水体污染

主要指人类活动排放的污染物进入水体,引起水质下降,利用价值降低或丧失的现象。水体的组成包括水体中的水、水中溶解物质、悬浮物质、水体底质和水中生物。水体污染的研究内容包括水体的这些部分的污染过程、污染程度,污染物质的迁移、转化的机制和规律等。

水体污染源

指水体污染物的来源。按污染物的发生源地分:工业污染源,即由工矿企业把生产过程中产生的废水、废渣等排入水体;生活污染源,主要指城市的生活污水排入水体;农田污染源,是农田的灌溉排水和农田上的降雨径流把农田的化肥、农药等污染物质带入水体;天然污染源,指在某些地球化学异常地区富集的某些化学元素进入水体,或天然植物在腐烂过程中产生的有毒物质进入水体等。这些污染源对水体的污染作用,以工业污染源为主。中国80年代初排入水体的废水中,工业废水约占四分之三。按进入水体的方式水体污染源分为点源(点污染源)和非点源(非点污染源)。点源,一般指有固定范围的排污场所或装置,排出的污水由稳定的排污口进入水体,如工厂的排污、城市生活污水通过下水道向水体的排污等。非点源又称面源,一般指降雨径流冲刷地表,坡面径流把地面污染物质带入水体。以这种方式造成污染的范围和污水进入水体的地点不固定,如农田污水、城市和矿区地面污水等。非点源的排污量不仅决定于污染源(如农田对污染物质的贮存量),还决定降雨量、降雨强度和下垫面状况等。

水体污染物

指进入水体后使水体的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质。这种物质有的是人类活动产生的,也有天然的。污染物往往本是生产中有用物质,有的是人和生物必需的营养物质。一种物质成为污染物,必须在特定的环境中达到一定的数量,并且持续一定的时间。铬是人体必需的微量元素,氮和磷是植物的营养元素,如果它们在水体中较长时间内含量较高,就可能产生人体中毒和水体富营养化等有害影响。有的物质进入水体后通过化学反应、物理和生物作用会转变成新的危害更大的污染物质,也可能降解成无害的物质。

水体污染类型

水体污染可以从不同角度划分。按污染物质,水体污染分下列各类:

有机污染

生活污水和含有机物的工业废水进入水体形成污染,是水体污染的常见类型。有机污染物的种类很多,特性各异,对水体的作用也各不相同。有的有机污染物有毒,如酚、醛、硝基化合物等,能直接影响水体中的生物。有些有机物本身无毒(如蛋白质、脂肪、木质素等),但在一定条件下(如在嫌气条件下)分解,能产生有毒物质,如甲烷、氨和硫化氢等,使水体污染。有机污染物对水体的污染作用复杂。当有机物在水体中分解缓慢,大量沉入水底时,会使底栖生物窒息;当有机物在水体中氧化分解迅速时,大量消耗水中的溶解氧,使水中生物因缺氧而受害;有些有机物能在水中形成泡沫、浮垢,使水质浑浊、恶臭等。

重金属污染

是工厂和矿山排放含有重金属的废水造成的。危害较大的重金属有汞、镉、铬、铜、铅、锌等。这些重金属可溶在水中,也可积在底泥和水生生物体内,通过食物链的传递危害人体。水体的重金属污染是对人类危害严重的一种类型。

化肥和农药污染

这类污染是在农田和林区大量施用的化肥和农药,经雨水冲洗和溶解,由坡面径流带入各类水体而造成。化肥中的磷和氮大量进入水体长期停留会引起水体富营养化。农药进入水体后,不仅直接危害水中生物,而且可在水体中经过食物链富集,再通过水产品危害人体。这种污染发展很快。1977年,美国农业污水引起的水体 BOD(生化需氧量)的增加,比城市污水和工业废水等点污染源造成的大5~6倍;农业污水影响的水域面积占水域总面积的60%。

放射性污染

在陆地水中,放射性物质主要来源于核动力工厂排出的冷却水,其次是开采、提炼和使用时放射性物质的流失。水体中的放射性物质可以在水生生物的表面附着,也可被吸入体内,积累起来,危害健康。

病原微生物污染

生活污水、饲养场污水,制药、洗毛、屠宰等工厂和医院排出的废水常含有病毒、病菌和寄生虫等各种病原体,这种废水污染水体、传播疾病,是一种最早由人类活动引起的水体污染。

此外,还有热污染。它是工厂向水体排放大量温度高的废水造成的,主要来源是各类发电厂排出的冷却水。热污染使水体水温升高,溶解氧减少,水中生物的生存和繁殖受到影响和破坏。水温升高还会加剧水中毒物的毒性。

水体污染特点

河流、湖泊、地下水和海洋等各种水体的特性和运动规律不同,它们受污染和污染后的发展情况也不相同。

河流污染特点

河流是陆地上最重要的水体,大工业和城市多建在河流之滨,依靠河流供水、运输,同时也把废水和污水排入河流。工业地区和人口密集地区的河流,大多受到不同程度的污染。河流污染有如下特点:

(1)污染程度随径污比而变。在排污量相同的情况下,河流的径流量大,污染轻,反之就重。河流的径流量随时间变化,因此河水的污染强度亦可随时间而变化。

(2)污染物扩散快。由于河水流动,上游河段的污染很快影响到下游。河流污染影响的范围不局限于污染发生区。此外,江河中生长回游习性的鱼类,河流某段受污染,会影响全河的生态。

(3)污染影响大。河流是人类的主要饮用水源,河水污染通过饮水直接危害人体。河流是淡水水产品的主要产地,河流污染,还可以通过水生动物(鱼、贝类)食物链影响人体,河流是灌溉的主要水源,河水污染物通过农作物的累积转入人体。日本发生的骨痛病,就是因镉污染的河水灌溉水稻,稻米中的高含量镉进入人体所致。

(4)污染容易控制。河水交替快,自净能力强,水体范围相对小,污染较易控制(见水体自净)长期污染严重的英国的泰晤士河,1850年后水中生物基本绝迹。经过治理部分河段水质变好,1967年,河中重新出现鱼群。

湖泊污染特点

湖泊、水库是更新缓慢的水体。其中非排水湖因湖水没有出流,物质的积累与海洋中相同。排水湖也常因流速低、水域广使某些污染物长期停留,发生量的累积和质的变化,改变湖水水质,造成污染。湖泊污染的主要表现是水体的富营养化。各类污染源排入湖泊的大量生物营养元素(如磷、氮、碳、钾等和维生素),促使藻类等生物大量繁殖,在水面上形成密集的水花,阻碍水体的复氧作用,使水中缺氧;而藻类死亡和腐烂,又要消耗水中大量的氧,结果使水中缺氧,水质变劣,最后使水中鱼类等生物消亡。北美五大湖之一的伊利湖,就是一个典型的富营养化湖泊。这个湖沿岸有居民1300万,周围有底特律等五大城市,每天排入湖中污水达736万吨,大量有机质、磷酸盐、硝酸盐、卤化物等进入湖泊,使优质鱼类减少、劣质鱼类增加,改变了水中生态系统。

地下水污染特点

地下水在岩土的空隙中渗流缓慢。地下水污染具有污染过程慢,不易发现和难以治理的特点。受污染的含水层,在彻底控制污染源后,一般需几十年才能使地下水水质复原。地下水的污染方式分直接和间接污染两种,前者是污染物直接来自污染源,在污染过程中污染物的性质不变,这是地下水的主要污染方式。后者是由污染物作用于其他物质,这种物质进入地下水后造成污染。地下水中硬度的增加就是间接污染造成的。间接污染过程复杂,污染原因、污染来源和途径较难查明。

地下水污染途径可归纳为四类:

(1)间歇入渗型。指雨水或灌溉水等使污染物随水通过非饱水带,间断地渗入含水层。如淋滤固体废物堆引起的地下水污染。

(2)连续入渗型。由污水聚集地(如污水渠、污水池、污水渗井等)和受污染的地表水体,连续向含水层渗透而造成的地下水污染。

(3)越流型。污染物通过越流方式从已受污染的含水层转移到未受污染的含水层,如通过破损的井管污染潜水和承压水。

(4)径流型。污染物通过地下径流进入含水层,污染潜水或承压水,如污染物经地下岩溶通道进入含水层。

海洋污染的特点

海洋约占地球总面积的71%,是地球最大的水体。海洋污染的特点有:

(1)污染源多而复杂。海上航行的船只、海域油井可把污染物直接排入海洋,大陆城市和工矿通过河流的排放,污染海洋;污染物通过气流进入海洋上空,随降水进入海洋。海水中的DDT 大都是由大气进入海域的。

(2)污染持久,危害较大。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),在海洋中积累,数量逐年增大,并能通过转化而扩大危害。

(3)污染范围大。各个海洋相通,海水不断运动,污染物可扩散到任何海域。海洋中原来多氯联苯不多,而现在从北冰洋和南极海域捕获的鲸鱼体中已有检出,在太平洋复活节岛附近海面采到的浮游生物体中也有发现,证明这种污染物质已由近岸扩散到远洋。

参考文章