水体的自净作用及自净过程
试述水体自净机制和影响因素有哪些
水体自净机制和影响因素1. 水体自净机制概述水体自净是指水体自身通过一系列的物理、化学和生物过程，净化和恢复水质的能力。
水体自净机制主要包括生物自净、化学自净和物理自净三个方面。
1.1 生物自净生物自净是指水体内的生物通过代谢活动和相互作用，对水体中的有机物和无机物进行分解、转化、吸附和沉淀，从而净化水质。
生物自净的主要过程包括生物降解、生物吸附和生物沉淀。
•生物降解：水体中的微生物通过代谢作用将有机物分解为水和二氧化碳等无害物质。
例如，细菌可以分解有机废物中的蛋白质、脂肪和糖类，将其转化为无害的物质。
•生物吸附：水体中的生物通过吸附作用将有机物和无机物吸附在其表面，从而使其从水体中去除。
例如，藻类可以吸附水中的重金属离子，净化水质。
•生物沉淀：水体中的生物通过生长和繁殖过程形成的生物体，可以与水中的悬浮物质结合并沉淀到水底，从而净化水质。
1.2 化学自净化学自净是指水体中的化学反应通过氧化、还原、酸碱中和等过程，将有害物质转化为无害物质，从而净化水质。
化学自净的主要过程包括氧化、还原和酸碱中和。
•氧化：水体中的氧气和氧化剂可以与有机物和无机物发生氧化反应，将其转化为无害物质。
例如，氧气可以将有机物氧化为二氧化碳和水。
•还原：水体中的还原剂可以与氧化剂反应，将有害物质还原为无害物质。
例如，还原剂可以将重金属离子还原为金属沉淀，净化水质。
•酸碱中和：水体中的酸和碱可以相互中和，将水体中的酸碱度调节到适宜的范围，净化水质。
1.3 物理自净物理自净是指水体中的物理过程通过沉淀、过滤和扩散等方式，将悬浮物质和溶解物质从水体中去除，从而净化水质。
物理自净的主要过程包括沉淀、过滤和扩散。
•沉淀：水体中的悬浮物质由于重力作用而沉降到水底，从而净化水质。
例如，悬浮在水中的泥沙会随着时间的推移逐渐沉淀到水底。
•过滤：水体通过地下层土壤和岩石的过滤作用，将悬浮物质和溶解物质去除。
例如，地下水经过土壤层的过滤后，水质得到净化。
水体的自净作用及自净过程.
水体的自净作用及自净过程.水体的自净作用及自净过程自然环境包含水环境对污染物质都拥有必定的蒙受能力，即所谓环境容量。
水体能够在其环境容量的范围内，经过水体的物理、化学和生物的作用，使排入污染物质的浓度和毒性随时间的推移，在向下游流动的过程中自然降低，称之为水体的自净作用。
也可简单地说，水体遇到污染后，靠自然能力渐渐变洁的过程称为水体的自净。
水体的自净过程很复杂，按其机理区分有：（1）物理过程。
此中包含稀释、混淆、扩散、挥发、积淀等过程。
水体中的污染物质在这一系列的作用下，其浓度得以降低。
稀释和混淆作用是水环境中极广泛的现象，又是比较复杂的一项过程，它在水体自净中起侧重要的作用。
（2）化学及物理化学过程。
污染物质经过氧化、复原、吸附、凝集、中和等反响使其浓度降低。
（3）生物化学过程。
污染物质中的有机物，因为水体中微生物的代谢活动而被分解、氧化并转变为无害、稳固的无机物，进而使浓度降低。
总之，水体的自净作用包含着十分宽泛的内容，任何水体的自净作用又常是互相交叉在一同的，物理过程、化学和物化过程及生物化学过程经常是同时同地产生，互相影响，此中常以生物自净过程为主，生物体在水体自净作用中是最活跃、最踊跃的要素。
比如：河流对污染物的净化过程大概以下：当污染物质排入河流后，第一被流水混淆、稀释扩散，比水重的粒子即沉降堆集在河床上；接着可氧化的物质被水中的氧所氧化；有机物质经过水中微生物的作用进行生物化学的氧化分解复原成无机物质；与此同时，河流表面又不停地从大气获取氧气，增补水中被耗费掉的溶解氧；阳光能够杀死病原微生物；。
这样经过一段时间，河水流到必定距离后就恢复到本来的“洁净”状态。
水的自净能力与水体的水量、流速等要素相关。
水量大、流速快，水的自净能力就强。
可是，水对有机氯农药、合成清洗剂、多氯联苯等物质以及其余难于降解的有机化合物、重金属、放射性物质等的自净能力是及其有限的。
1 / 1。
水体自净的物理净化过程
水体自净的物理净化过程整个系统物质循环链主要呈现以下流向（以鱼缸为例子）：鱼料和水草（有机物）--鱼-->鱼的废物--异养菌--> 氨--硝化菌-->亚硝酸盐(毒素) 硝酸盐-->水草及氮气相对是氨化，硝化，反硝化三大过程而物理净水设备主要是提供大量氧气及硝化菌栖息地。
氨化作用是将大海江河湖泊池塘里面一切生物生活所排放的粪便或是人为倒入的人类的粪便等含氮有机化合物分解并释放出氨（NH3/NH4)的过程硝化作用是将氨化作用产生的氨先转换为亚硝酸盐（NO2-)，再转换为硝酸盐（NO3-)的过程。
反硝化作用是将硝化作用产生硝酸盐的转换为氮（N）的过程。
氨化作用是这三个步骤中最复杂，参与细菌种类最多的过程，是日常生活中所见的，一块猪肉放一个地方一直不管，它就腐烂发臭，最终凭空消失只剩一点残渣的过程。
我们把这些菌统称为腐生类细菌（异养菌），因为参与的细菌种类非常之多，这当中有很多能让人得病的菌，在人的角度来说，这属于有害菌，所以你才不能把这块布满腐生类细菌的烂猪肉吃下去，自来水厂才需要把这类菌杀的一干二净之后才能出厂。
但相对于水来说，没有这些菌，它的自净能力的第一步都没法完成，因此人工建立硝化系统第一步是--养水，为这类菌的繁殖创造时间与空间。
氨化作用所产生的氨是一种很有趣的物质，它是构成人体和一切生物的成分，（氨构成氨基酸，氨基酸构成蛋白质，蛋白质构成细胞，细胞构成生物）但单纯的氨对几乎一切生物却又都是有毒的，所以有了下一步----硝化作用。
参与硝化作用的细菌只有两种，先由亚硝酸菌将氨结合氧转换为亚硝酸盐，再由硝酸菌将亚硝酸盐结合氧转换为硝酸盐，亚硝酸盐是剧毒，人类食入0.3～0.5克的亚硝酸盐即可死亡，但硝酸盐基本无毒，是所有植物的肥料。
在自然界里，一部分的硝酸盐由植物吸收，一部分作为反硝化作用的原料进行下一个步骤。
在自然界里，这一切的作用都发生于水体下面的泥沙中，泥沙的表层，活跃着氨化作用的腐生类细菌，泥沙的中层，活跃着硝化细菌，在泥沙的深处，（15CM深度以下）因为水流基本静止，而中层活跃的硝化细菌进行硝化作用的时候耗除了水中的氧，使这里的水成了不含氧的水，于是活跃着另外一种菌落----厌氧菌，这些菌把硝酸盐转换为氮气并排放到大气中，这就是自然界的整个循环。
自净作用
土壤环境容量是指土壤生态系统中某一特定的环境单元内，土壤所允许容纳污染物质的最大数量。也就是说 在此土壤时空内，土壤中容纳的某污染物质不致阻滞植物的正常生长发育，不引起植物可食部分中某污染物积累 到危害人体健康的程度，同时又能最大限度地发挥土壤的净化功能。
土壤是一个半稳定状态的复杂物质体系，对外界环境条件的变化和外来的物质有很大的缓冲能力。从广义上 说，土壤的自净作用是指污染物进入土壤后经生物和化学降解变为无毒害物质，或通过化学沉淀、络合和螯合作 用、氧化还原作用变为不溶性化合物，或为土壤胶体牢固地吸附，植物难以利用而暂时退出生物小循环，脱离食 物链或排出土壤。狭义的土壤自净能力则主要是指微生物对有机污染物的降解作用，以及使污染化合物转变为难 溶性化合物的作用。但是，土壤在自然净化过程中，随着时间的推移，土壤本身也会遭到严重污染。因为土壤污 染及其去污，决定于污染物进入量与土壤天然净化能力之间的消长关系，当污染物的数量和污染速度超过了土壤 的净化能力时，破坏了土壤本身的自然动态平衡，使污染物的积累过程逐渐占优势，从而导致土壤正常功能失调， 土壤质量下降。在通常情况下，土壤的净化能力决定于土壤物质组成及其特性，也和污染物的种类和性质有关。 不同土壤对污染物质的负荷量(或容量)不同，同一土壤对不同污染物的净化能力也是不同的。应当指出，土壤的 净化速度是比较缓慢的，净化能力也是有限的，特别是对于某些人工合成的有机农药、化学合成的某些产品以及 一些重金属，土壤是难以使之净化的。因此，必须充分合理地利用和保护土壤的自净作用。
关于水质受污染的河流的自净作用，即意味着水中污染物的浓度在流动的过程中自然减少的现象，这种现象 的机制可分为以下三点：（1）物理净化：通过污染物的稀释、扩散、沉淀等作用使浓度降低。（2）化学净化： 通过污染物的氧化、还原、吸附、凝聚等作用使浓度降低。（3）生物净化：通过生物的作用使污染物浓度降低， 特别是水中的异养微生物对有机物质的氧化分解在其中起主要的作用。狭义的自净作用，就是指生物的净化作用， 通常都是采用这个定义。作为自净作用的具体实例，如伴随河水的流动，而生物需氧量（BOD）或悬浮物量 （suspended solid，SS）的逐渐减少等。
水体自净的基本原理
水体自净的基本原理
水体自净的基本原理是物理自净、生物自净和化学自净三者相结合
的结果。
物理自净的原理是：水的流动（物理混合）能够导致空气与水接触，
从而分解有机物。
水流动也可以把悬浮物运到水体的较深处，这样它
们就受到了光照的稀疏，当受到更强的光照，悬浮物就会凝结，并与
固体沉淀物结合，落在水体的底部。
生物自净原理是：水中有大量的可爱藻类，由于它们对阳光量类和温
度的需求特别多，只有在水体深处才能生长。
藻类吸入水里的有机物，比如水质中的氮、磷等，藻类的增生可以使水中的有机物减少。
化学自净的基本原理是：利用饱和条件下的化学反应，使水中的某些
有害物质变化形态而分解，例如氧化、还原、水热反应等。
这种反应
产物对鱼类致病有效，而且更易沉淀在水底，因此有助于净化水体。
简述水体自净作用及作用机理
简述水体自净作用及作用机理水体自净是指通过各种物理的、化学的、生物的和人为的方法，将废水中的污染物进行转移、分解、转化等，使污染物浓度降低或转化为无害物质的过程。
自净作用可以通过大气和土壤中的一些微生物来完成，也可以通过化学反应和物理化学反应等实现。
水体自净就是对有机物进行一定的处理后，将废水或污染物转变为对环境无害的状态。
水体自净可以去除一些有毒物质，改善环境卫生，提高水体透明度，美化环境，改良底质，还可以节省一些化工原料，减少环境污染。
根据研究，目前常见的水体自净方法有：(1)混凝处理：在原水中加入混凝剂，使水中的胶体物质发生絮凝、水解或者沉淀等作用，从而降低浊度，减小水的混浊度。
此外，水体自净作用还包括活性炭的吸附处理。
(2)吸附处理：水体中的污染物不溶于水或微溶于水，而悬浮或溶解在水中，可采用吸附剂(如活性炭、无烟煤、硫酸亚铁等)将其吸附去除。
(3)化学氧化：水体中的污染物由于其组成的复杂性和多样性，容易产生腐蚀、生物耗氧、水解和光化学反应等多种复杂的化学反应，从而达到消毒和去除污染物的目的。
(4)物理化学法：物理化学法主要是利用物理化学的方法，例如通过重力沉降、过滤、离子交换、电渗析、反渗透、气浮等手段，将水体中的污染物分离出来，使水体得到净化。
(5)植物吸收：植物通过根、叶的吸收作用来吸收水体中的污染物，然后进行一系列的转化和转移等，达到净化水体的目的。
(6)土壤吸附：土壤的吸附性能与土壤的颗粒组成有关，可以通过土壤对污染物的吸附作用而降低污染物浓度。
(7)微生物降解：利用微生物将水体中的污染物转化成二氧化碳、水和简单无机物等。
(2)吸附处理：水体中的污染物不溶于水或微溶于水，而悬浮或溶解在水中，可采用吸附剂(如活性炭、无烟煤、硫酸亚铁等)将其吸附去除。
(3)化学氧化：水体中的污染物由于其组成的复杂性和多样性，容易产生腐蚀、生物耗氧、水解和光化学反应等多种复杂的化学反应，从而达到消毒和去除污染物的目的。
水体自净及其主要机理
水体自净及其主要机理
水体自净具有广泛的应用，是自然界生物所不可缺少的功能。
它不但可以提高
水体的清洁度，也有利于提升生态环境质量。
本文将简要介绍水体自净及其主要机理。
水体自净是指水体在清除有害物质时，不需要外加任何设备和能量，只需要依
靠水体内自然发生的物理、化学和生物过程来完成净化。
这些过程反映出自净技术具有非常高的技术效率，并不需要过多的能源，如电力或汽油。
主要的水体自净机理包括物理机理和生物机理。
物理机理包括沉淀、离子交换、蒸发、吸附和蒸发沉淀等，它能够有效地去除沉淀物和溶解性有机物。
而生物机理主要利用生物反应器中生物的代谢作用，把有害物质转化为不活性物质，从而净化水体。
水体自净的过程反映出一种包容的精神，既能够释放有害物质，又能够复原水
体的自然状态，带来更好的生态环境。
在实践中，水体自净不仅可以提高水体的清洁度，还能有效的处理重金属、人工添加物或有毒物质，从而为水体保护提供了重要的参考。
综上，水体自净具有广泛的应用，可以改善水体环境质量，改善生态环境，提
高水体清洁度，完成水体净化、重金属处理等功能，是一项重要的污染控制工程。
环境微生物学教学课件16水体污染与自净
稀释
通过加入清洁的水，降低污染物浓度，使水质得到改 善。
挥发
某些溶解度较低的气体可以自然挥发，从而降低水中 的溶解性污染物。
化学净化
中和
通过酸碱中和反应，降低水体的酸碱度，减少对 水生生物的毒性。
氧化还原
通过化学反应，使水中的还原性或氧化性污染物 得以转化，降低毒性。
有毒有害物质污染
总结词
有毒有害物质污染是指由有毒有害化学 物质引起的水体污染，主要来源于化工 、制药、染料等产业。
VS
详细描述
有毒有害物质包括有机氯农药、多环芳烃 、酚类化合物等，这些物质具有致癌、致 畸、致突变等危害，对水生生物和人体健 康造成严重威胁。
03 水体的自净作用
CHAPTER
物理净化
水体污染与自净
目录
CONTENTS
• 水体污染概述 • 水体污染的类型 • 水体的自净作用 • 水体污染的防治 • 水体污染与自净的实例分析
01 水体污染概述
CHAPTER
水体污染的定义
定义
水体污染是指人类活动或自然过程产 生的污染物进入水体，导致水质下降， 破坏水体生态平衡，影响人类和其他 生物正常利用的现象。
总结词
某河流受到工业废水和生活污水的排放，导致水质恶化 ，但通过自然净化作用逐渐恢复。
详细描述
某河流在过去的几十年里受到了严重的工业废水和生活 污水排放的污染，导致水质严重恶化，水体浑浊，生物 多样性减少。然而，随着环保意识的提高和治理措施的 加强，河流的水质逐渐恢复。自然净化作用发挥了重要 作用，水生植物和微生物开始逐渐恢复，水体逐渐变得 清澈透明。
04
水体污染的影响
水体自净
多污带（polysaprobic zone）
• 靠近排污点下游，河水深暗、浑浊，含大量有机 物，BOD高，呈缺氧或厌氧状态，污染严重。有 机物分解产生H2S、NH3，使河水有异味。 • 水生生物种类极少，以厌氧和兼性厌氧微生物为 主，无鱼类、显花植物等。 • 代表性的指示生物是细菌，且种类多、数量大， 每ml水中可达几亿个，例如硫酸盐还原菌与产甲 烷菌等，此外还有颤蚯蚓、蚊蝇幼虫。
中污带(-mesosaprobic zone)
• 在多污带下游，有机物量略减少，BOD下 降，河水依然灰暗，溶解氧低，水面上可 有浮沫和浮泥。生物种类增加，细菌数减 少，但每毫升仍有几千万个。
• 代表性的指示生物举例如下：天蓝喇叭虫、 椎尾水轮虫、栉虾、独缩虫、颤藻、小球 藻等。
-中污带（-mesosaprobic zone） • 光合微生物和绿色浮游生物大量出现， 水中溶解氧升高，有机质含量少， BOD 很低，悬浮物进污 水
自
净
污化系统及其指示生物 污化系统 (也称有机污染系统)是根据水体有机物污染 程度的不同，对水体的一种分类法。当有机污染物排 入河流，在其下游河段的自净过程中，形成一系列污 化带。 因各种水生生物需要不同的生存条件，故在各个带中 可找到不同的代表性指示生物，这些指示生物包括细 菌、真菌、藻类、原生动物等微生物，以及轮虫、浮 游甲壳动物、鱼类及底栖动物等。 根据指示生物的不同，污化系统中的污化带分为多污 带、-中污带、-中污带和寡污带。
• 河流自净作用完成，有机物完全分解为无机物， BOD极低，溶解氧恢复正常，基本不含H2S，CO2 含量较低，氮元素全部氧化为NO3-。 玫瑰旋轮虫及其它藻类，钟虫、旋轮虫、水生
• 指示生物：鱼腥蓝细菌 、隔板硅藻 、黄群藻 、 植物与鱼类等。
水体自净概念
水体自净概念水体自净概念水体自净是指水体通过自然的物理、化学和生物过程，使污染物质逐渐降解、转化和消失，达到恢复水体生态环境的目的。
水体自净是一种重要的生态修复手段，也是保护水资源和维护生态平衡的重要途径。
一、水体自净的原理（1）物理过程：水体中的污染物质会随着水流运动而分散和稀释，并在沉积、过滤等过程中被去除。
（2）化学过程：水中污染物质会与氧气、微生物等发生化学反应，降解成无害物质。
（3）生物过程：微生物在水中起着关键作用，它们能够分解有机污染物质，并将其转化为无机盐类和二氧化碳等无害成分。
二、影响水体自净能力的因素（1）温度：温度越高，微生物活动越旺盛，降解速度也会加快。
（2）溶解氧：溶解氧充足时，微生物能够更好地进行代谢活动，从而促进水体自净。
（3）光照：光照可以促进水中植物的生长，增加水中氧气含量，从而提高水体自净能力。
（4）污染物质种类和浓度：不同种类的污染物质对水体的影响不同，浓度越高，水体自净能力越弱。
三、水体自净的适用范围（1）适用于轻度污染的水体：轻度污染的水体通常具有一定的自净能力，通过加强生态环境管理和保护，可达到恢复水体生态平衡的目的。
（2）适用于小面积污染：小面积污染通常可以通过人工干预和生态修复措施来解决。
（3）适用于非常规污染物质：对于一些难以处理的非常规污染物质，如重金属、放射性物质等，需要采取其他治理手段。
四、水体自净与人工治理相结合虽然水体具有一定的自净能力，但在现代工业化社会中，人类活动所产生的大量废弃物和排放物已经超出了自然界承受的范围，导致水体污染日益严重。
因此，水体自净只能是治理水体污染的一个方面，还需要采取人工治理手段来加强治理效果。
五、水体自净的意义（1）保护生态环境：水体自净是生态修复的重要手段，可以恢复水体生态平衡，保护生态环境。
（2）维护水资源：水是人类赖以生存的重要资源，通过加强水体自净和治理，可以保护和维护水资源。
（3）促进可持续发展：实现可持续发展需要建立良好的生态环境和健康的自然资源，通过水体自净和治理可以促进可持续发展。
水体的自净过程原理
水体的自净过程原理针对青少年《水体的自净过程原理，你知道吗？》小朋友们，你们有没有想过，为什么有时候被污染的水过一段时间会变得干净一些呢？这背后其实藏着水体的自净秘密哦！就比如说一条小河，被工厂排出来的脏水弄脏了。
但是别担心，大自然有它自己的办法。
水里的小鱼、小虾还有各种微生物，它们就像是小卫士一样。
小鱼会吃掉一些脏东西，微生物能把有害物质分解掉，就像把一个大拼图拆成小块块，让水慢慢变干净。
所以，下次看到一条有点脏的小河，别着急，也许过段时间，它就自己变干净啦，这都是水体自净的功劳哟！《神奇的水体自净，一起来瞧瞧！》嘿，小伙伴们！今天咱们来聊聊一个超级神奇的事儿——水体的自净过程原理。
想象一下，你家旁边的小池塘被倒了一堆垃圾，水变得又黑又臭。
但是过了一阵子，你会发现水好像没那么糟糕了。
这是咋回事呢？其实呀，水里有好多小小的生物在努力工作呢。
比如那些小小的细菌，它们可勤劳啦，把那些脏脏的东西一点点吃掉，变成对水没坏处的东西。
给你们讲个小故事。
有一次我去郊外，看到一条被污染的小溪，水都浑浊得不行。
但是几个月后再去，水居然清了好多！原来，是水流把脏东西带走了，加上水里的生物们不停地努力，小溪又恢复了生机。
所以呀，大自然真的很厉害，水体能够自己变干净，是不是很神奇？《水体自净，大自然的魔法》小朋友们，你们相信吗？水也会自己变干净，就像会魔法一样！这就是水体的自净过程原理。
比如说，我们在公园里看到的小湖。
如果有人往里面扔了垃圾，一开始湖水可能会变脏。
但是，过不了多久，湖水又会重新变得清澈。
这是因为水里面有一些看不见的小精灵在帮忙。
这些小精灵就是各种微生物，它们会把垃圾分解掉，让水重新干净起来。
还有风姐姐和雨哥哥也会帮忙。
风会吹动水面，让脏东西飘走；雨会带来新的水，把旧的脏水冲淡。
我记得有一次去爬山，看到山脚下有一条小河，河水被旁边的农田里的农药污染了。
但是经过一段时间，河水又能看到小鱼在游来游去了。
这都是水体自净的功劳呀！所以，我们要爱护大自然，不要乱丢垃圾，让水体的自净能够更顺利地进行。
01水质与水体自净1
2、热污染：来自火电厂、核电站及多种工业过程中旳冷却水，若 不采用措施直接排入水体，可能引起水温升高，溶解氧含量降低，水 中存在旳某些有毒物质旳毒性增长现象，从而危机鱼类和水生生物旳 生长。
总量
水量(10 km³) 百分比（%）
1.3
0.001
132023
97.212
2920
2.15
0.13
0.0001
12.5
0.0092
10.4
0.0077
6.7
0.0049
835
0.615
0.12
0.0001
135784.85
100.0
在<<中华人民共和国水污染 防治法>>中，水污染被定义为： 水体因某种物质旳介入，而造成其 化学、物理、生物或者放射性方式 旳特征旳变化，从而影响水旳有效 利用，危害人体健康或者破坏生态 环境，造成水质恶化旳现象。
对废水和污水旳颜色测定不作真色测定，而常用文字描述。
3、固体（Solids） 严格旳说，水中除溶解旳气体外，其他一切杂质，涉及有机物、
无机物和多种生物体都划入水中固体物质之列。但在环境工程和水质
分 余析 旳中 固，体水物中质固总体量旳。定常用义旳为蒸：发在温一度定为旳温10度3~下1将05水。样C蒸。发残至渣干总时量所称残为
“总固体（Total Solids）”，成果以mg/L计。
水中固体按其溶解性能可分为“溶解固体（Dissolved Solids）”和“悬浮固体（Suspended Solids）”。假如对水 样进行过滤操作，则滤液（涉及溶解物质和一部分胶体物质）在 103~105。C下烘干后旳残渣即为DS。而滤渣烘干后（涉及悬浮物 和另一部分胶体）即为SS。
水体自净
** 有关生物的形态见下图天蓝喇叭虫、椎尾水 轮虫、栉虾。
天蓝喇叭虫
椎尾水轮虫
栉虾
β中污带
类型 河 流 流 向 外观 BIP 生物特征 1． 细菌数量减少，每毫 升水只有几万个。 2． 藻类大量繁殖，水生 植物出现。*** 3． 原生动物有固着型纤 毛虫如：独缩虫、聚缩 虫等活跃，轮虫、浮游 甲壳动物及昆虫出现。
4.水体自净指标综合应用——污化系统
较洁净水体（可使用）——国家地表水水质标准 化分（共Ⅴ类）
劣Ⅴ类的水体（无使用价值）——用污化系统划分， 依据上述判断指标。
污化系统将污染水体划属为不同的污染带类型。多污 带、α中污带、β中污带、寡污带
多污带
类型 河 流 流 向 多污带 外观 BIP 生物特征 1． 种类很少，厌氧菌和 兼性厌氧菌种类多，数 量大，每毫升水含有几 亿个细菌。有能分解复 杂有机物的菌种，硫酸 还原菌、产甲烷菌等。 2． 无显花植物，鱼类绝 迹。 3． 河底淤泥中有大量寡 毛类(颤蚯蚓)动物。*
1． 暗灰色， 很浑浊， 含大 量有机物，BOD 高， 溶解氧极低(或无)，为 厌氧状态。 2． 在有机物分解过程中， 60~100 产生 H2S、C02 和 CH4 等气体。臭味。 3． 水底沉积许多由有机 和无机物形成的淤泥。 水面上有气泡。
注：*颤蚯蚓属后 生动物，与陆地上 的蚯蚓从体态和习 性上都十分相似， 他们也是环节动物， 栖息于水底污泥中， 与蚯蚓类似吞食污 泥故俗称水蚯蚓， 与蚯蚓不同的是， 他们体表多毛。
α中污带
类型 河 流 流 向 外观 BIP 生物特征 1． 生物种类比多污带稍 多。细菌数量较多，每 毫升水约有几千万个。 2． 出现有蓝藻、裸藻、 绿藻，原生动物有天蓝 喇叭虫、美观独缩虫、 椎尾水轮虫、臂尾水轮 虫及栉虾等。** 3． 底泥已部分无机化， 滋生了很多颤蚯蚓。
水的自净能力名词解释
水的自净能力名词解释水的自净能力是指水体在自然条件下，通过各种生物和非生物过程，将污染物质分解、吸附、吸附和转化，从而净化水体的能力。
这种自净能力通常是指水中的有机和无机污染物质在一定时间内被自然降解和去除的过程。
1. 水体自净的生物过程水中生物是水体自净的重要组成部分。
微生物如细菌、酵母菌和藻类等通过代谢活动可以吸收有机物质，从而净化水体中的有机污染物。
细菌分解有机物质产生二氧化碳和水，藻类通过光合作用吸收二氧化碳和释放氧气，促进水体中有机物质的降解。
2. 水体自净的物理过程水体自净的物理过程主要包括沉降、溶解和稀释。
其中，重力作用引起的沉降可沉降悬浮颗粒和浮游生物等污染物质，从而净化水体。
溶解过程是指溶解污染物质在水中的混合和传输，水体周围的溶解氧可以通过表面扩散进入到水体内部，促进水中有机物质的降解。
稀释则是指水体中的污染物质与新鲜水的混合，将污染物质稀释至较低浓度，减少其对水体的影响。
3. 水体自净的化学过程水体自净的化学过程主要包括氧化还原反应和吸附作用。
氧化还原反应是指水中的氧气与有机污染物质进行氧化反应，产生二氧化碳和水，从而降解有机污染物。
吸附作用是指水中的污染物质通过与水中的颗粒物质相互作用，附着在颗粒表面，从而净化水体。
4. 影响水体自净能力的因素水体自净能力受到多种因素的影响。
温度的变化会影响水中生物和化学反应的速率，进而影响水体的自净能力。
水体中的pH值会影响微生物的生长和化学反应的进行，不同污染物质在不同pH值下的自净效果也有所不同。
此外，水体中的溶解氧、光照条件、溶液浓度等因素也会对水体的自净能力产生影响。
综上所述，水的自净能力是由一系列生物、物理和化学过程共同作用形成的。
通过这些过程，水体中的污染物质可以被降解、吸附和稀释，使水体净化恢复原有的清澈和透明。
保护水资源，提高水体的自净能力，对于维护生态平衡和人类健康具有重要意义。
因此，我们应当注重水体污染的预防和控制，倡导环保意识，共同努力保护水环境的可持续发展。
水体自净名词解释
水体自净名词解释水体自净是指水体在一定时间内，通过自然的生物、物理、化学作用，自我净化和恢复水质的过程。
水体自净是水环境保持相对稳定和健康的重要机制，可以使水质得到改善，恢复到正常的生态环境。
水体自净的主要过程包括生物自净、物理自净和化学自净。
生物自净是指水体中各种生物通过摄食、呼吸、代谢和排泄等生命活动，减少或消除水体中的有害物质，维持水体的生态平衡。
水中的浮游植物和底栖植物通过光合作用，吸收水中的营养物质，同时放出氧气，促进水体中的氧气含量增加，有利于水中的生物生存和繁殖。
水中的浮游动物和底栖动物通过摄食和排泄活动，可以减少水中的富营养化物质，控制水体中浮游植物的过度生长，维持水体的透明度和水质的清洁度。
另外，水体中还存在一些具有吸收、降解和吸附功能的微生物，通过生物降解有机污染物，减少水体中的污染物质，提高水体的自净能力。
物理自净是指水体中的物理过程和运动带走水中的污染物质，改善水质。
水体的自然对流和湍流可以使水中的溶解氧均匀分布，并加速水体中污染物质的扩散和稀释，有利于水体的净化。
水体的水位变化和流动性也能够带走水中的悬浮物和部分污染物质，使水体变得清澈。
此外，太阳辐射照射水体会产生热量，引起水体的对流和密度变化，促使水体的氧化还原过程加速，有利于净化水质。
水体中的生物通过生物运动和摄食活动也会促使水体中的悬浮物颗粒上升和沉降，使污染物质得以去除。
化学自净是指水体中一系列的化学反应和转化，通过化学物质的降解和转变，减少或消除有害物质，改善水质。
水体中的化学自净过程包括溶解氧的供应和消耗、水体中有机物的降解、光化学氧化反应等。
溶解氧的供应与消耗是影响水体自净的关键因素之一，溶解氧的供应主要来自于水中的植物的光合作用和大气的交换，溶解氧的消耗主要来自于有机物的降解和生物呼吸作用。
有机物的降解是水体自净的重要过程，通过微生物的分解作用，有机物质逐渐被分解为无机物质，减少水体中的污染物质。
光化学氧化反应是指太阳光照射水体中的有机物质，通过光解和氧化作用，使有机物质被降解和去除掉，从而改善水质。
简述水体自净过程
简述水体自净过程
水体自净过程是一种自然的水体净化机制，它运作于自然水体中。
这个机制可以在一定程度上净化水体并消除其中的污染物。
以下是水
体自净过程的具体描述。
涵盖的过程：
1. 光合作用：水体中的植物通过光合作用消耗二氧化碳和营养物质，
同时释放氧气，从而净化水体；
2. 细菌分解：水中的污染物可以被分解为更小的分子和元素，通过生
物降解过程净化水体；
3. 沉积：水中的重金属、泥沙和富营养物质借助重力沉淀到水体底部，减少对水体的污染；
4. 对流：水体中由温度、浓度差、风等因素引起的对流，有助于水体
中污染物的分散和稀释；
5. 溶解：水体中的污染物会在水中溶解，但随着时间的推移会逐渐被
化学反应、生物降解等过程分解为更小的分子，从而减轻对水的污染
程度。
这些过程有些在水体中同时进行，有些是因水体特有的环境条件而分
为不同的阶段。
综合这些自净过程，可以使水体中的污染物质逐渐降解和净化，从而提高水质的水平，维护水环境的生态平衡。
2.2 水体自净的基本规律
CO2+H2O+NH3+… 微 O2 NO2-+NO3-
四.有机物的污染与自净
1.水体中有机物的分解与DO的平衡
2.有机物降解与溶解氧平衡的数学模型
当水中有足够的氧且温度不变,有 机物降解速率与有机物含量成正比.
即：
-
dt
耗氧常数
∫ ∫ Lt L0
dL L
浓度差异越大，……
2.混合：
混合系数 = Q 混
Q
Q CR
= L 计算 L 混合
排
污
qCw
L计 L混
完全混合断面污染物质的平均浓度
C=
qCw+CR. .Q q+.Q
排放口形式: 单点岸边排放
多点岸边排放
单点中心排放
3.沉淀
二.化学净化作用
氧化 吸 还附 原 凝聚 中和
三.生物化学作用
微 有机物
浓度梯度
(1).污染物顺水流方向运动的移流率.mg/m2.s O1=U(x，t) C(x，t)
或 O1=U(x，y，z，t)×C(x，y，z，t)
(2).扩散通量
xe e
C
O2=-Dx
---浓度梯度
顺x方向的扩散系数
e
e
e
c
c
c
O2=-(DX
e
x
+Dy
e
y +Dz
e
)
z
结 论：
河流流速越大，单位时间通过 单位面积的污染物质的量越多。
=
t
o
K1dt
ln
Lt L0
= -K1t
e Lt = LO. -K1t
Lt = LO.10－k1t
第十三章 水体自净(self-purification)讲解
第一阶段 化学氧化分解，历时数小时。
有机物的
自净过程 第二阶段 生物化学氧化分解一般要延续数日。
分三阶段
第三阶段 含氮有机物的硝化过程，延续一月左右。
①浓度逐渐降低；
水
②毒性降低；
体
自 ③重金属可沉淀至底泥或进入食物链；
净
过 ④复杂有机物分解为二氧化碳和水；
程
⑤不稳定的转变为稳定的化合物；
的
特 ⑥初期，水中溶解氧含量急剧降低，到达最低点后又缓慢上升，并逐渐恢复正常；
(1)竖向混合阶段 污染物排入河流后因分子扩散、湍流扩散和弥散
作用逐步向河水中分散，从排放口到深度上达到浓 度分布均匀。
(2)横向混合阶段 当深度上达到浓度分布均匀后，在横向上还存在
混合过程。经过一定距离后污染物在整个横断面达 到浓度分布均匀。
(3)断面充分混合后阶段 在横向混合阶段后，污染物浓度在横断面上处处
代谢的极限速度
3.自净的过程
水体自净过程大致如下
a.污水排入河流的混合过程 b.持久污染物的稀释扩散 物理作用 有机污染物排入水体后被水稀释，有机和无机固体沉降到河底； c.非持久污染物的稀释扩散 d.水体的氧平衡
生物作用 好氧菌↑
溶氧↓
溶解氧↑
好氧菌↓
有机物降解
厌氧菌↑ 自然溶氧、藻类产氧
• 污水排入河流的混合过程
因各种水生生物需要不同的生存条件，故在各个带中 可找到不同的代表性指示生物，这些指示生物包括细 菌、真菌、藻类、原生动物等微生物，以及轮虫、浮 游甲壳动物、鱼类及底栖动物等。
根据指示生物的不同，污化系统中的污化带分为多污 带、-中污带、-中污带和寡污带。
多污带（polysaprobic zone）
水的自净能力计算
水的自净能力计算水的自净能力是指水体中的物质通过自然作用而净化的能力。
水的自净能力包括物理、化学和生物净化过程。
物理净化是指通过沉降、过滤和吸附等方式，使水体中的杂质和悬浮物沉积或吸附到固体表面，从而净化水体。
化学净化是指通过氧化、还原、酸碱中和等反应，将水体中的有机物、重金属和其他污染物转化为无害的物质。
生物净化是指水中的生物体通过摄食或代谢作用，将水体中的有机物质转化为无机物质，从而净化水体。
首先，水体本身的特性对其自净能力起着重要的作用。
水体的流动性、深度、湍流状况等都会影响水的自净能力。
流动的水体比静止的水体具有更好的物理净化能力，因为流动的水体可以通过搅拌和流动的力量将污染物带到水体的底层，使其沉积或吸附到底泥上。
深度较大的水体能够提供更多的物理空间，同时也有更多的生物种类，从而提高水的自净能力。
湍流状况也会对水的自净能力产生影响，湍流能够增加水体中的氧气溶解度，从而促进水中的生物代谢和氧化反应，提高水的自净能力。
其次，环境因素也是影响水的自净能力的重要因素。
温度、光照和氧气含量等环境因素会对水的自净能力产生影响。
较高的温度有利于水中生物的代谢和化学反应的进行，从而提高水的自净能力。
光照可以促进水中的光合作用，提高水中的氧气含量，并促进水体中光合生物的生长和繁殖，从而提高水的自净能力。
氧气含量对水的自净能力也有重要影响，足够的氧气含量可以促进水体中的生物呼吸和分解反应，增加水的自净能力。
最后，污染物的性质也对水的自净能力产生重要影响。
水体中的不同类型的污染物对水的自净能力有不同的影响。
有机物质通常较难被生物降解，需要较长的时间才能被水体自净。
油类污染物可以通过物理净化过程进行分离和去除。
重金属离子对水的自净能力也有重要影响，重金属离子往往具有较强的毒性，并且难以降解，威胁到水体生态系统的稳定。
总体来说，水的自净能力是一个复杂的系统过程，受到多种因素的综合影响。
通过提高水体的流动性、控制污染物排放、增加水体的深度和湍流程度、提高水中的氧气含量等措施，可以提高水的自净能力。
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水体的自净作用及自净过程
自然环境包括水环境对污染物质都具有一定的承受能力，即所谓环境容量。
水体能够在其环境容量的范围内，经过水体的物理、化学和生物的作用，使排入污染物质的浓度和毒性随时间的推移，在向下游流动的过程中自然降低，称之为水体的自净作用。
也可简单地说，水体受到污染后，靠自然能力逐渐变洁的过程称为水体的自净。
水体的自净过程很复杂，按其机理划分有：
（1）物理过程。
其中包括稀释、混合、扩散、挥发、沉淀等过程。
水体中的污染物质在这一系列的作用下，其浓度得以降低。
稀释和混合作用是水环境中极普遍的现象，又是比较复杂的一项过程，它在水体自净中起着重要的作用。
（2）化学及物理化学过程。
污染物质通过氧化、还原、吸附、凝聚、中和等反应使其浓度降低。
（3）生物化学过程。
污染物质中的有机物，由于水体中微生物的代谢活动而被分解、氧化并转化为无害、稳定的无机物，从而使浓度降低。
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