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水体污染

[拼音]:shuiti wuran

[外文]:water body pollution

主要是由于人类活动排放的污染物进入河流、湖泊、海洋或地下水等水体,使水和水体底泥的物理、化学性质或生物群落组成发生变化,从而降低了水体的使用价值,这种现象称为水体污染。

概述

作为环境介质的水通常不是纯净的,其中含有各种物理的、化学的和生物的成分。水中各种成分及其含量不同,水的感官性状(色、臭、味、浑浊度等)、物理化学性能(温度、pH 值、电导率、氧化还原电势、放射性等)、化学成分(无机物和有机物)、水中生物组成(种类、数量等)和水体底泥状况也就有差别。

早期的水体污染主要是人口稠密的大城市的生活污水造成的。产业革命以后,工业排放的废水和废物成为水体污染物的主要来源。随着工业生产的发展,水污染范围不断扩大,污染程度日益严重。20世纪50年代以后,在一些水域和地区,由于水体严重污染而危及人类的生产和生活。70年代以来,人们采取了一些防治污染措施,部分水体的污染程度虽有所减轻,但全球性的水污染状况还在发展,尤其工业废弃物对水体的污染还具有潜在的危险性。若干水资源因受到污染而降低或丧失了使用价值,使水资源更加短缺。

按污染物划分的污染类型

水体污染物的分类方法不一。如从卫生学角度,多按化学性污染物、物理性污染物和生物性污染物划分;从化学角度,多按无机有毒物质、无机有害物质、有机有毒物质、有机有害物质和病原体等划分。环境工程学则基本上是依污染物质或能量(如热污染)所造成的各类型环境问题以及不同的治理措施,对水体污染类型作如下分类:

病原体污染 

生活污水,畜禽饲养场污水,以及制革、洗毛、屠宰业和医院等排出的废水,常含有各种病原体,如病毒、病菌、寄生虫。水体受到病原体污染,会传播疾病。历史上流行的瘟疫,有的就是水媒型传染病,如1848年和1854年英国两次霍乱流行,各死亡约万余人;1892年德国汉堡霍乱流行,死亡7500余人,都由于水污染引起。由水体引起的传染病主要有病菌引起的痢疾、伤寒、副伤寒、霍乱、副霍乱等;病毒引起的小儿麻痹、传染性肝炎等;其他病原体引起的有姜片虫病、血吸虫病、阿米巴痢疾、钩端螺旋体病等。

需氧物质污染

生活污水、食品加工和造纸等工业废水中,含有碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素等有机物质。这些物质以悬浮或溶解状态存在于污水中,可通过微生物的生物化学作用而分解。在其分解过程中需要消耗氧气,因而被称为需氧污染物。这类污染物可造成水中溶解氧减少,影响鱼类和其他水生生物的生长。水中溶解氧耗尽后,有机物将进行厌氧分解,产生硫化氢、氨和硫醇等难闻气味,使水质进一步恶化。

植物营养物质污染

生活污水和某些工业废水中, 经常含有一定量的磷和氮等植物营养物质。施用磷肥、氮肥的农田水中,也含有磷或氮。含洗涤剂的污水也有不少的磷。这些物质都可引起水体富营养化,使水质恶化。

石油污染

主要发生在海洋,危害是多方面的。如在水面上形成油膜,能阻碍水体的复氧作用。油类粘附在鱼鳃上,可使鱼窒息;粘附在藻类、浮游生物上,可使它们死亡。油类会抑制水鸟产卵和孵化,破坏它们羽毛的不浸水性能。石油污染还能使水产品质劣化(见石油污染)。

热污染

是工矿企业向水体排放高温废水造成的。热污染使水温升高,水中化学反应、生化反应的速度随之加快,溶解氧减少,影响鱼类的生存和繁殖。例如鳟鱼虽在24℃的水中生活,但其繁殖温度则要低于14℃。一般水生生物能够生存的水温上限是33~35℃。水温升高还会使氰化物、重金属离子等毒物的毒性增强(见热污染)。

放射性污染

是放射性物质进入水体造成的。放射性物质主要来源于核动力工厂排出的冷却水,向海洋投弃的放射性废物,核爆炸降落到水体的散落物,核动力船舶事故泄漏的核燃料。开采、提炼和使用放射性物质时,如果处理不当,也会造成污染。水中的放射性污染物可以附着在生物体表面,也可进入生物体内蓄积起来(见放射性污染)。

有毒化学物质污染

主要是重金属和难分解的有机物的污染等。重金属在工厂矿山生产过程中随废水排出,通过各种途径进入水体造成污染。重金属有汞、镉、铬、铅、钒、钴、钡等,其中以汞和镉、铅危害较大。其他还有硒、镍、锰等。砷由于毒性大,也列入危害大的重金属之列。有毒重金属在自然界中一般不易消失,它们能通过食物链而被富集。这类物质除直接作用于人体引起疾病外,某些金属还可能有促进慢性病发展的作用。难分解的有机物主要是有机氯化合物、多环有机化合物、有机氮化合物(芳香胺类)和有机重金属化合物等。其中有不少难分解有机物是致癌物。难分解有机物污染水体,对人类危害极大。

盐污染

各种酸、碱、盐等无机化合物进入水体,使淡水资源的矿化度增高,影响各种用水水质。盐污染主要来自生活污水和工矿业废水,以及某些工业废渣。但自70年代以来,由于酸雨的规模日益扩大,造成土壤酸化,地下水矿化度因而增高。

按水体划分的污染类型

按水体类型可分为:

河流污染

河流是陆地上最重要的水体。世界上的大工业区和城市大都建立在河流之滨,依靠河流供水、运输,也将废水排入河流。如今工业地区的河流和人口密集地区的河流,大多数受到不同程度的污染。例如美国约有16500个下水道系统和 30多万个工厂将废水排入河流等水体中。美国全国52条主要河流都受到不同程度的污染,据1970年资料,其中有10条河流受污染的河道长度为总长度的90%。1980年我国全国水质调查,对798座城镇的不完全统计,1979年日平均排放废水量为7258万吨(不包括电厂冷却水和矿井废水),其中工业废水占81.2%,生活污水占18.8%。90%以上的废污水未经处理直接排入水域。1981年估计,全国日排废污水量已接近1亿吨。我国78条主要河流,有54条遭到污染,其中有14条污染严重。

河流污染有如下特点:

(1)污染程度随径流量变化:河流的径流量和排入河流中的污水、污物量决定了稀释比。在排污量相同的情况下,如果河流的径流量大,污染程度就轻,反之就重。河流的径流量随时间而变化,因此河流的污染程度也随时间而变化。

(2)污染物扩散快:河水是流动的,上游遭受污染会很快影响到下游。从污染对水生生物的生活习性(如鱼的洄游)的影响来看,一段河流受到污染,可以影响到整个河道生态环境。因此,河流污染影响范围不限于污染发生区及其下游地区。

(3)污染影响大:河流是主要的饮用水源,河水中的污染物可以通过饮水危害人类;不但如此,河流还可以通过食物链和通过河水灌溉农田危害人类。

湖泊(水库)污染

湖泊、水库是陆地上水交换缓慢的水体,其中非排水湖(如里海)对入湖物质的积累状况与海洋相同。排水湖也常因流速慢、流量小,某些污染物会长期停留湖中,发生量的积累和质的变化,改变水体状况和造成危害。

湖泊污染的主要现象是水体的富营养化。美国伊利湖是较典型的富营养化湖泊。伊利湖面积约为 26000平方公里,周围有底特律等五大城市,沿岸居民1300万,每天排入湖中的污水736万吨,其中含有大量有机质、磷酸盐、硝酸盐和卤化物等,造成湖水富营养化,使水中生态系统发生变化。

湖泊、水库受工业排放物污染也很严重。如世界上较大的湖泊──里海,周围开采石油的钻井逐年增多,沿岸已有炼油厂100多个,大量油污排入海中。20世纪30年代每年捕鱼量为50万吨,60年代下降到23万吨。名贵的鲟鱼捕获量1970年只有20世纪初的1/4。此外,如鲷鱼减少了一半,鲤鱼减少到1/5,鲈鱼减少到1/9,白鲑基本绝迹。相反地低等的鱼类却大量增加,如小鳁鱼产量同期增长了35倍。

海洋污染

海洋约占地球总面积的71%,是地球上较大的水体。目前受污染严重的是靠近工业发达地区的海域,尤其是波罗的海、地中海北部、美国东北部沿岸海域和日本的濑户内海。波罗的海是与外海海水交换作用较弱的内海,面积36.6万平方公里,为苏联、芬兰、瑞典、丹麦、波兰、德意志联邦共和国和德意志 共和国等工业国家所包围。这些国家向波罗的海排放的废水量很大,仅苏联每天就达300万吨。波罗的海已成为一个被重金属和农药等严重污染的海域。此外,磷酸盐污染也很严重,每年排入的磷总量为2万多吨,浮游生物因而大量繁殖。它们死亡后沉入海的深层,分解时消耗了深层的溶解氧,加上波罗的海在60米深处有一个盐跃层,限制了氧气向深层传递,造成某些海域的无氧区,甚至产生硫化氢气体。这种情况如果继续下去,波罗的海60米以下的深层将成为无生命的“死海”。

日本濑户内海,据调查有2/3的海底已经没有或者几乎没有生物。在无生物的海底积有发臭的污泥。濑户内海的大阪湾、吴湾等海域的底泥中还积有大量的汞、铅、铜等重金属。濑户内海的水质污染也很严重,三田尻湾海水的化学需氧量(COD)高达248毫克/升,溶解氧却只有0.3毫克/升,湾内的渔业资源已全被破坏。濑户内海赤潮频繁,在1955年以前的几十年间发生过5次,1965年一年中就发生44次,1970年发生79次,而1976年一年中竟发生326次。

海洋污染有如下特点:

(1)污染源多而复杂:除了在海上航行的船只、海上油井外,还有沿海和内陆地区的城市和工矿企业排放的污染物,之后大都进入海洋。如陆地上的污染物可通过河流进入海洋。大气污染物也可以通过气流运行到海洋上空,随雨水降入海洋。海水中检测出的DDT,大部是通过大气进入海域的。

(2)污染的持续性强,危害性大:海洋是各地区污染物的之后归宿。污染物进入海洋后,很难再转移出去。不能溶解和不易分解的污染物(如重金属和有机氯农药等),便在海洋中积累起来,数量逐年增多,还能通过迁移转化而扩大危害。据估计,目前已有100万吨以上的DDT进入海洋,被海洋生物所富集,对人类构成了潜在的威胁。

(3)污染范围大:世界上的各个海洋是互相沟通的,海水也在不停地运动着,污染物在海洋中可以扩散到任何角落。海洋环境中原来不存在多氯联苯,现在可从在北冰洋和南极洲捕获的鲸鱼体中检出,也可以在太平洋复活节岛附近海域采集到的浮游生物体中检出,可见,这种污染物已由近岸扩散到远洋。

地下水污染

地下水和地表水都是水资源的组成部分,两者互相转化,是难以截然分开的。地下水具有水质洁净,分布广泛,温度变化小,利于储存和开采等特点,愈来愈成为城镇、工业区,尤其是干旱和半干旱地区的主要供水水源。在我国,据80个大中城市统计,以地下水作为供水水源的城市占60%以上,如北京、沈阳、西安、银川、石家庄、济南等。近年来,这些城市的地下水都遭到不同程度的污染,污染物主要来自工业废水和生活污水。地下水硬度升高,并且含有酚、硝酸盐、汞、铬、砷、锰、氰等。因为过量开采,造成大面积地下水位下降,甚至引起局部地区地面沉降(见地下水污染)。

参考文章水体污染环保百科水体污染指示微生物快速检测方法研究废水治理什么是水体污染?环保百科海绵铁处理水体污染物废水治理水体污染指示微生物快速检测方法废水治理渔业水体污染的成因与治理水产/渔业新型钢渣水处理剂去除水体污染物的研究现状废水治理水体污染:湖泊富营养化数学模型研究废水治理氧化石墨烯吸附复合污染水体污染物废水治理

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