水污染及治理

水污染及治理

水污染及其治理

水是一种宝贵的自然资源，它是人类生存所必需的。水是一种可以更新的自然资源，它可以通过复原更新和不断地循环利用。尽管地球上的水资源很丰富，但淡水的资源却很有限，在地球上的分布也不均匀，如果对水资源开发利用过度，不注意合理利用，就有可能产生水资源危机。

第一节水污染现状

水体受到人类和自然因素的影响，使水的感观性状、物理化学性能、化学成分、生物组成及底质情况产生了恶化，称为水污染。最突出的是由于人类生产活动，使水质发生变化，以致损害水的某些有益的利用价值，或水体本身不存在或含量极少的物质被人为活动带入水体，而产生对人类、生物和环境不利的水质变化。上述水质的变化统称为水污染或水体污染。

对我国5.3万km的河段进行调查的结果，发现鱼虾绝迹，水质恶化的“死水”河段，占45%；水质污染，不能灌溉的河段约占23.3%，而水质符合饮用水标准的仅占14.l%。

我国一些大型湖泊，如鄱阳湖、洞庭湖、青海湖等水质状况总的来说是好的，但湖边水域也遭受了不同程度的污染，有的污染较为严重，如太湖、巢湖。我国湖泊富营养化的危害，只限于局部地区较为严重。湖水水质共性问题是有机物污染。调查资料总的表明，我国大淡水湖存在着向富营养化发展的趋势，而水库水质比较好，基本上未受到较大的污染，仅个别水库的水质在单项指标中表现出污染情况。我国地下水污染也在发展。据对44个城市的调查，有41个城市的地下水已不同程度受到污染，如北京、天津、沈阳、西安、太原等。

地下水污染的原因是：工业和生活污水不加处理直接渗入地下；工业废渣的淋溶；农药化肥、污水灌溉，通过地表水渗入地下；大量开采地下水使水动力条件发生变化，导致好水与污染水发生水力联系，引起水质恶化；滨海地区地下水超采引起海水侵入。

现在，我国以淮河、辽河、海河、太湖、巢湖、滇池为重点，加大治理水污染力度，做到达标排放，控制排放总量，逐渐提高我国的水环境质量。

第二节水体中主要污染物的来源及其影响

水体中的污染物可以分为四大类，即“无机无毒物、无机有毒物、有机无毒物和有机有毒物”。无机无毒物主要指酸、械及一些无机盐类和氮、磷等植物营养物质。无机有毒物主要指各种重金属（汞、镉、砷、铬、铅等）和氰化物、氟化物等。有机无毒物主要指在水环境中比较容易分解的有机化合物，如碳水化合物、蛋白质、脂肪和木质素等。有机有毒物主要指苯酚、多环芳烃和各种人工合成的具有积累毒性的稳定有机化合物，如农药等。有机物污染特征是耗氧，有毒物的污染特征是生物毒性。

一、需氧有机污染物

生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物包括碳水化合物、蛋白质、脂肪和木质素等在微生物作用下易于分解，最终分解为简单的无机物：二氧化碳和水。这些有机物在分解过程中需要消耗水中的溶解氧，故称之为需氧有机物。水体中需氧有机物愈多，耗氧也愈多，水质也愈差，水体污染也愈严重。

（－）需氧有机污染物的主要指标

由于水体中有机污染物的组成比较复杂，测定各类有机物含量既费时又费力，又因为需氧有机污染物的主要危害是消耗水中溶解氧，所以在实际工作中一般采用下列指标来表示水中需氧有机污染物的含量。

1.溶解氧（DO，dissolved oxygen）水中的溶解氧是溶于水中的自由状态氧分子的量。它是支配水生生物生存和有机污染物分解类型及水体自净作用强弱的重要因素，因此是水体质量好坏的重要指标。

水体中溶解氧的来源有两个方面：一是由大气中的氧通过扩散方式补给，这是水中溶解氧的主要来源；二是水生植物的光合作用也放出氧。因此DO在一天中含量是变化的。早晨由于光合作用开始使水中DO不断上升，过了中午在下午2时DO呈过饱和状态。夜间因光

合作用下降，故DO含量亦下降。水体中溶解氧减少有三个方面：一是耗氧有机污染物在降解时耗氧；二是还原性无机物质氧化时耗氧；三是生物呼吸过程吸收氧。上述氧的补给与消耗的状态不同，使水质处于不同的状态中，如：

氧补给=消耗：水体中DO处于平衡，属正常状态。

补给＜消耗：水体缺氧，水质处于恶化状态。

补给＞消耗：水中DO呈饱和状态。

DO的含量直接影响水生动物的生长，例如鱼类生存需要一定量的DO，其多少视鱼种、发育阶段、活动强度和温度的不同而不同。通常，暖水鱼群生活的水体，在每天的16小时内，DO至少保持5mg／L，在每天8小时内不得小于3 mg／L。如作为灌溉水引入农田，当DO很低时，会降低土壤溶液中含氧量，以致影响作物根系呼吸，导致品质下降。生活污水和某些工业废水中含大量有机污染物，呈严重缺氧状态，排入水体中，在其分解过程中消耗大量DO，使水体受到严重污染。

水体中DO含量还与温度有关，随着温度的升高，水中DO含量迅速下降，如表5－4所示，水温从0℃到40℃，其DO从14.6 mg ／L下降为6.6 mg／L，这就说明了受污染的水体在温度高的季节，其恶臭味愈严重的原因就是水体中DO含量太低。

2.生化需氧量（BOD， biological oxygen demand） BOD表示水中有机污染物被微生物分解所需的氧量，可以间接地反映出有机污染物的含量。BOD不表示有机污染物的含量，只是通过一定时间好气细菌所氧化分解的有机污染物消耗的氧量，BOD愈高，表示水中需氧有机污染物愈多。

有机污染物经微生物氧化分解过程，一般可分为两个阶段：第一阶段，主要是有机物被转化为无机的二氧化碳、水和氨等；第二阶段，主要是氨被转化为亚硝酸盐。

因为氨已是无机物，它的进一步氧化对环境卫生的影响较小所以废水的生化需氧量，通常只指第一阶段有机生物化学氧化所需的氧量。因为微生物的活动与温度有关，所以测定生化需氧量时须规定一个温

度，一般以20℃作为测定的标准温度。当温度为20℃时，一般生活污水中的有机物，需20天左右才能基本上完成第一阶段的氧化分解过程。这就是说，要测定第一阶段的生物需氧量至少需要20天时间，这在实际工作中是有困难的。所以目前都以5天作为测定生化需氧量的标准时间，简称五日生化需氧量用BOD5表示，几天生化需氧量可用BOD n表示。一般有机物的五日生化需氧量，约占第一阶段生化需氧量的70%左右。

水体中BOD5的高低，是表明水体中有机污染物被微生物降解数量的多少。因此BOD5过高表明水体中有机污染物含量多，水体污染严重。水体BOD5低，可以表明水体清洁，但也可以表明完全相反的情况，如水体BOD5低而COD高，则表明水中易被微生物降解的有机物少，而难降解的多。因此常同时测定COD值以进一步评价水质状况。

3.化学需氧量（COD， chemical oxygen demand） COD是指用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需要的氧量。目前常用的氧化剂

主要是重铬酸钾或高锰酸钾。如果废水中有机质的组成相对稳定，那么化学需氧量与生化需氧量之间应有一定的比例关系。一般地说，重铬酸钾法CODcr＞BOD20＞BOD5＞高锰酸钾法COD Mn。重铬酸钾法COD与BOD20之差，可大致表示不能被微生物分解的有机物量。

被氧化的物质中大部分为有机污染物，极少部分为还原性的无机物如Fe2+、Mn2+等，因此COD的测定是在短时间内求污染物数量的重要指标。但因为它还包括少部分无机物所消耗的氧量故不能完全表示水中有机污染物的真实耗氧量，常出现结果偏高。它的特点是速度快，能及时了解水质状况，在一固定污染源，测定水体的BOD5和COD，求出其相关模型，通过COD可以求算BOD5，COD会成为更有意义的水质污染指标参数。

4.总有机碳（TOC，total organic carbon）和总需氧量（TOD，total oxygen demand） TOC为水中总有机碳的含量，它的测定方法是在90℃下，以铂为催化剂，使水样气化燃烧，测定气体中的CO2量，从而确定水样中的碳元素总量。这一测定法速度快，若通过实验建立