì)與往年相比有所改善。監(jiān)測(cè)的70.6％的河段為Ⅳ類水質(zhì)。（2）湖泊水污染現(xiàn)狀

當(dāng)江河被污染所侵襲時(shí)，與其同吞吐的湖泊就很難獨(dú)善其身了。據(jù)環(huán)?？偩职l(fā)布的環(huán)境質(zhì)量狀況報(bào)告顯示，我國(guó)“三湖”(滇池，巢湖，太湖)的水污染正在日益加重；有著“千湖之省”美譽(yù)的湖北省武漢市，覆蓋城區(qū)的38個(gè)湖泊污染負(fù)荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其水環(huán)境容量，其中32個(gè)湖泊水質(zhì)為劣V類。

1986年至2008年重點(diǎn)湖泊水質(zhì)：滇池一直為Ⅴ類至劣Ⅴ類，富營(yíng)養(yǎng)化程度嚴(yán)重；太湖重度污染，中度富營(yíng)養(yǎng)；巢湖中度污染，中度富營(yíng)養(yǎng)；洪澤湖重度污染，輕度富營(yíng)養(yǎng)；洞庭湖中度污染，中營(yíng)養(yǎng)；鄱陽(yáng)湖輕度污染，中營(yíng)養(yǎng)。（3）海洋水污染現(xiàn)狀

以海洋為歸宿的河流湖泊帶給接納者的同樣是污染。據(jù)廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局的調(diào)查結(jié)果表明，珠江口海域有95%的海水被重度污染。曾經(jīng)是我國(guó)富饒“海上糧倉(cāng)”的東海卻在每年4到6月赤潮頻發(fā)。專家指出，全國(guó)的污染通過(guò)河流向沿海集中的結(jié)果。?二、水體污染及污染物

《環(huán)境水利學(xué)》next1.天然水質(zhì)背景值（本底值）天然水從本質(zhì)上看，應(yīng)屬于未受人類排污影響的各種天然水體中的水。目前這種水的范圍在日益減少，只有在河流的源頭、荒涼地區(qū)的湖泊、深層地下水、遠(yuǎn)離陸地的大洋等處，才可能取得代表或近似代表天然水質(zhì)的天然水。盡管如此，我們?nèi)钥梢詮倪@樣的天然水中，發(fā)現(xiàn)和得到一些有用的規(guī)律和現(xiàn)象。(一)、水體污染的定義

在任何天然水中，都含有各類溶解物和懸浮物，并且隨著地域的不同，各種水體中天然水含有的物質(zhì)種類不同，濃度各異。但它卻代表著天然水的水質(zhì)狀況，即天然水質(zhì)背景值，或水環(huán)境背景值。(一)、水體污染的定義

自然本底值（環(huán)境背景值）是指在不受污染的情況下，環(huán)境組成的各要素中（如大氣、水體、巖石、土壤、等），與環(huán)境污染有關(guān)的各種化學(xué)元素的含量及其基本的化學(xué)成份。

它反映環(huán)境質(zhì)量的原始狀態(tài)。

一、水體污染的定義水質(zhì)本底值

（自然背景值）

指水體尚未受到明顯和直接污染的水質(zhì)成分、含量和狀況。反映水體水質(zhì)在自然界存在和發(fā)展的過(guò)程中，原有的成分和特征。

受到人類活動(dòng)影響的水體，其水中所含的物質(zhì)種類、數(shù)量、結(jié)構(gòu)均會(huì)與天然水質(zhì)有所不同。以天然水中所含的物質(zhì)作為背景值，可判斷人類活動(dòng)對(duì)水體的影響程度，以便及時(shí)采取措施，提高水體水質(zhì)。2.水體污染當(dāng)前關(guān)于水體污染的概念有以下幾種：⑴水體受人類活動(dòng)或自然因素的影響，使水的感官性狀、物理化學(xué)性能、化學(xué)成分、生物組成以及底質(zhì)情況等方面產(chǎn)生了惡化，稱為“水污染”。⑵排入水體的工業(yè)廢水、生活污水及農(nóng)業(yè)徑流等的污染物質(zhì)，超過(guò)了該水體的自凈能力，引起的水質(zhì)惡化稱為“水污染”。⑶污染物質(zhì)大量進(jìn)入水體，使水體原有的用途遭到破壞。以上概念不夠全面，對(duì)水污染的定義，不能僅從其含有什么物質(zhì)及其含量來(lái)界定，研究水污染的目的是為了保護(hù)水源，以便更好地利用水資源，因此，水污染定義必須與水的使用價(jià)值聯(lián)系起來(lái)。一、水體污染的定義

1984年頒布的《水污染防治法》中“水污染”的定義，即水體因某種物質(zhì)的介入，而導(dǎo)致其化學(xué)、物理、生物或者放射性等方面特性的改變，從而影響水的有效利用，危害人體健康，或者破壞生態(tài)環(huán)境，造成水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。

一、水體污染的定義指當(dāng)污染物進(jìn)入水體后，其含量超過(guò)了水體的自凈能力，使水體水質(zhì)、底質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)或生物群落組成發(fā)生變化，從而降低了水體使用價(jià)值和使用功能的現(xiàn)象。

一、水體污染的定義準(zhǔn)確定義水體污染的原因有：自然污染和人為污染。1、物理作用（擴(kuò)散、遷移、沉降積累等）2、化學(xué)及物理作用（中和、氧化還原、分解化合等）3、生物及生物化學(xué)作用二、水體污染機(jī)理

污染物進(jìn)入水體后，發(fā)生兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的過(guò)程：一是水體污染惡化過(guò)程，二是水體污染的凈化過(guò)程。三、.水體污染惡化過(guò)程（1）

溶解氧DO下降過(guò)程排入水體中的有機(jī)物，在好氧細(xì)菌的作用下，被分解為簡(jiǎn)單的有機(jī)物直至轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物，要消耗大量溶解氧，水質(zhì)惡化。水體底部多為厭氧條件，底泥中的有機(jī)物在厭氧細(xì)菌的作用下產(chǎn)生出硫化氫、甲烷等還原性氣體，水體中溶解氧的下降，威脅水生生物的生存。

（2）水生生態(tài)平衡破壞過(guò)程由于水體中溶解氧的下降，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)增多，使低等水生動(dòng)物、植物大量繁殖，魚類等高等水生生物遷移、死亡。

（3）低毒變高毒過(guò)程由于水體中pH值、氧化還原、有機(jī)負(fù)荷等條件的改變多使低毒化合物轉(zhuǎn)化為高毒化合物。如三價(jià)鉻、五價(jià)砷、無(wú)機(jī)汞可轉(zhuǎn)化為更毒的六價(jià)鉻、三價(jià)砷、甲基汞。

(4)污染物由低濃度向高濃度轉(zhuǎn)化過(guò)程由于物理堆積和生物富集作用，使低濃度向高濃度轉(zhuǎn)化。如重金屬、難分解有機(jī)物、營(yíng)養(yǎng)物向底泥的積累過(guò)程，使底泥的污染物濃度升高；由于生物的食物鏈作用，使污染物在魚類或其它水生生物體里富集，造成污染物的高濃度。污染源分類方法有：（一）按造成水體污染原因分為：天然、人為污染源兩種。（二）按受污染的水體分為：地面水、地下水和海洋污染源三種。四、污染源類型（主要有四種）（四）按污染源的分布特征分為（p30）

1.點(diǎn)污染源

2.面污染源

3.線污染源（三）按污染源釋放的有害物質(zhì)種類分為：物理性污染源(如熱污染)、化學(xué)性污染源(如無(wú)機(jī)物或有機(jī)物)、生物性污染源(如細(xì)菌)。

指以地點(diǎn)集中的形式排入水體的污染源。包括工廠、礦山、生活排污口,主要指工業(yè)污染源和生活污染源。1.點(diǎn)污染源

工業(yè)廢水是水體中最主要的點(diǎn)污染源，它量大、面廣、含污染物多、成分復(fù)雜，在水中不易凈化，處理也較困難。

1.點(diǎn)污染源一、排放量大，污染范圍廣，排放方式復(fù)雜

二、污染物種類繁多，濃度波動(dòng)幅度大

三、污染物質(zhì)毒性強(qiáng)，危害大

四、污染物排放后遷移變化規(guī)律差異大

1、點(diǎn)污染源PointSources

工業(yè)廢水

五、

恢復(fù)比較困難

（1）工業(yè)污染源工業(yè)污水是目前造成水體污染的主要來(lái)源和環(huán)境保護(hù)的主要防治對(duì)象。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排出的廢水、污水、廢液等統(tǒng)稱工業(yè)廢水。廢水主要指工業(yè)用冷卻水；污水是指與產(chǎn)品直接接觸、受污染較嚴(yán)重的排水；廢液是指在生產(chǎn)工藝中流出的廢液。工業(yè)廢水由于受產(chǎn)品、原料、藥劑、工藝流程、設(shè)備構(gòu)造、操作條件等多種因素的綜合影響，所含的污染物質(zhì)成分極為復(fù)雜，而且在不同時(shí)間里水質(zhì)也會(huì)有很大差異。1.點(diǎn)污染源工業(yè)污染源如按工業(yè)的行業(yè)來(lái)分，則有冶金工業(yè)廢水、電鍍廢水、造紙廢水、無(wú)機(jī)化工廢水、煉焦煤氣廢水、金屬酸洗廢水、石油煉制廢水、石油化工廢水、化學(xué)肥料廢水、制藥廢水、紡織印染廢水、制革廢水、農(nóng)藥廢水、食品加工廢水等。1.點(diǎn)污染源各類廢水都有其獨(dú)特的特點(diǎn)。根據(jù)所含污染物的不同，工業(yè)廢水可分為以下幾種（p30）：①含有機(jī)污染物的廢水：該廢水會(huì)成為微生物的營(yíng)養(yǎng)源，在其分解過(guò)程中會(huì)消耗水中溶解氧。②含無(wú)機(jī)污染物的廢水：含有大量鈉、鈣、鎂陽(yáng)離子及硫酸根、氯離子和氫氧根等陰離子的廢水，會(huì)改變水的硬度、酸堿度。1.點(diǎn)污染源③含化學(xué)毒物的廢水：抑制水體的自凈作用。④含懸浮物的廢水⑤造成熱污染的廢水：影響魚類生長(zhǎng)，降低水中溶解氧的含量；⑥有色、臭、味的廢水。1.點(diǎn)污染源據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)21000多家石化企業(yè)中，位于長(zhǎng)江、黃河沿岸的石化企業(yè)達(dá)13000多家。像小造紙、小皮革等項(xiàng)目在水環(huán)境敏感地區(qū)大起爐灶的現(xiàn)象比比皆是。如此產(chǎn)業(yè)布局的最嚴(yán)重后果就是大量污水在可能未經(jīng)處理的情況下傾注到大江小河。據(jù)國(guó)家環(huán)?？偩值恼{(diào)查統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)工業(yè)污水排放量每年達(dá)到300多億噸，尤其是七大水系所承載的工業(yè)污水排放與日俱增。1.點(diǎn)污染源（2）生活污染源是指由人類消費(fèi)活動(dòng)產(chǎn)生的污水，城市和人口密集的居住區(qū)是主要的生活污染源。點(diǎn)源除了固定點(diǎn)源外，還有移動(dòng)點(diǎn)源，如輪船等。1.點(diǎn)污染源生活污水從城鄉(xiāng)的各個(gè)角落沖出并有愈演愈烈之勢(shì)。據(jù)了解，中國(guó)一年洗衣污水量就將近22億噸，相當(dāng)于34個(gè)十三陵水庫(kù)，76個(gè)昆明湖。僅北京市和上海市2006年生活污水分別就達(dá)到9億和11億噸。全國(guó)大小城市的生活污水的排放量已經(jīng)超過(guò)了工業(yè)污水的排放量。1.點(diǎn)污染源2、面污染源

污染物來(lái)源于水體的集水面積上，主要指農(nóng)田、林區(qū)、城市地面，如雨水的地面徑流、水土流失以及農(nóng)田大面積排水等。農(nóng)業(yè)污染源：是指由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而產(chǎn)生的水污染源。如降水所形成的徑流和滲流把土壤中的氮、磷和農(nóng)藥帶入水體；由牧場(chǎng)、養(yǎng)殖場(chǎng)、農(nóng)副產(chǎn)品加工廠的有機(jī)廢物排入水體，都可使水質(zhì)惡化，造成河流、水庫(kù)、湖泊等水體污染甚至富營(yíng)養(yǎng)化。農(nóng)業(yè)污染源的特點(diǎn)是：面廣、分散、難于治理。2.面污染源來(lái)自于農(nóng)業(yè)的面源污染超過(guò)工業(yè)污染已經(jīng)成為我國(guó)水污染的一個(gè)重要特征。研究表明，農(nóng)村面源污染在各類環(huán)境污染中的比重占到30%-60%，并成為水污染的重中之重，其中污水中COD(含氧量)排放已超過(guò)城市和工業(yè)源的排放總量。過(guò)量使用化肥造成的污染十分驚人。2.面污染源如化肥施于土壤中，只有小部分被作物吸收，大部分則在雨水的作用下或滲透到地下污染地下水，或隨地表徑流進(jìn)入河流、稻田、池塘。由于化肥會(huì)造成水域富營(yíng)養(yǎng)化或飲用水源硝酸鹽含量超標(biāo)，因此已經(jīng)危害水質(zhì)的“第一隱形殺手”。

2.面污染源農(nóng)業(yè)污染對(duì)水資源形成傷害的另一大力量來(lái)源于畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)污染。有調(diào)查數(shù)據(jù)顯示：養(yǎng)殖一頭牛產(chǎn)生并排放的廢水超過(guò)22個(gè)人生活產(chǎn)生的廢水；北京近郊養(yǎng)殖場(chǎng)排放的有機(jī)物污染，相當(dāng)于全市工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污水和生活廢水中所含的有機(jī)污染物的2-3倍。2.面污染源3、線污染源穩(wěn)定的線污染源有：輸油管道、污水溝道；不穩(wěn)定的線污染源有：公路、鐵路、航線。

五、水體主要污染物mainPollutants1、酸堿

酸主要來(lái)自礦山排水及許多工業(yè)廢水

。堿主要來(lái)自堿法造紙、化學(xué)纖維制造、制堿、制革等工業(yè)的廢水。酸堿污染會(huì)改變水體的pH值，抑制細(xì)菌和其它微生物的生長(zhǎng)，影響水體的生物自凈作用，還會(huì)腐蝕船舶和水下建筑物，影響漁業(yè)，破壞生態(tài)平衡，并使水體不適于作飲用水源或其它工、農(nóng)業(yè)用水。2、耗氧有機(jī)物

organicwaterpollutants排入水體后能在微生物作用下分解為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，在分解過(guò)程中消耗氧氣，使水體中的溶解氧減少

。影響魚類和水生生物的生存

，造成水體變黑發(fā)臭

。3、重金屬

比重大于或等于5.0的金屬。在正常的天然水中含量均很低。在環(huán)境污染方面所說(shuō)的重金屬主要指Hg、Cd、Pb、Cr等生物毒性顯著的重金屬元素，還包括具有重金屬特性的Zn、Cu、Co、Ni、Sn等。重金屬是具有潛在危害的重要污染物質(zhì)，最主要的特性是：不能被生物降解，有時(shí)還可能被生物轉(zhuǎn)化為毒性更大的物質(zhì)；能被生物富集于體內(nèi)，既危害生物，又能通過(guò)食物鏈，成千上萬(wàn)倍地富集，而達(dá)到對(duì)人體相當(dāng)高的危害程度。Hg人的致死劑量為1~2g。Hg濃度0.006~0.01mg/L可使魚類或其它水生動(dòng)物死亡，濃度0.0lmg/L可抑制水體的自凈作用。甲基汞能大量積累于腦中，引起乏力、動(dòng)作失調(diào)、精神混亂甚至死亡。Cd進(jìn)入人體后，主要累積于肝、腎內(nèi)和骨骼中。能引起骨節(jié)變形，自然骨折，腰關(guān)節(jié)受損，有時(shí)還引起心血管病。

Pb在人體內(nèi)積累，引起貧血、腎炎、神經(jīng)炎等癥狀。4、非金屬毒物

這類物質(zhì)包括毒性很強(qiáng)且危害甚大的氰化物、As、有機(jī)氯農(nóng)藥、酚類化合物、多環(huán)芳烴等。（1）氰化物劇毒物質(zhì)，一般人只要誤服0.1g左右的KCN或NaCN便立即死亡。水體中的氰化物主要來(lái)源于工業(yè)企業(yè)排放的含氰廢水，如電鍍廢水、焦?fàn)t和高爐的煤氣洗滌冷卻水、化工廠的含氰廢水，以及選礦廢水.

（2）As是傳統(tǒng)的劇毒物，As2O3即砒霜，對(duì)人體有很大毒性。巖石風(fēng)化、土壤侵蝕、火山作用以及化工、有色冶金、煉焦、造紙等工業(yè)廢水排放都能使As進(jìn)入天然水中。（3）酚類化合物水體遭受酚污染后嚴(yán)重影響水產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。水體中酚的來(lái)源主要是冶金、煤氣、煉焦、石油化工、塑料等工業(yè)排放的含酚廢水。根據(jù)酚在水中對(duì)人的感官影響，一般規(guī)定飲用水揮發(fā)酚濃度為0.001mg/L，水源的水中最大允許濃度可以是0.002mg/L，地面水最高容許濃度為0.01mg/L。城市生活污水也是酚污染物的來(lái)源。

5、植物性營(yíng)養(yǎng)物NutrientsPollution

主要指含有氮、磷的無(wú)機(jī)、有機(jī)化合物，它們是植物生長(zhǎng)發(fā)育所需的養(yǎng)料。這類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過(guò)量排入水流緩慢的水體易引起水中藻類及其他浮游生物大量繁殖，形成富營(yíng)養(yǎng)化，使自來(lái)水處理廠運(yùn)行困難，造成飲用水的異味，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使水中溶解氧下降，魚類大量死亡，甚至?xí)?dǎo)致湖泊的干涸滅亡。

水體中N、P營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的最主要來(lái)源有：（1）雨水。（2）農(nóng)業(yè)排水。（3）生活污水。

6、懸浮物

SS-SuspendedSolids使水體變渾，影響水生植物的光合作用，堵塞魚鰓，導(dǎo)致魚的死亡；污泥層，會(huì)危害底棲生物的繁殖，影響漁業(yè)生吸附有機(jī)毒物、重金屬等，形成危害更大的復(fù)合污染物沉入水底，日久形成淤積，妨礙水上交通或減少水庫(kù)容量，增加挖泥負(fù)擔(dān)。

油能在水面形成一層油膜，從而使大氣與水面隔絕，破壞正常的復(fù)氧條件，導(dǎo)致水體缺氧，降低水體的自凈能力。另外，油還能堵塞魚的鰓部引起魚窒息死亡，甚至還能使鳥類遭到危害。石油所含的多環(huán)芳烴，可通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，對(duì)于人體有致癌作用。海洋石油污染的最大危害是對(duì)海洋生物的影響。(1)

使水體溶解氧濃度降低，大氣中的氧向水體傳遞的速率也減慢；會(huì)導(dǎo)致生物耗氧速度加快，促使水體中的溶解氧更快被耗盡，水質(zhì)迅速惡化，造成異色和水生生物因缺氧而死.(2)加快藻類繁殖，從而加快水體富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程。(3)導(dǎo)致水體中的化學(xué)反應(yīng)加快，使水體的物理化學(xué)性質(zhì)如離子濃度、電導(dǎo)率、腐蝕性發(fā)生變化，從而引起管道和容器的腐蝕。(4)加速細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖，增加后續(xù)水處理的費(fèi)用。7、熱污染ThermalPollution熱污染主要來(lái)源于工礦企業(yè)向江河排放的冷卻水

8、放射性污染物放射性物質(zhì)是指各種放射性元素，如238U、236Ra、40K等。這類物質(zhì)通過(guò)自身的衰變而放射具有一定能量的射線，如α、β和γ射線，能使生物和人體組織受電離而受到損傷，某些放射元素還可被水生生物濃縮，通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，使人體受到內(nèi)照射損傷。廢水中的致病微生物及其它有害的生物體。主要包括病毒、病菌、寄生蟲卵等各種致病體。9、生物污染物inorganicpollutants病原體

生活污水、醫(yī)院污水和屠宰、制革、洗毛、生物制品等工業(yè)廢水，常含有各種病原體，如病毒、病菌、寄生蟲，會(huì)傳播霍亂、傷寒、胃炎、腸炎、痢疾以及其他病毒傳染的疾病和寄生蟲病。

返回四、水體污染的危害1.嚴(yán)重影響人體健康以水為媒介的疾病.傳染病(傷寒、痢疾、阿米巴、甲型和乙型肝炎等).受化學(xué)污染引起的?。松讲?、大骨節(jié)病、地甲病等,此外還有一些重金屬，有毒化學(xué)品污染）.我國(guó)主要的水媒疾?。ǜ挝x病、姜片蟲病、蚊媒傳染的疾病等）四、水體污染的危害2.水污染造成水生態(tài)系統(tǒng)破壞

四、水體污染的危害3.水污染加劇了缺水狀況四、水體污染的危害

4.水污染對(duì)農(nóng)業(yè)的危害

《環(huán)境學(xué)概論》

各種天然水體因時(shí)空分布、水動(dòng)力條件、更替方式及水質(zhì)狀況等特征不同，遭受污染的特點(diǎn)及污染效應(yīng)也不同?，F(xiàn)將各種水體的污染特點(diǎn)綜述如下六、水體污染特點(diǎn)（一）河流污染的特點(diǎn)（二）湖泊污染的特點(diǎn)（三）地下水污染的特點(diǎn)1、河流污染程度隨污徑比而變2、河流污染物擴(kuò)散快

3、河流污染危害大，影響范圍廣

4、河流污染較易控制

（一）河流污染的特點(diǎn)（p27）

污徑比：一定水體內(nèi)排放的污水流量與河流徑流量的比值。河流徑流量和排入河流中的污水、污物量決定徑污比。

排污量相同，河流徑流量大則污染輕，反之就重。河流徑流量隨時(shí)間變化，因此河水污染程度也隨時(shí)間變化。一般河流，污徑比越小，稀釋能力越強(qiáng)，稀釋容量越大，水質(zhì)不易被污染；反之則水質(zhì)易受污染。

1、河流污染程度隨污徑比而變我國(guó)南方大江大河徑流量大，污徑比小。如長(zhǎng)江和珠江的污徑比在0.01左右，珠江為0.008，長(zhǎng)江為0.014，總體上水質(zhì)尚好；北方一些河流污徑比大，如遼河為0.053，海河、灤河為0.128。1、河流污染程度隨污徑比而變1、河流污染程度隨污徑比而變2、河流污染物擴(kuò)散快

3、河流污染危害大，影響范圍廣

4、河流污染較易控制

（一）河流污染的特點(diǎn)

2、河流污染物擴(kuò)散快一是由于河流本身的流動(dòng)；二是因?yàn)楹恿鲀?nèi)有洄游習(xí)性的魚類存在。

1、河流污染程度隨污徑比而變2、河流污染物擴(kuò)散快

3、河流污染危害大，影響范圍廣

4、河流污染較易控制

（一）河流污染的特點(diǎn)

河流污染通過(guò)河網(wǎng)不斷匯流影響下游廣大地區(qū)，使與河流有密切水力關(guān)系的地下水和匯入的水體相繼污染，從而影響居民生活飲用水、淡水養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水。3、河流污染危害大，影響范圍廣1、河流污染程度隨污徑比而變2、河流污染物擴(kuò)散快

3、河流污染危害大，影響范圍廣

4、河流污染較易控制

（一）河流污染的特點(diǎn)

河水由于單向流動(dòng)而且交替更新快，當(dāng)停止排污時(shí)，河流水質(zhì)的恢復(fù)也較快。

4、河流污染較易控制1、湖泊污染物來(lái)源廣、途徑多、種類復(fù)雜，面源污染所占比重大2、湖泊對(duì)污染物搬運(yùn)、混合和稀釋能力較弱3、湖泊對(duì)污染物生物降解、轉(zhuǎn)化和富集作用強(qiáng)（二）湖泊污染的特點(diǎn)

湖泊大多地形低洼，為典型陸內(nèi)沉積環(huán)境，自然和人為因素所形成的各種物質(zhì)最終都將匯入其中。由于地表分散狀態(tài)的面源污染物較多，使湖泊污染較難治理。1、湖泊污染物來(lái)源廣、途徑多、種類復(fù)雜，面源污染所占比重大

由于湖泊(尤其內(nèi)陸封閉湖)，水流流速小，進(jìn)入湖泊的污染物不易被混合、搬運(yùn)；在湖泊污染的過(guò)程中，沉降作用較為明顯。2、湖泊對(duì)污染物搬運(yùn)、混合及稀釋能力較弱降解作用：有機(jī)物＋微生物

無(wú)機(jī)物苯酚

C6H5OH H2O+CO2富集作用：指生物通過(guò)食物鏈作用，使分散的污染物產(chǎn)生濃縮和積累。轉(zhuǎn)化：指水體中某些重金屬可在微生物作用下，轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的金屬化合物。如：汞的甲基化即無(wú)機(jī)汞轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的有機(jī)汞，又叫甲基汞。3、湖泊對(duì)污染物生物降解、轉(zhuǎn)化和富集作用強(qiáng)1、污染物來(lái)源復(fù)雜：有直接污染和間接污染之分

直接污染：污染物隨各種補(bǔ)給水源和滲漏通道集中或面式的直接滲入使水體污染。間接污染：指污染物作用于其他物質(zhì)，并使之污染地下水。（三）地下水污染的特點(diǎn)（四個(gè)）2、地下水污染的過(guò)程緩慢：

因地下水的流速小。3、地下水污染不易發(fā)現(xiàn)：由于發(fā)生在地下4、地下水污染較難治理：地下水的交替更新緩慢。第三節(jié)水體自凈及環(huán)境容量

一.水體的自凈作用返回二、水環(huán)境容量（一）水體自凈的含義(p39)1.水體自凈（self-purificationofwaterbody）：廣義:是污染物進(jìn)入水體后，由于物理、化學(xué)、生物等作用，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間(距離)后，污染物的總量減少或濃度降低，水質(zhì)部分或完全得到恢復(fù)。水體的這種水質(zhì)恢復(fù)功能，稱為水體自凈能力。狹義:是指水體中微生物氧化分解有機(jī)污染物而使水質(zhì)凈化的作用。

《環(huán)境水利學(xué)》2.水體自凈的意義：

水體都有一定的自凈能力，但在特定地區(qū)、一定時(shí)間內(nèi)水體的自凈能力是有限的(1)研究和正確運(yùn)用水體自凈規(guī)律，是減少或消除水體污染的途徑之一；(2)在確定允許排入水體的污染物量時(shí)，水體自凈能力也是一個(gè)重要決策因素。3、水體自凈發(fā)生地點(diǎn)水體自凈可以發(fā)生在水中，如污染物在水中的稀釋、擴(kuò)散和水中生物化學(xué)分解等；水體自凈可以發(fā)生在水與大氣界面，如酚的揮發(fā)；水體自凈可以發(fā)生在水與水底間的界面，如水中污染物的沉淀、底泥吸附和底質(zhì)中污染物的分解等。（二）水體自凈機(jī)制

水體自凈作用按其機(jī)制分為：物理凈化作用、化學(xué)及物理化學(xué)凈化作用和生物凈化作用。(p39)1.物理凈化污染物進(jìn)入水體后，通過(guò)稀釋、擴(kuò)散、揮發(fā)、沉降、遷移等物理作用，使水體中污染物濃度降低或總量減少，從而使水體得到凈化，稱為物理凈化。(p39)(1)稀釋:當(dāng)可溶性污染物進(jìn)入水體后，在一定范圍內(nèi)相互混摻，使污染物濃度降低，稱為稀釋。

稀釋效果取決于徑污比、水體特征與污水排放特征(排污口位置、污水排放方式、排放強(qiáng)度)等因素有關(guān)，稀釋的快慢取決于水體的水動(dòng)力條件。河流具有最好的稀釋效能，而地下水體稀釋速度的最慢。產(chǎn)生稀釋作用主要有以下兩種運(yùn)動(dòng)形式（A）

平流或?qū)α?污染物隨同水流質(zhì)點(diǎn)沿流速方向運(yùn)動(dòng)。(B)

擴(kuò)散:污染物質(zhì)在水體中產(chǎn)生濃度梯度場(chǎng)，污染物質(zhì)由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)散開。包括分子擴(kuò)散和紊動(dòng)擴(kuò)散。分子擴(kuò)散：是指在濃度差或其他推動(dòng)力的作用下，由于分子、原子等的熱運(yùn)動(dòng)所引起的物質(zhì)在空間的遷移現(xiàn)象為分子擴(kuò)散，是質(zhì)量傳遞的一種基本方式。以濃度差為推動(dòng)力的擴(kuò)散，是自然界和工程上最普遍的擴(kuò)散現(xiàn)象。以溫度差為推動(dòng)力的擴(kuò)散稱為熱擴(kuò)散。在電場(chǎng)、磁場(chǎng)等外力作用下發(fā)生的擴(kuò)散，則稱為強(qiáng)制擴(kuò)散。紊動(dòng)擴(kuò)散：在紊流中存在著大小不等的渦漩，這些渦漩在相互交錯(cuò)不停地運(yùn)動(dòng)著,這種紊動(dòng)現(xiàn)象使水中的動(dòng)量、熱量與質(zhì)量向全部水域擴(kuò)散，稱為紊動(dòng)擴(kuò)散。在無(wú)紊動(dòng)水體的擴(kuò)散中只有分子擴(kuò)散起作用；而紊動(dòng)水體則是分子擴(kuò)散與紊動(dòng)擴(kuò)散共同作用的結(jié)果。此時(shí)污染物濃度遠(yuǎn)小于排放口污水與天然水混合的快慢與混合后濃度的大小，取決于天然水體的稀釋能力。在完全混合斷面處，可采用污染物的混合濃度c表示，即（3-1）式如下

(2)揮發(fā)與沉降

揮發(fā)：如油類物質(zhì)進(jìn)入水體后，較輕的成分經(jīng)揮發(fā)進(jìn)入大氣并轉(zhuǎn)化為非烴類物質(zhì)，使水體得到凈化。沉降：有些污染物進(jìn)入水體后，可向底質(zhì)中沉降和累積，從而降低水中污染物的濃度。1、沉降途徑：

①懸浮的固相物質(zhì)在水流變緩時(shí)，因重力作用而沉降。②水中膠體微粒和其他微粒，可吸附某些污染物質(zhì)，使其粒徑或比重改變而產(chǎn)生沉降。

③污染物由于化學(xué)作用，通過(guò)結(jié)晶、吸附、凝聚等產(chǎn)生沉降。④污染物被水生動(dòng)植物吸收利用后，通過(guò)代謝物、動(dòng)植物殘?bào)w及食物鏈轉(zhuǎn)移，隨生物的生命活動(dòng)而產(chǎn)生沉降。2、沉降作用的大?。ǔ两邓俣龋┑挠?jì)算：2.化學(xué)及物理化學(xué)凈化(1)氧化還原作用：①氧化環(huán)境：若水體中含有大量的溶解氧，具有很強(qiáng)的氧化能力，有利于微生物對(duì)有機(jī)物的氧化作用；還可使重金屬離子被氧化成難溶的沉淀物，進(jìn)入底泥，使水體得到凈化。②不含硫化氫的還原環(huán)境：多出現(xiàn)在溶解氧含量低而有機(jī)物含量高的弱礦化水中。由于厭氧微生物分解作用，使水中出現(xiàn)甲烷CH4、氫氣及其他離子，也可使某些重金屬還原成難溶化合物，沉積在底泥中，使水體凈化。③含硫化氫的還原環(huán)境

多在水體底泥中，微生物利用水中SO42-的氧來(lái)氧化有機(jī)質(zhì)，生成大量H2S，與水中重金屬生成難溶的硫化物而沉淀，水體可得到凈化，但因硫化氫使水體散發(fā)臭味，對(duì)周圍環(huán)境不利。此外，氧化還原作用還可改變某些污染物的毒性。例如含鉻廢水，cr3＋存在于還原環(huán)境，毒性??；而cr6＋存在于氧化環(huán)境，毒性較強(qiáng)；汞的甲基化過(guò)程在還原環(huán)境內(nèi)受到抑制等。(2)酸堿中和作用

當(dāng)酸或堿性工業(yè)廢水排入水體后，由于水體本身有一定酸或堿的緩沖范圍，因而PH值變化不明顯。

進(jìn)入水中的無(wú)機(jī)酸可與水中粘土類物質(zhì)、硫酸鹽或其他硅酸鹽起中和反應(yīng)；進(jìn)入水體的堿性物質(zhì)可與碳酸氫鹽或游離CO2起中和反應(yīng)，形成難溶的沉淀物。因而天然水體對(duì)酸、堿污染物有一定的自凈能力。（3）吸附與凝聚天然水體中存在著大量硅、鋁氧化物膠體或蒙脫土、高嶺土及腐殖質(zhì)膠體物質(zhì)，有巨大的比表面積（單位體積的表面積），并帶有電荷，能吸附各種陰、陽(yáng)離子，使污染物凝聚成較大顆粒沉淀下來(lái)，達(dá)到凈化水質(zhì)的效果。

3.生物化學(xué)凈化天然水體中存在各種水生生物，通過(guò)生物代謝作用，可使水中污染物數(shù)量減少、濃度下降、毒性減輕甚至消失，這就是生物凈化過(guò)程（p41）。

淡水生態(tài)系統(tǒng)中的生物凈化以細(xì)菌為主，有機(jī)污染物在溶解氧充足條件下,可分解為簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物,

水體得到自凈。一些特殊的微生物和高級(jí)水生植物，如浮萍、鳳眼蓮等，能吸收并濃縮水中的汞、鎘等重金屬元素或生物難降解的有機(jī)物，經(jīng)過(guò)生物固定，沉積在水體的底部，使水逐漸得到凈化。

生物化學(xué)凈化作用不僅使污染物的濃度降低，還可使污染物總量減少。從某種意義上講，生物化學(xué)凈化作用才能使受到污染的水體得到真正的自凈。生物化學(xué)凈化量的大小，常用以下數(shù)學(xué)表達(dá)式，即

S=KC（3-3）

S－每日生物化學(xué)凈化量，(mg/L.d)；

C－可被生物化學(xué)作用降解的污染物的初始濃度(mg/L)；

K－該污染物的生化降解速率常數(shù)，1/d。小結(jié)水體自凈作用的強(qiáng)弱和自凈容量的大小受水量、水質(zhì)及一系列水文條件(如流量、流速、河流彎曲復(fù)雜程度等)影響。自凈作用是自然沉降作用、稀釋作用、有機(jī)物的生物降解、復(fù)氧作用(溶解氧濃度的恢復(fù))、日照等許多作用聯(lián)合的結(jié)果。(三)影響水體自凈的因素(p42)

1．污染物本身的性質(zhì)及濃度

各類污染物的物理、化學(xué)特性不同，進(jìn)入水體中含量不同，對(duì)水體自凈作用產(chǎn)生的影響也不同。污染物分為：①易降解或難降解的污染物。②易被生物化學(xué)作用分解或易被化學(xué)作用分解的污染物。③在好氧條件下降解或在厭氧條件下降解的污染物。④是高濃度或低濃度的污染物等。2．水體的水情要素主要水情要素有：水溫、流量、流速和含沙量等。

水溫可直接影響水中污染物的化學(xué)反應(yīng)速度，還影響水中飽和溶解氧濃度和水中微生物的活性，從而影響水體的自凈作用。水溫與太陽(yáng)輻射條件及水體特性(水深、水溫分層等)有關(guān)。水體的流量、流速等水文水力學(xué)條件，直接影響水體的稀釋、擴(kuò)散能力和水體復(fù)氧能力。

含沙量大小也影響污染物的遷移和轉(zhuǎn)化，因泥沙顆粒能吸附水中某些污染物，當(dāng)污染物被泥沙吸附并沉降時(shí)，水體就會(huì)得到凈化。3．溶解氧含量

溶解氧是維持水生生物和凈化能力的基本條件，也是衡量水體自凈能力的主要指標(biāo)。溶解氧主要來(lái)自水體和大氣之間界面的氣體交換和水生植物光合作用的增氧，它們構(gòu)成水體復(fù)氧過(guò)程。

4．水生生物

水體中的生物種類和數(shù)量與水體自凈關(guān)系密切，尤其是微生物的種類、數(shù)量及活躍程度是關(guān)鍵，同時(shí)水中生物種群、數(shù)量及變化也可反映水體污染自凈的程度，變化趨勢(shì)。5.其他環(huán)境因素

水體自凈作用還與大氣污染降塵、太陽(yáng)輻射、水體本身營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量、比例及底質(zhì)特征、周圍地質(zhì)地貌等條件有關(guān)。

（四)水體污染的自凈方程

為定量描述天然水體自凈規(guī)律，建立了許多數(shù)學(xué)模型，稱為水體污染的自凈方程。下面以河流溶解氧變化為例，加以說(shuō)明。幾乎所有河流都會(huì)受到需氧有機(jī)物的污染，在降解過(guò)程中要消耗大量的溶解氧DO，溶解氧DO的變化是水體自凈的主要標(biāo)志之一。

（四)水體污染的自凈方程水體中溶解氧DO濃度變化主要受以下兩種因素影響(1)耗氧:需氧污染物的降解作用耗氧、水生生物的呼吸耗氧。(2)復(fù)氧:空氣中的氧溶于水中、水生植物的光合作用產(chǎn)生氧，使水體復(fù)氧。溶解氧變化曲線可看出耗氧與復(fù)氧兩種作用的結(jié)果，導(dǎo)致水體中溶解氧的濃度變化，如圖所示的氧垂曲線。詳見后章內(nèi)容

S-P模型用于描述一維穩(wěn)態(tài)均勻河流中的BOD-DO的變化規(guī)律。S-P模型迄今有80多年歷史，已得到廣泛的應(yīng)用，它是各種修正和復(fù)雜模型的先導(dǎo)與基礎(chǔ)。

S-P模型的建立基于兩項(xiàng)假設(shè)(1)

只考慮好氧微生物參加的BOD衰減反應(yīng)。(2)

河流中的耗氧只是BOD衰減反應(yīng)引起的。BOD衰減速率與DO減少速率相同，復(fù)氧速率與河水中的虧氧量D成正比。

S-P模型的基本方程式中:L—河水中的BOD值，mg/L；D—河水的虧氧值（mg/L）＝飽和溶解氧濃度Cs-實(shí)際溶解氧濃度C；k1—河水中BOD衰減(耗氧)速度常數(shù)，1／d；k2—河水中的復(fù)氧速度常數(shù)，1／d；t—河水的流動(dòng)時(shí)間，d。

S-P模型的基本方程解析解

當(dāng)邊界條件為方程的解析解為(5-75):時(shí)S-P模型的臨界點(diǎn)和臨界點(diǎn)氧濃度S-P模型引入自凈系數(shù)f＝k2/k1，當(dāng)dD/dt＝0時(shí)有L＝fD：L>fD，dD/dt>0，河流中的溶解氧呈下降態(tài)勢(shì)；L=fD，dD/dt=0，河流中的溶解氧保持不變；L<fD，dD/dt<0，河流中的溶解氧呈上升態(tài)勢(shì)；S-P模型的缺陷

S-P模型應(yīng)用于高污染河流的水質(zhì)分析時(shí)，由于起始BOD濃度大，DO臨界值會(huì)出現(xiàn)負(fù)數(shù)，而導(dǎo)致S-P模型失效。3．S-P模型的修正型(2)多賓斯－坎普(Dobbins—Camp)模型一維靜態(tài)河流，考慮地面徑流和底泥釋放BOD所引起的BOD變化速率，該速率以

R表示。考慮藻類光合作用和呼吸作用以及地面徑流所引起的溶解氧變化速率，以P表示。f反映自凈過(guò)程的快慢，各種水體的f值可參考下表各種水體自凈系數(shù)f的參考值(20℃)(p44)水體名稱自凈系數(shù)f小池和滯水0.5～1.0低流速的大河1.5～2.0緩慢河流和大湖1.0～2.0正常流速的大河2.0～3.0流速很快的河流3.5～5.0急流或跌水>5.0

水體自凈能力在水質(zhì)凈化和水質(zhì)管理中廣泛應(yīng)用，許多污水處理方法如生化處理、氧化塘等都是利用水體的各種凈化能力，此外還利用引水沖污、人工復(fù)氧等措施強(qiáng)化水體自凈能力。

（五）水體自凈過(guò)程的特征（7個(gè)）

1）污染物濃度逐漸下降；2）一些有毒污染物經(jīng)物理、化學(xué)和生物作用，轉(zhuǎn)變?yōu)榈投净驘o(wú)毒物質(zhì)；3）重金屬污染物以溶解態(tài)被吸附或轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄曰衔铮恋砗筮M(jìn)入底泥；4）部分復(fù)雜有機(jī)物被微生物利用和分解，變成二氧化碳和水；

（五）水體自凈過(guò)程的特征

5）不穩(wěn)定污染物轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化合物；6）自凈過(guò)程初期，水中溶解氧含量急劇下降，到達(dá)最低點(diǎn)后又緩慢上升，逐漸恢復(fù)至正常水平；7）生物種類和個(gè)體數(shù)量隨著自凈過(guò)程及有毒物質(zhì)濃度或數(shù)量的增加下降，然后逐漸回升，最終趨于正常的生物分布。

第四節(jié)水環(huán)境容量（P44）

(一)環(huán)境容量的定義和影響因素（二）水環(huán)境容量的定義和影響因素

(三)水環(huán)境容量分類

(四)水環(huán)境容量的特征

(一)環(huán)境容量的定義和影響因素

1.環(huán)境容量的定義：環(huán)境容量是根據(jù)環(huán)境管理的需要提出的，1968年日本學(xué)者首先采用這個(gè)概念來(lái)控制污染物排放總量。至今，環(huán)境容量在環(huán)境保護(hù)工作中已有廣泛的應(yīng)用，特別是應(yīng)用于區(qū)域污染物總量控制和區(qū)域環(huán)境規(guī)劃。

(一)環(huán)境容量的定義和影響因素

容量是一定空間容納某種物質(zhì)的能力。環(huán)境容量是指在不破壞人類生存、自然生態(tài)的前提下，在環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)約束下，某一環(huán)境所能容納污染物的最大負(fù)荷量。如果污染物數(shù)量超過(guò)最大容納量，這一環(huán)境的生態(tài)平衡和正常功能就會(huì)遭到破壞。按要素分類，可將環(huán)境容量劃分為大氣環(huán)境容量、水環(huán)境容量、土壤環(huán)境容量和綠地環(huán)境容量等。

(一)環(huán)境容量的定義和影響因素

2.環(huán)境容量的影響因素（1）環(huán)境的背景條件：氣象、水文、植被、生物種群特征等；

（2）環(huán)境的特定功能：常用環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)來(lái)表示。

（二）、水環(huán)境容量(一)環(huán)境容量的定義和影響因素

（二）水環(huán)境容量的定義和影響因素

(三)水環(huán)境容量分類

(四)水環(huán)境容量的特征

（二）水環(huán)境容量的定義和影響因素

1.水環(huán)境容量定義(p44)：是指某一水環(huán)境單元在給定的環(huán)境目標(biāo)下，所能容納的污染物的量。也就是環(huán)境單元依靠自身特性使本身功能不至于破壞的前提下，能夠允許容納的污染物的量。在實(shí)際應(yīng)用中，水環(huán)境容量就是指最大允許納污量。

（二）水環(huán)境容量的定義和影響因素

允許納污量是指在排污口空間分布及排污方式給定條件下，環(huán)境單元所能允許排放污染物的量。允許納污量不僅與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)，而且與污染源的時(shí)空分布有關(guān)。

（二）水環(huán)境容量的定義和影響因素

水環(huán)境容量是制定地方性、專業(yè)性水域排放標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)；是環(huán)境管理部門制定環(huán)境規(guī)劃的依據(jù)，確定在固定水域到底允許排入多少污染物。（二）水環(huán)境容量的定義和影響因素

2.水環(huán)境容量影響因素（3個(gè)）：

(1)自然環(huán)境－水體特征：反映水體物理化學(xué)狀況的各種因素。包括水體的幾何參數(shù)，如河寬、水深；

水文參數(shù)，如流量、流速；化學(xué)參數(shù)，如主要化學(xué)成分，污染物的背景水平，水的PH值等；

2.水環(huán)境容量影響因素

水體的物理自凈作用，如稀釋、擴(kuò)散、沉降；化學(xué)自凈作用，生物降解作用，如氧化還原、光合作用等。自凈能力越強(qiáng)，水環(huán)境容量就越大。

2.水環(huán)境容量影響因素

其中最主要的因素是水資源量，水環(huán)境容量是自然環(huán)境的函數(shù)。

從某種意義上講，水資源量是水環(huán)境容量基礎(chǔ)；

為了確保用水安全，水環(huán)境容量計(jì)算采用的是較高保證率的水文設(shè)計(jì)條件。

2.水環(huán)境容量影響因素

(2)水質(zhì)目標(biāo)（社會(huì)環(huán)境）：水質(zhì)目標(biāo)是根據(jù)水體的用途和功能劃分的。水體的用途和使用功能不同，允許存在于水體的污染物量也不同。而水體功能的劃分或水質(zhì)目標(biāo)的選擇又與其環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)條件有關(guān)。

2.水環(huán)境容量影響因素

已劃分水環(huán)境功能區(qū)的水域，要從時(shí)間、空間兩個(gè)方面規(guī)范功能區(qū)達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)；未劃分水環(huán)境功能區(qū)的水域可不進(jìn)行容量計(jì)算；若考慮計(jì)算，按較高功能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行（II類）。我國(guó)各地自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件差異較大，允許各地從實(shí)際出發(fā)建立切實(shí)可行的水質(zhì)目標(biāo)，從而決定了水環(huán)境容量的地域差異性。水環(huán)境容量是社會(huì)環(huán)境的函數(shù)。

2.水環(huán)境容量影響因素

(3)污染物特性：不同污染物毒性作用不同，因此，對(duì)于同一水體不同的污染物有不同的允許存在量。即水環(huán)境容量是污染特性的函數(shù)。

2.水環(huán)境容量影響因素

綜上所述，水環(huán)境容量是自然環(huán)境、水質(zhì)目標(biāo)和污染物特性的函數(shù)，可表示為：

E=f(z,s,p,o,t)

式中：E為水環(huán)境容量；z為自然因素，常體現(xiàn)在流量q上；s為水質(zhì)目標(biāo)；p為污染物特性；o為污染物的排放及空間分布；t為時(shí)間。

2.水環(huán)境容量影響因素

式中排污方式指排污口位置布設(shè)，對(duì)河流整體水環(huán)境容量影響較大；排污口排放方式（岸邊或中心，淺水或深水），對(duì)局部的污染物稀釋混合影響很大。

在實(shí)際中污染物的排放方式及空間分布是給定的，即o為常量。

二、水環(huán)境容量(一)環(huán)境容量的定義和影響因素（二）水環(huán)境容量的定義和影響因素

(三)水環(huán)境容量分類

(四)水環(huán)境容量的特征(三)水環(huán)境容量分類（5種分類方法）1．按水環(huán)境目標(biāo)分類(p45)(1)自然水環(huán)境容量以環(huán)境基準(zhǔn)值作為環(huán)境目標(biāo)時(shí)，相應(yīng)水體的納污能力稱自然水環(huán)境容量，納污但不使水質(zhì)惡化。其模型為式中E——水環(huán)境容量；

K自一表示水體對(duì)污染物稀釋和其它自凈能力的自然規(guī)律參數(shù)。

C基—污染物在水體中的基準(zhǔn)值，它是環(huán)境中污染物對(duì)人類或生物不產(chǎn)生有害影響的最大劑量，以濃度表示；

C一污染物的濃度；

V—水的體積；(三)水環(huán)境容量分類(2)管理環(huán)境容量以環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值作為環(huán)境目標(biāo)時(shí)，相應(yīng)水體的允許納污量稱為管理環(huán)境容量。

管理環(huán)境容量以規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為約束條件，納污可改變水質(zhì)而不改變基本功能。當(dāng)前水環(huán)境容量研究的主要對(duì)象應(yīng)該是管理環(huán)境容量。

(三)水環(huán)境容量分類4.按水環(huán)境容量的可更新性分類（p47）（1）可更新容量：是指水體對(duì)污染物的稀釋自凈或無(wú)害化的量?？筛氯萘考礊樗w自凈能力。

（2）不可更新容量：是指在自然條件下水體對(duì)不可降解或長(zhǎng)時(shí)間只能微量降解的污染物所具有的容量。如一些有毒有機(jī)物、重金屬的水環(huán)境容量就是不可更新容量。(三)水環(huán)境容量分類

5.按污染物性質(zhì)分類（3種）p47(1)耗氧有機(jī)物水環(huán)境容量

耗氧有機(jī)物是易降解的有機(jī)污染物，應(yīng)用耗氧有機(jī)物的水質(zhì)模型，以水質(zhì)目標(biāo)及控制范圍為約束條件可計(jì)算其相應(yīng)的環(huán)境容量。數(shù)值較大，即通常所說(shuō)水環(huán)境容量。

(三)水環(huán)境容量分類

(2)有毒有機(jī)物的水環(huán)境容量這類有機(jī)物是難降解的，是指人工合成的毒性大，難降解的有機(jī)物的水環(huán)境容量。

數(shù)值很小，一般只考慮稀釋作用為其水環(huán)境容量的基本因素，應(yīng)盡量消除其污染源。

(三)水環(huán)境容量分類

(3)重金屬水環(huán)境容量是指重金屬可被水體稀釋到閾值以下而具有的水環(huán)境容量。重金屬不易被分解，只有形態(tài)變化和相的轉(zhuǎn)移，影響環(huán)境容量的主要因素是稀釋作用，應(yīng)嚴(yán)格控制其污染源。

二、水環(huán)境容量

(一)環(huán)境容量的定義和影響因素（二）水環(huán)境容量的定義和影響因素

(三)水環(huán)境容量分類

(四)水環(huán)境容量的特征(四)水環(huán)境容量特征

1.地帶性特征

未受人類活動(dòng)影響或人類活動(dòng)影響很微弱的地帶，水體基本保持在背景濃度的水平，水環(huán)境容量很大。

受人類活動(dòng)的影響大的城市環(huán)境水體或位于城市附近的大江大河局部江段污染嚴(yán)重，水環(huán)境容量很小，甚至喪失殆盡。

(四)水環(huán)境容量特征

2.資源性特征水環(huán)境容量作為一種資源既有一般資源的特點(diǎn)，也有其自身的特征。主要具有以下特點(diǎn)：（1）水環(huán)境容量的有用性：通過(guò)水質(zhì)這一特性體現(xiàn)出來(lái)；（2）水環(huán)境容量的稀缺性：表現(xiàn)在一定時(shí)期內(nèi)數(shù)量上的稀缺；由于水質(zhì)下降引起的功能性稀缺；由于客觀地理?xiàng)l件和經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件限制的可利用性稀缺。(四)水環(huán)境容量特征

2.資源性特征（3）水環(huán)境容量的可更新性：水環(huán)境容量是一種再生資源；（4）水環(huán)境容量的分布不均勻性：它隨時(shí)間空間變化而不同。（5）水環(huán)境容量的共享性：面向全社會(huì)服務(wù)，其所有權(quán)不屬于某個(gè)人。(四)水環(huán)境容量特征

3.對(duì)污染物的不均衡特征

水環(huán)境容量是針對(duì)具體某一類污染物而言，不同的污染物性質(zhì)不同，決定了水環(huán)境容量的不均衡特征。第五節(jié).污染物在水體中的遷移轉(zhuǎn)化

污染物向以下幾個(gè)方向轉(zhuǎn)化。①分散在水體中；逐漸稀釋；②分解和轉(zhuǎn)化為其它物質(zhì)；③沉淀在底泥中；④消耗水中的溶解氧，使水質(zhì)惡化；⑤富營(yíng)養(yǎng)化；

《環(huán)境水利學(xué)》一、污染物在水體中的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)理（一）物理作用物理作用主要指的是污染物在水體中的混合稀釋和自然沉淀過(guò)程。沉淀作用指排入水體的污染物中含有的微小的懸浮顆粒，如顆粒態(tài)的重金屬、蟲卵等由于流速較小逐漸沉到水底。污染物沉淀對(duì)水質(zhì)來(lái)說(shuō)是凈化，但對(duì)底泥來(lái)說(shuō)污染物則反而增加?；旌舷♂屪饔弥荒芙档退形廴疚锏臐舛?，不能減少其總量?；旌蠣顟B(tài)：豎向混合階段橫向混合階段縱向混合階段水體的混合稀釋作用主要由下面三部分作用所致：（1）紊動(dòng)擴(kuò)散。由水流的紊動(dòng)特性引起水中污染物自高濃度向低濃度區(qū)轉(zhuǎn)移的紊動(dòng)擴(kuò)散。（2）移流。由于水流的推動(dòng)使污染物的遷移隨水流輸移。（3）離散。由于水流方向橫斷面上流速分布的不均勻（由河岸及河底阻力所致）而引起分散。

具體公式詳見教材p100-p102混合過(guò)程伴隨著稀釋、擴(kuò)散揮發(fā)機(jī)理：亨利定律對(duì)象：持久性有及物揮發(fā)速度K：見公式5-9亨利常數(shù)的計(jì)算：見公式5-12揮發(fā)過(guò)程吸附作用天然水體中的懸浮物和底泥中含有豐富的膠體，包括各種粘土礦物、水合金屬氧化物和各種可溶性和不溶性的腐殖質(zhì)。膠體由于具有巨大的比表面、表面能和帶電荷，能強(qiáng)烈地吸附各種分子和離子。在自然界中，許多元素和化合物是以膠體狀態(tài)進(jìn)行遷移的。膠體的吸附作用是使許多微量重金屬?gòu)牟伙柡吞烊蝗芤褐修D(zhuǎn)入固相的最重要途徑。1、吸附機(jī)理

表面吸附：典型的物理過(guò)程。依靠膠體的具有很大的比表面和表面能而吸附離子交換吸附：屬于物理化學(xué)吸附。依靠膠體微粒所帶電荷完成吸附。主要吸附的是陽(yáng)離子。專屬吸附：指吸附過(guò)程中，除了化學(xué)鍵的作用外，尚有加強(qiáng)的憎水鍵和范德華力或氫鍵在起作用。

離子交換吸附機(jī)制

即黏土礦物的微粒通過(guò)層狀結(jié)構(gòu)邊緣的羥基氫和-OM基中M+離子以及層狀結(jié)構(gòu)之間的M+離子，與水中的重金屬離子交換而將其吸附專屬吸附作用：可使表面電荷改變符號(hào)，而且可使離子化合物吸附在同號(hào)電荷的表面上。在水環(huán)境中，配合離子、有機(jī)離子、有機(jī)高分子和無(wú)機(jī)高分子的專屬吸附作用特別強(qiáng)烈。例如，簡(jiǎn)單的三價(jià)Al，三價(jià)Fe等高價(jià)離子并不能使膠體電荷因吸附而變號(hào)，但其水解產(chǎn)物卻可達(dá)到這點(diǎn)。吸附量及吸附等溫式吸附量：在一定條件下吸附達(dá)到平衡后，單位質(zhì)量吸附劑所吸附的吸附物的量稱為吸附量，以Q表示，它表示吸附劑的吸附能力。吸附等溫線：在恒溫等條件下，吸附量Q與吸附物平衡濃度c的關(guān)系曲線。吸附量同溶液濃度之間關(guān)系的數(shù)學(xué)式。吸附等溫式是定量研究環(huán)境中膠體對(duì)各種元素遷移的影響的重要方法目前已提出不同類型的數(shù)學(xué)式，各有其適用范圍，常用的有以下兩種：①弗恩因德利希（H.M.F.Freundich）吸附等溫式弗恩因德利希（H.M.F.Freundich）吸附等溫式描述了一般情況下，固體吸附量隨著溶液濃度增加而增大。最常見的形式如圖5-4。低濃度區(qū)中濃度區(qū)高濃度區(qū)在中等濃度時(shí)，其經(jīng)驗(yàn)公式可表述為（n>1）若取對(duì)數(shù)，則為一直線方程式。式中：C是作用達(dá)到平衡時(shí)溶液的濃度；K、n是在一定范圍內(nèi)表示吸附過(guò)程的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。H.M.F.Freundich吸附等溫式曲線中的三大階段②朗繆爾（I.Langmuir）吸附等溫式其基本形式可表達(dá)為式中：Q為任一平衡狀態(tài)時(shí)的吸附量；Qo為單位表面上達(dá)到飽和時(shí)最大極限吸附量；b=Ka/Kb為吸附與解吸的比例關(guān)系的比值,C溶液濃度。該方程能較好地適合各種濃度，并且式中每一項(xiàng)都有較明確的物理意義。物質(zhì)在界面上富集的現(xiàn)象叫做吸附。溶液表面的吸附導(dǎo)致表面濃度與內(nèi)部濃度不同，這種不同稱為表面過(guò)剩。比表面積：?jiǎn)挝恢亓课絼┑谋砻娣Q比表面積孔結(jié)構(gòu)：孔徑大則比表面小，孔徑小則不利于擴(kuò)散表面化學(xué)性質(zhì)：環(huán)境條件：吸附量（G）與pH、平衡濃度（c)關(guān)系：G=A.c.10BpH(AB常數(shù)）影響吸附的因素1、水體懸浮物和底泥對(duì)重金屬離子的吸附吸附作用可控制水體中金屬離子的濃度。膠體的吸附作用是使許多微量金屬?gòu)娘柡偷奶烊凰修D(zhuǎn)入固相的最重要的途徑。膠體的吸附作用在很大程度上控制著微量金屬在水環(huán)境中的分布和富集狀況。

大量資料表明，在水環(huán)境中所有富含膠體的沉積物由于吸附作用幾乎都富集Cu2+、Ni2+、Ba2+、Zn2+、Pb2+、Tl、U等金屬。吸附作用應(yīng)用2、水合金屬氧化物對(duì)重金屬離子的吸附一般認(rèn)為，水合金屬氧化物對(duì)重金屬離子的吸附過(guò)程是重金屬離子在這些顆粒表面發(fā)生配位化合過(guò)程，可用下式表示：

n≡AOH+Men+==(≡AO)n→Me+nH+

式中≡代表微粒表面，A代表微粒表面的鐵、鋁、硅或錳，Men+為重金屬離子，箭頭代表配位鍵。

3、持久性有機(jī)物在環(huán)境膠體上的吸附作用依據(jù)有機(jī)物的種類不同，其吸附機(jī)理不同。

離子型有機(jī)物：離子交換吸附非離子型有機(jī)物：不可以離子交換吸附水環(huán)境的pH不同，其吸附機(jī)理不同

強(qiáng)堿性有機(jī)物：在天然水中基本解離，故溶解度高，可以以簡(jiǎn)單的陽(yáng)離子交換。弱堿性有機(jī)物：可以進(jìn)行離子交換，也可以通過(guò)憎水吸附、氫健作用。重金屬化合物在水中的溶解度可直觀地體現(xiàn)它在水環(huán)境中的遷移能力。溶解度大者遷移能力大，溶解度小者遷移能力小。重金屬的氯化物和硫酸鹽(AgCl、Hg2Cl2、PbSO4等除外)基本上是可溶的，重金屬的碳酸鹽、硫化物、氫氧化物卻是難溶的。沉淀作用難溶重金屬沉淀溶解反應(yīng)主要包括以下幾種沉淀溶解平衡反應(yīng)1.氫氧化物2.硫化物3.碳酸鹽

1、氫氧化物金屬氫氧化物的溶解平衡可表示為：

Me(OH)n===Men++nOH-

溶度積為：Ksp=[Men+][OH-]n

一般說(shuō)來(lái)，如果水體中沒有其他配位體，大部分金屬離子氫氧化物在pH較高時(shí)，其溶解度較小，遷移能力較弱；若水體pH較小，金屬氫氧化物的溶解度升高，金屬離子的遷移能力也就增大

2、硫化物

在中性條件下大多數(shù)重金屬硫化物不溶于水。當(dāng)天然水體中存在硫化氫時(shí)，重金屬離子等就可能形成金屬硫化物。在硫化氫和金屬硫化物均達(dá)到飽和的水中，同時(shí)存在著兩種平衡：

H2S===H++HS-

K1=[H+][HS-]/[H2S]HS-===H++S2-

K2=[H+][S2-]/[HS-]Me2++S2-===MeS(s)

Ksp=[Me2+][S2-]

3、碳酸鹽

HCO3-是天然水體中主要陰離子之一，它能與金屬離子形成碳酸鹽沉淀，從而影響水中重金屬離子的遷移。水中碳酸鹽的溶解度，在很大程度上取決于其中二氧化碳的含量和水體pH。水體中二氧化碳能促使碳酸鹽的溶解：

MeCO3(s)+Co2+H2O===Me2++2HCO3-

其中

[Me2+]=KspK1[CO2]/K2[HCO3-]2

可見,水體pH升高，碳酸鹽溶解度下降，金屬離子的遷移能力也就減小。

沉淀溶解的作用

能使水體中重金屬離子與相應(yīng)的陰離子生成硫化物、碳酸鹽等難溶化合物，大大限制了重金屬污染物在水體中的擴(kuò)散范圍，使重金屬主要富集于排污口附近的底泥中，降低了重金屬離子在水中的遷移能力，在某種程度上可以對(duì)水質(zhì)起凈化作用。（二）化學(xué)作用水體中常見的氧化劑常見的還原劑Fe(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)、S(Ⅵ)、Cr(Ⅵ)、As(Ⅴ)、溶解氧等

Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、S2－和有機(jī)化合物氧化還原反應(yīng)水體氧化還原條件對(duì)重金屬的存在形態(tài)及其遷移能力有很大的影響。鉻，礬，硫化合物易溶物難溶物氧化條件還原條件鐵，錳化合物易溶物氧化條件還原條件難溶物

氧化環(huán)境與還原環(huán)境的交界線可以成為許多元素的富集地在還原條件占優(yōu)勢(shì)的地下水中含有豐富的Fe2+，當(dāng)其流入具氧化性的湖沼時(shí)，二價(jià)鐵變?yōu)槿齼r(jià)鐵化合物(Fe2O3·nH2O)自溶液中沉淀出來(lái)，可以大量地富集成“湖鐵礦”。環(huán)境化學(xué)中常用水體電位(pE)來(lái)描述水環(huán)境的氧化還原性質(zhì)。它決定于水體中氧化劑、還原劑的電極電位濃度及pH值。

pE=-lg(ae)ae—水溶液中電子活度。（類似于Ph)pE是平衡狀態(tài)下的電子活度，衡量溶液接收或遷移電子的相對(duì)趨勢(shì)，在還原性很強(qiáng)的溶液中，其趨勢(shì)是給出電子。pE越小電子濃度越高，體系提供電子的傾向越強(qiáng)。1、耗氧有機(jī)物在生物作用下的降解作用降解是指較高分子量的有機(jī)物在分解過(guò)程中減小分子量，最后變?yōu)楹?jiǎn)單的無(wú)機(jī)物的過(guò)程。有機(jī)物在水中的降解過(guò)程是通過(guò)化學(xué)氧化、光化學(xué)氧化和生物化學(xué)氧化來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中生物氧化在有機(jī)物降解中起著主要作用。

生物作用微生物首先在細(xì)胞膜外通過(guò)水解使碳水化合物從多糖轉(zhuǎn)化為二糖后，才能透入細(xì)胞膜內(nèi)。在細(xì)胞外部或內(nèi)部，二糖再水解而成為單糖。單糖首先轉(zhuǎn)化為丙酮酸丙酮酸在有氧條件下，最終氧化為水和二氧化碳；丙酮酸在無(wú)氧條件下，丙酮酸的氧化不能進(jìn)行到底，最終產(chǎn)物是各種酸、醇、酮等，這樣的過(guò)程稱為發(fā)酵。

（1）碳水化合物的降解這類物質(zhì)較碳水化合物難降解。降解過(guò)程：首先在細(xì)胞外發(fā)生水解，生成甘油和相應(yīng)的各種脂肪酸。其次甘油進(jìn)一步降解為丙酮酸，在有氧條件下完全氧化生成水和二氧化碳；在無(wú)氧條件下發(fā)酵生成各種有機(jī)酸。脂肪酸的降解是先生成醋酸，有氧條件則繼續(xù)完全氧化；無(wú)氧條件下亦發(fā)酵生成各種有機(jī)酸。

（2）脂肪和油類的降解含氮有機(jī)物除C、H、O外，還含有N、S、P等元素，其生物降解難于不含氮的有機(jī)物，其產(chǎn)物污染較重。蛋白質(zhì)降解的過(guò)程：先水解生成氨基酸，然后再分解成各種有機(jī)酸和氨。有機(jī)酸有氧時(shí)會(huì)完全氧化為水和二氧化碳，無(wú)氧時(shí)則發(fā)酵。氨在消化細(xì)菌的作用下，再進(jìn)一步分解為亞硝酸鹽、硝酸鹽，給水體帶來(lái)新的污染，如富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題。

（3）含氮有機(jī)物的降解碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)在降解后期都生成低級(jí)有機(jī)酸類，在無(wú)氧條件下進(jìn)行酸性發(fā)酵，這時(shí)最終產(chǎn)物未能完全氧化而停留在酸、醇、酮等化合物狀態(tài)。此時(shí)若pH值過(guò)低，可使細(xì)菌中斷生命活動(dòng)，而使生物降解不能進(jìn)行；若條件適宜，可進(jìn)一步發(fā)生甲烷發(fā)酵，最終生成甲烷。小結(jié)2、耗氧有機(jī)物降解與溶解氧平衡問(wèn)題耗氧有機(jī)物對(duì)水體造成的危害，主要表現(xiàn)在其降解過(guò)程中需消耗水中的溶解氧，此后，它的降解產(chǎn)物如N、P等又可引起水體富營(yíng)養(yǎng)化，以致又破壞水體的氧平衡。這種現(xiàn)象既可出現(xiàn)在湖泊、水庫(kù)和海灣等富營(yíng)養(yǎng)化水體，又可發(fā)生在有機(jī)污染河流的枯水季節(jié)。對(duì)有機(jī)物染的河流來(lái)講，溶解氧下垂曲線是河流中存在的耗氧作用和復(fù)氧作用的綜合反映，它對(duì)評(píng)價(jià)河流的污染狀況具有重要意義。

河流中的耗氧作用：主要是耗氧有機(jī)物降解時(shí)耗氧，此外還包括水生生物的呼吸、底泥厭氣分解產(chǎn)生的有機(jī)酸和還原性氣體釋放到水中及廢水中還原性物質(zhì)等引起水體耗氧。河流中的復(fù)氧作用：主要是大氣復(fù)氧，其次是水生植物（藻類）的光合作用產(chǎn)氧。

河流中的耗氧作用和復(fù)氧作用當(dāng)污水未流入河流前，河水中的大氣復(fù)氧量與水中生物的耗氧量近似相等，溶解氧處于飽和狀態(tài)。當(dāng)河流接納了耗氧有機(jī)物后，微生物對(duì)其氧化分解需消耗大量的氧，使得大氣復(fù)氧來(lái)不及補(bǔ)充；水中溶解氧含量下降，這時(shí)水中的耗氧速度大于復(fù)氧速度；隨著水中有機(jī)物減少，耗氧量減少，水中復(fù)氧量相應(yīng)增加，此時(shí)水中耗氧速度等于復(fù)氧速度；其后，因有機(jī)物大為減少，耗氧速度小于復(fù)氧速度，氧垂曲線逐漸上升。氧垂曲線出現(xiàn)最低點(diǎn)，稱該點(diǎn)為臨界點(diǎn)；氧垂曲線過(guò)程

具體見p116圖5-7

河流中耗氧有機(jī)物降解與溶解氧平衡數(shù)學(xué)模型

河流受有機(jī)物污染后，生物氧化速度同某一時(shí)間剩余有機(jī)物的濃度成正比，即Phelps定律：河流水體自凈過(guò)程中，當(dāng)有機(jī)物耗氧作用使溶解氧下降到飽和濃度以下時(shí)，水體便開始吸收大氣氧氣，以補(bǔ)充耗氧。研究證明：大氣中向水體溶解氧的速度與養(yǎng)虧量成正比。即：Phelps等人確定的溶解氧下垂曲線方程為：溶解氧下垂曲線方程意義：水體中氧虧增加的速度為耗氧速度與復(fù)氧速度代數(shù)和。耗氧反應(yīng)造成氧虧的增加，復(fù)氧反應(yīng)造成氧虧的減少。當(dāng)耗氧有機(jī)物污染物進(jìn)入水體一段時(shí)間后氧虧值大小D為接納大量生活污水的河流，DO和BOD變化曲線

污水集中于0點(diǎn)排放，假定排放后立即與河水完全混合。在排放前，河水中的溶解氧接近飽和（8mg/L），BOD值處于正常狀態(tài)，即低于4mg/L，水溫為25℃。3、水體富營(yíng)養(yǎng)化（eutrophication）過(guò)程定義：水體中N、P等營(yíng)養(yǎng)元素大量增加，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)正常的含量，導(dǎo)致原有的生態(tài)系統(tǒng)破壞，使藻類和某些細(xì)菌的數(shù)量激增，其它生物種類減少的現(xiàn)象。指標(biāo)：

N>0.2~0.3mg/L,P>0.01~0.02mg/L，生化需氧量>10mg/L，細(xì)菌總數(shù)>105個(gè)，葉綠素a>10g/L。

在自然條件下，湖泊也會(huì)從貧營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)過(guò)渡到富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，不過(guò)這種自然過(guò)程非常緩慢。人為排放含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的工業(yè)廢水和生活污水所引起的水體富營(yíng)養(yǎng)化則可以在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)。水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象時(shí)，浮游藻類大量繁殖，形成水華。因占優(yōu)勢(shì)的浮游藻類的顏色不同，水面往往呈現(xiàn)藍(lán)色、紅色、棕色、乳白色等。這種現(xiàn)象在海洋中則叫做赤潮或紅潮。Largephytoplankton(浮游植物)bloomscancausehugeuglyfoamsonbeaches.Thesebloomsarenottoxicbuttemporarilyruinthebeach,reducingitsrecreationalvalue.Algae（藍(lán)藻）bloominMoundsDamimpoundment（蓄水期）causedbyeutrophication赤潮（紅潮Redtide)

赤潮的危害1.局部中斷海洋食物鏈，可使海域成為死海；形成“赤潮”的藻類和浮游生物在繁殖和死亡過(guò)程中，大量消耗水體中溶解氧，再加上稠密的“赤潮”生物及其分泌物