水体环境、污染与自净

光亮层：补偿深度以上， 自养生物占优势； 深底层：补偿深度以下，

异样生物占优势。
三、 陆地地表水的环境条件
3.水库水环境条件 水库环境条件介于河流与湖泊之间，兼有河流与 湖泊的特性。
四、水体的物质循环
1.水体的水循环
1.水体的水循环
自然界水循环发生和形成的主要作用因素：
水的相变特性和气液相的流动性决定了水循环的 可能性； 地球引力和太阳辐射对水的重力和热力效应是水 循环的源动力；
大气流动的方向和强度、地表形态、地质结构及
土壤、生物等决定了循环方式等。
1.水体的水循环
水循环按范围划分，可分为大循环（外）和小循 环（内）两种。 水循环按是否受人类影响划分，可为自然循环和 社会循环。

水的社会循环是指在水的自然循环当中，人类不
断地利用其中的地下或地表径流满足生活与生产
活动之需而产生的人为水循环。
1. 天然水的物质组成
（ 3）溶解物质：粒径小于 10－9m。包括溶解性气体、 离子、有机物、微量元素等。 （a）溶解性气体
溶解氧 DO：溶解于水中的分子态氧。来源一是空气中
的氧溶解于水；二是水生植物光合作用放出的氧。是评 价水体有机污染的重要标志。
CO2：来源于有机物的分解和大气的溶入。 H2S：来源于无氧条件下，有机物的分解。
淡水：1Kg水总盐量<1.0g；
每一类再按含量最多的阳离子分成三组：
•钙组（ Ca2+ ）、镁组（Mg2＋ ）、钠组（Na+）。
每一组再按阴阳离子相对关系分为四个型：
第Ⅰ型：HCO3-＞Ca2++ Mg2＋ 第Ⅱ型：HCO3-＜Ca2++ Mg2＋＜HCO3-＋SO4-2 第Ⅲ型：HCO3-＋SO4-2 ＜Ca2++ Mg2＋或 Cl-＞Na+ 第Ⅳ型：HCO3-＝0

四、水体的物质循环
2.水体的盐循环 天然水体由于自然循环和社会循环的原因，使水 中含有大量的矿物质盐类，如钙盐、镁盐、磷 酸盐等。 水体的盐循环是通过溶质径流、溶质弥散及何种 物理、化学和生物的溶质增减作用进行的。 水体的盐循环及固体径流作用总的趋势是将各种 陆源物质不断从高地运往低地，从陆地运往海 洋，使海洋称为地球上最大的沉积环境。
一、水体
2.1 水体的组成与分类
水体中化学组成十分复杂，物理、化学、生物作
用更是错综复杂。一般水体的温度自水面向下递 减；溶解氧含量也向下迅速减少、即由氧化环境 转变为还原环境；阳光也自上向深处减弱，由强
光环境变为弱光环境。团此水生生物自上而下出
现不向的变化。
2.1 水体的组成与分类
水量及分类
2. 水体底质

底质是水体中非可溶性物质及超量溶解性物质的
沉积产物，又称为底泥。底质的特征可以反映水
体及其水质的历史演变过程，

底质的发育程度是水体年龄和自然衰变的标志。

水体底质按空间和化学稳定性可分为两层：下层
属于历史沉积的稳定的终态产物，处于相对还原的
环境；上层属新近形成的沉积物，与水进行着积极
（2）胶体物质：粒径在10－9～ 10－7m 范围内物质，
在水中呈高度分散状态，不易沉降。
可以是无机矿物胶体（硅、铝、铁等氧化物），有
机胶体子化合物）。 胶体物质在水体中的主要作用：一是着色，二是对 污染物的吸附作用。
1.水体的水循环
由上图可以看出，水的自然循环和社会循环是交织 在一起的，水的社会循环依赖于自然循环，又对水 的自然循环造成了一定程度的负面影响。在水的自 然循环体系中，人类的活动和用水循环应是有节制
的，必须与自然循环相协调，使得排放到自然水体
中的再生水能够满足水体自净的环境容量要求，做
到“天人合一”，方能永续生存与发展。
六、天然水体的分类
（1）舒卡列夫分类法 该方法主要考虑HCO3-、SO4-2 、Cl-、Ca2+、 Mg2＋、 Na+（K+）六种主要离子。 首先，将当量比超过12.5％的阴离子按表中的 次序排横序列，再将当量比大于12.5％的阳离子按 表中的次序排纵序列，按方阵组成 49 种不同类型。 再按水的矿化度将每类分成 4 组： A 组 ―― 矿化度 小 于 1 . 5 g/L ， B 组 矿 化 度 1 . 5 - 1 0 g/L,C 组 矿 化 度 10g/L-40g/L，D组矿化度大于40g/L。

河水中含有部分Na+和大部分的Ca2+。 Na+ 、Cl-、SO42-——高矿化度离子。
1. 天然水的物质组成
(c)有机物 •天然水中的有机物大多是生物生成物（水生物经微 生物分解后的产物、有机腐殖质），主要化学成分 为C 、H、O组成，占总成分的98.5％。 •有机物经化学、生物化学作用最终分解为无机物。
2.1 水体的组成与分类
天然水 • 天然水是一种化学成分十分复杂的溶液，含可溶性物 质、胶体物质和悬浮物。 水 • 纯净的水是由氢、氧元素组成，无色、无味、透明， 液体。 • 水不仅有极强的溶解力，还有较强的渗透力。水在自 然界处于不断的循环运动中。它通过渗透土壤、冲刷 岩石，富集了土壤和岩石中的盐分和有机物。水汽在 空中凝成水滴和下降过程中吸收、溶存了空气中不同 的气体和各种飘尘、杂物。自然水体中还生存着各类 水生生物。因此，自然界里不存在纯净的水。

2.1 水体的组成与分类
必须清楚水和水体的概念是不同的！
水体、天然水、水的概念是顺序包容的。
水体应包括水、溶解物质、悬浮物、底泥沉积物、水 生生物及运载介质等，是一个完整的生态系统。
2.1 水体的组成与分类
二、水体的形成条件
• 储水的空间条件 • 相对阻水的边界条件 • 充足的水源条件
三、 陆地地表水的环境条件

微量元素： P、Cu、Ca、Fe、Si、Mn、F、Cr、As、Hg等。
1. 天然水的物质组成
一般水体中的特征离子：

海水中：一般Na+、Cl-占优势； 湖水中：Na+、Cl-、SO42-占优势； 地下水硬度高，就是其中Ca2+、Mg2+含量高，苦水 或咸水地区，地下水中Na+、HCO3-含量较高；
1.水体的水循环
水体
极地冰川和 永久积雪 深层地下水 湖泊
更新时间
10000年
水体
海洋
更新时间
2500年
1400年 17年
高山冰川 沼泽
1600年 5年
土壤水
大气水
1年
8天
河水
生物水
16天
几小时
水循环对研究水利工程的意义

通过水循环认识到水体是一个动态系统－全局观 念（一处污染要影响到全局，全地区，全流域， 认识到水体一旦污染很难治理； ） 水的循环在地球上起到输送热量和调节气候的作 用，对地球环境的形成、演化和人类生存都有重 大的作用与影响。
六、天然水体的分类
2. 天然水的形态分类 天然水按其空间赋存形态可分为：
大气降水 地面水（河流、湖泊、沼泽、海洋、水库等） 地下水
3. 天然水的功能分类
饮用水、工业用水、水源水、农用水、养殖用水 、娱乐及环境水、蓄能水、航运水、纳污水等9种水 体类型，顺次包容。
六、天然水体的分类
4.天然水中总盐分分类
舒卡列夫分类表
阴离子 阳离子 Ca2+ Ca2++ Mg2＋
HCO3-
HCO3+SO42-
HCO3-＋ SO42+Cl15 16
HCO3
-＋Cl-
SO4-2
SO42+Cl-
Cl-
1 2
8 9
22 23
29 30
36 37
43 44
Mg2＋
Na++Ca2+ Na++Mg2＋ Na+
3
4
10
11 12 13 14
17
18 19 20 21
24
25 26 27 28
31
32 33 34 35
38
39 40 41 42
45
46 47 48 49
Na++Ca2++Mg2＋ 5 6 7
（2）阿列金分类法
将天然水按主要阴离子分为三大类：
•重碳酸盐（HCO3-）类，符号［C］； •硫酸盐（SO42-）类，符号［S］； •氯化物（Cl-）类，［Cl］。
2.水体的盐循环
五、天然水体的组成和特点
1. 天然水的物质组成 天然水是有水和各种介质组成的及其复杂的综合体。 天然水中除了水生生物外，还有各种溶解性物质和 非溶解性物质。这些物质可以是固态的、液态的或 气态的，当其进入水中则呈现均匀或非均匀混合状 态。 根据介质粒径的大小，天然水中的物质可分为：悬 浮物、胶体物质、溶解质（包括溶解性气体、主要 离子 、微量元素、有机物）。
1. 天然水的物质组成
（1）悬浮物：粒径大于10－7m（0.1微米以上） 与水呈机械混合状（小块物质）。如泥沙、藻类、
原生动物、细菌、及其他不溶物质。
悬浮物质对水体产生如下影响：
使水着色有色（色度）；
浑浊度； 异味，异嗅；
成为污染物的载体（悬浮物质具有很大的比表面
积）。
1. 天然水的物质组成
某湖泊夏季温度、氧气垂直分布图
夏季：上层暖水，深层水温较低，在4℃左右； 秋季：上层水温变冷直到和深水层一样，湖泊等温。 冬季：寒冷地区，湖面结冰，形成逆向温度结构。
三、 陆地地表水的环境条件

湖泊补偿深度：湖水中光 照强度对深度递减，光合 作用减弱，当光照强度等
于水面日光辐射的1%的相