水体污染与自净

水葱——小植物大功效

水葱，为莎草科藨草属下的一个植物种。它虽然看起来和我们平时食用的大葱长得很像，但又截然不同。它株高1～2米，茎秆高大通直，很像食用的大葱，但不能食用。杆呈圆柱状，中空。根状茎粗壮而匍匐，须根很多。在自然界中常生长在沼泽地、沟渠、池畔、湖畔浅水中。水葱的地上部分可入药，夏、秋采收，洗净，切段，晒干，具有利水消肿之功效。此外，水葱在水景园中主要做后景材料；其茎秆可作插花线条材料，也用作造纸或编织草席、草包材料。最重要的是，水葱还是天然的水质净化器，为水体自净贡献了不少力量。

它能够吸收水底淤泥中的氮、磷等营养元素，改善水的富营养化，从而达到净化水体的作用。水葱对水中的酚类化学物质具有较强的分解吸收能力，对水中其他的有害物质也具有一定的吸收作用，可以改变污水的颜色、浑浊物质，起到天然的水质净化器的作用。

什么是水体污染与水体自净

污染物投入水体后，使水环境受到污染。污水排入水体后，一方面对水体产生污染，另一方面水体本身有一定的净化污水的能力，即经过水体的物理、化学与生物的作用，使污水中污染物的浓度得以降低。经过一段时间后，水体往往能恢复到受污染前的状态，并在微生物的作用下进行分解，从而使水体由不洁恢复为清洁，这一过程称为水体的自净过程。

水体自净特征

废水或污染物一旦进入水体后，就开始了自净过程。该过程由弱到强，直到趋于恒定，使水质逐渐恢复到正常水平。

全过程的特征是：

①进入水体的污染物，在连续自净过程中，总趋势是浓度逐渐下降。

②大多数有毒污染物经各种物理、化学和生物作用，转变为低毒或无毒化合物。

③重金属类污染物，从溶解状态被吸附或转变为不溶性化合物，沉淀后进入底泥。

④复杂有机物，如碳水化合物，脂肪和蛋白质等，不论在溶解氧富裕或缺氧条件下，都能被微生物利用和分解，先降解为较简单有机物，再进一步分解为二氧化碳和水。

⑤不稳定的污染物在自净过程中转变为稳定的化合物，如氨转变为亚硝酸盐，再氧化为硝酸盐。

⑥在自净过程的初期，水中溶解氧数量急剧下降，到达最低点后又缓慢上升，逐渐恢复到正常水平。

⑦进入水体的大量污染物，如果是有毒的，则生物不能栖息，如不逃避就要死亡，水中生物种类和个体数量就要随之大量减少。

随着自净过程的进行，有毒物质浓度或数量下降，生物种类和个体数量也逐渐随之回升，最终趋于正常的生物分布。进入水体的大量污染物中，如果含有机物过高，那么微生物就可以利用丰富的有机物为食料而迅速的繁殖，溶解氧随之减少。随着自净过程的进行，纤毛虫之类的原生动物有条件取食于细菌，则细菌数量又随之减少；而纤毛虫又被轮虫、甲壳类吞食，使后者成为优势种群。有机物分解生成的大量无机营养成分，如氮、磷等，使藻类生长旺盛，藻类旺盛又使鱼、贝类动物随之繁殖起来。

影响水体自净的因素

水体的自净能力是有限的，当排入水体的污染物数量超过某一界限时，将造成水体的永久性污染，这一界限称为水体的自净容量或水环境容量。影响水体自净的因素很多，其中主要因素有：受纳水体的地理和水文条件、微生物的种类与数量、水温、复氧能力以及水体和污染物的组成、污染物浓度等。

●水文要素●

流速、流量直接影响移流强度和紊动扩散强度。流速和流量大，不仅水体中污染物浓度稀释扩散能力随之加强，而且水汽界面上的气体交换速度也随之增大。河流中流速和流量有明显的季节变化，洪水季节，流速和流量大，有利于自净；枯水季节，流速和流量小，给自净带来不利。河流中含沙量的多少与水中某些污染物质浓度有一定关系。如研究发现中国黄河含沙量与含砷量呈正相关关系，这是因为泥沙颗粒对砷有强烈的吸附作用。一旦河水澄清，含砷量就大为减少。水温不仅直接影响水体中污染物质化学转化的速度，而且能通过影响水体中微生物的活动对生物化学降解速度产生影响，随着水温的增加，生物耗氧量的降低速度明显加快。

●太阳辐射●

太阳辐射对水体自净作用有直接影响和间接影响两个方面。直接影响指太阳辐射能使水中污染物质产生光转化；间接影响指可以引起水温变化和促进浮游植物及水生植物进行光合作用。太阳辐射对水深小的河流自净作用的影响比对水深大的河流大。

●底质●

底质能富集某些污染物质，河水与河床基岩和沉积物也有一定物质交换过程，这两方面都可能对河流的自净作用产生影响。例如，河底若有铬铁矿露头，则河水中含铬可能较高；又如，汞易被吸附在泥沙上，随之沉淀而在底泥中累积，虽较稳定，但在水与底泥界面上存在十分缓慢的释放过程，使汞重新回到河水中，形成二次污染。此外，底质不同，底栖生物的种类和数量不同，对水体自净作用的影响也不同。

●水生物和水中微生物●

水中微生物对污染物有生物降解作用，某些水生物对污染物有富集作用，这两方面都能减低水中污染物的浓度。因此，若水体中能分解污染物质的微生物和能富集污染物质的水生生物品种多、数量大，对水体自净过程较为有利。

●污染物的性质和浓度●

易于化学降解、光转化和生物降解的污染物显然最容易得以自净。例如，酚和氰由于易挥发和氧化分解，又能被泥沙和底泥吸附，因此在水体中较易净化。难于化学降解、光转化和生物降解的污染物也难在水体中得以自净。例如，合成洗涤剂、有机

水污染的类型及危害

癌症村

水是生命之源。可是，随着城镇化、工业发展以及人口数量的不断膨胀，中国正面临十分严峻的水污染问题，部分地区水质甚至出现持续恶化的状况。一些专家学者惊呼，地下水污染问题已经到了无以复加的程度。一些地区癌症呈现高发态势，最近频繁出现的“癌症村”，即被认为与长期水污染关系密切。水污染带来的伤害不容回避。

“癌症村”集中在中东部经济较发达地区，靠近城市，存在不同程度的环境污染，特别是水源污染。饮用水水源对人体健康安全至关重要。长期接触或者饮用受致突变、致癌物质污染的水，可使饮用人群癌症发病率提高。中国北方地区主要饮用水来源于地下水，但包括亚硝酸盐、硝酸盐和氨氮在内的“三氮”以及重金属都是目前地下水的普遍污染物，长期饮用都会致癌。

位于太阳河流域下游的海南北坡镇南岛村，该村1997年至2001年患恶性肿瘤死亡人数多农药等化学稳定性极高的合成有机化合物，在自然状态下需十年以上的时间才能完全分解，它们以水流作为载体，逐渐蔓延，不断积累，成为全球性污染的代表性物质。水体中某些重金属类污染物可能对微生物有害，从而降低了生物降解能力。达165例，患恶性肿瘤死亡率高达1.17%。村民并不清楚为何会出现这么多的恶性肿瘤患者，目前村里已经通了自来水，饮水安全有了保障，但太阳河的旧河道和各条支流大多变成了流通不畅的死水，污染源不断增加，出现海水倒灌等现象，淤积河道臭气熏天，影响了基本生活。

什么是水污染

水污染是指水体因某种物质的介入而导致其物理、化学、生物或放射性等特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或破坏生态环境，造成水质恶化的现象。

一般来讲，自然环境是一个动态平衡的有机体系，对环境中各种物质的变化具有一定的自动调节和缓冲能力。天然水体作为环境要素也不例外，对排入的废弃物有一定的自我处置能力，称为水体的自净能力。但是，随着科技的发展和生产能力的提高，现阶段社会循环的水量呈现不断增加的趋势，排入水体的废弃物也随之不断增多。这种增加量一旦超出了水体的自净能力，就会产生水污染，从而使水质恶化。

水污染的类型

●按产生的方式分类●

水污染按产生的方式可以分为自然水污染和人为水污染。

自然水污染：水在自然循环的过程中与土地、大气和岩石接触的每一个环节都会有各种杂质混入和溶入，所以从这一点来说，自然界几乎不存在纯水。

人为水污染：人类为了满足生活、生产及生存需求，不断取用天然水体中的水，经过使用后，一部分被消耗，但绝大部分变成生活污水和生产废水排放，重新进入到天然水体中。

●按接受污染的水体分类●

水体是指水的集合体，是地表水圈的重要组成部分，以相对稳定的陆地为边界。按水体所处的空间位置不同可以分为地表水体、地下水体、海洋水体。自然条件下，这三种水体中的水不是一成不变的，而是在条件具备时可以相互转变，主要通过水在自然界的大循环和小循环实现相互转化。因此，按照不同的水体类别可以把水污染分为地表水污染、地下水污染和海洋污染。

●按污染源的分布特征分类●

水污染按污染源的分布特征可以分为点源污染、非点源污染和扩散性污染，这种分类标准的主要依据是，是否有固定的排放污染源。

点源污染

指有固定排放点的污染源，主要来自城市工业废水和社区生活污水的排放，具有排污点相对集中，排污途径明确的特征。

非点源污染

是相对于点源污染而言的，它的来源比较广泛，可理解为一种分散的污染源造成的水体污染。具体是指溶解性或固体污染物在大面积降水和径流冲刷作用下汇入受纳水体而引起的水体污染，包括大气干湿沉降、暴雨径流及底泥释放等方面，其中暴雨径流是伴随水文循环初期过程而发生的一种污染面最大、随机性最强的污染来源，尤以来自农田的灌溉污染物最为突出。

扩散性污染

主要指工业生产过程中以及地面机动车、船舶、机械等运行时产生的污染物随大气扩散后通过沉降或降水等途径进入水体，引起水质破坏和污染。具体有害物质有粉尘、有害气体、放射性沉降物、酸雨等。

扩散性污染具有以下特征：季节性，扩散性污染的主要动力来自于风，因为我国是大陆性季风气候，所以扩散性污染在同一地区不同季节会存在有无、轻重的区别；范围不确定性，扩散的区域大小取决于风力的大小，风力越大，扩散性污染物飘离范围就越大，造成的危害也就越大；污染源难确定性，扩散性污染物随风力大小而改变污染物沉降区域，这种大范围污染一般很难确定具体的污染源，而只能笼统模糊确定这些污染杂质产生的大概区域。所以，扩散性污染是目前为止最难治理的一种污染形式，应该引起足够的重视。

●按污染源的种类分类●

水污染按污染源的种类可以分为生活污水和工业废水。

生活污水

是指人类在生活过程中产生的污水，主要是粪便和洗涤污水等，是水体的主要污染源之一。生活污水中有大量有机物，还有病原菌、病毒和寄生虫卵和无机盐类。其主要特点是氮、硫和磷含量高，在厌氧细菌作用下易产生恶臭。

工业废水

是指工业生产过程中产生的废水、污水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物和产品以及生产过程中产生的多种污染物。工业废水的一个显著特点是水质和水量会随着生产工艺和生产方式的不同而有所差别。如电力、矿山等部门的废水主要含无机污染物，而造纸和食品等工业部门的废水有机污染物含量很高。即使采用同一生产工序，生产过程中水质也会有很大变化，这些特点增加了废水净化的困难。

●按污染物的种类分类●

水污染根据污染物的种类不同可以分为物理性污染、化学性污染和生物性污染。

物理性污染

（1）悬浮物质污染，指水中含有不溶性物质的污染，这些物质在水中会妨碍水中植物进行光合作用，同时减少氧气的溶入，引起水生生物的死亡，从而影响水体外观。悬浮物质主要包括塑料泡沫和固体物质等杂质。它们大都产生在采矿、建筑、采石、造纸、食品加工等行业，同时农村生活污水、垃圾和产生的废物排入水中或农田的水土流失也能够引起水的悬浮物质污染。

（2）热污染，是指工业生产过程产生的冷却水，在不采取任何防护措施的情况下，直接排入水体，导致水体的温度升高，水中某些有毒物质毒性增加，从而危及水中生物生长和生存的现象。

（3）放射性物质污染，主要指原子能工业、核试验、核电站、矿藏开发、医学研究或实验、特殊工业等领域的放射性物质污染水体的现象。

化学性污染

指由化学性物品进入水体而造成的水体污染。按照一定的标准又可分为耗氧有机物污染、植物性营养物污染、重金属污染、酸碱污染、石油污染和难降解有机物污染。

耗氧有机物污染主要由来自于人类的生活污水和某些行业的工业废水中含有的蛋白质、碳水化合物、脂肪和酚、醇等引起。这些物质可以在微生物的作用下进行分解，并且在分解过程中需要消耗水中大量的氧气，造成水体缺氧，影响其他水生生物的生存。

植物性营养物污染主要由含氮磷等植物所需要营养物的无机、有机化合物引起，如氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐等。这些污染物容易引起水中藻类及其他浮游生物的大量繁殖，形成富营养化。

重金属污染主要由镉、铬、汞、砷、铅等重金属元素引起，来源于采矿和冶炼过程、工业废弃物、制革废水、纺织厂废水、生活垃圾（如电池、化妆品）。这些重金属对人、畜有直接的生理毒性，一旦对水体造成污染，短时间内很难治理和恢复。

酸碱污染主要由酸、碱以及一些无机盐类组成的无机污染物质引起。酸和碱的存在首先会导致水体的pH发生波动，影响并妨碍水体正常自净能力的发挥，同时酸和碱不但会对船舶以及水下的金属设备或者建筑物造成腐蚀，还会使渔业资源造成重大损失。

石油污染是指石油开采、运输、装卸、加工和使用过程中，由于泄漏和排放石油引起的污染，主要发生在海洋。石油漂浮在海面上，迅速扩散形成油膜，可通过扩散、蒸发、溶解、乳化、光降解以及生物降解和吸收等进行迁移、转化。油类可沾附在鱼鳃上，使鱼窒息，抑制水鸟产卵和孵化，破坏其羽毛的不透水性，降低水产品质量。油膜的形成可阻碍水体的复氧作用，影响海洋浮游生物生长，破坏海洋生态平衡，此外还破坏海滨风景，影响海滨美学价值。难降解有机物污染主要由有机农药、芳香烃、多环芳烃等引起。在现阶段，这些有毒物质主要来自于人工合成，它们的共同特点是具有很稳定的化学性质，生物基本上很难将它们分解。

生物性污染

一般是指水体携带着一定量病原微生物的污染。在中国，现阶段生物性污染主要来自医院污水的排放和某些涉及生物技术行业的废水排放。需要注意的是，生物性污染其实无处不在。人体内含有的病原细菌通过人体排泄途径最后进入水体，通过水的流动性进行传播，进而危害他人和牲畜，达到周而复始的传播。

水污染的危害

●威胁人体健康●

生活污水、医院排出的废水、畜禽饲养场污水、屠宰业污水等常含有病毒、病菌、寄生虫等各种病原体。水体一旦遭受污染并与人体接触后，即有可能导致水媒型传染病的爆发。

人类饮用了重金属污染物、有机污染物严重超标的水后可引起中毒，严重损害人体健康。如铅中毒可引起胃疼、头痛、颤抖、神经性烦躁，在最严重的情况下可能人事不省，直至死亡。铅对肾脏的毒性主要表现为肾小管损伤，出现蛋白尿、血尿，严重时表现为氮质血症、高尿酸血症和肾小球硬化。除此之外，铅还有致癌、致畸及致突变作用。砷在体内的毒作用主要是与细胞中的酶系统结合，使许多酶的生物作用受到抑制失去活性，造成代谢障碍。砷慢性中毒主要表现为末梢神经炎和神经衰弱症候群的症状，皮肤色素高度沉着和皮肤高度角化、发生龟裂性溃疡是砷中毒的另一个特点；急性砷中毒主要表现为剧烈腹痛、腹泻、恶心、呕吐，抢救不及时可造成死亡。环境中的农药，可通过消化道、呼吸道进入人体。有机磷农药是造成人体急性或慢性中毒的主要污染物，有机磷农药是一种神经毒剂，它抑制体内胆碱酯酶，造成乙酰胆碱聚积，导致神经功能紊乱，有机氯农药还可以对人体或动物的内分泌系统、免疫功能、生殖机能等造成广泛的不良影响。

●限制农业发展●

农业生产需要足够的水量，对水质也有一定的要求。一些水污染物蓄积在土壤中，使土壤中的微生物活动受抑制，进而恶化土壤的理化性质，破坏土壤的团粒结构，易导致作物苗期枯萎死亡、生长期长势弱、早衰（早熟）或籽粒不够饱满，降低产量，影响农作物的生长发育。同时，污水灌溉使得大量有害物质在农产品中积累，造成残留超标，严重影响农产品质量。各种酸性污水还会腐蚀农机具，缩短机械使用寿命。

●危害工业生产●

水污染给工业发展带来的影响是明显的：食品、餐饮、纺织等工业需要利用水作为原料进行加工生产，水质污染直接影响产品的质量；水质下降造成水处理费用增大、原材料以及能耗增加，增加生产成本；工业冷却水，如锅炉中的循环水，由于水中的硬度、碱度、硫酸盐过高，造成系统结垢、堵塞、腐蚀，严重影响工业生产的正常运行和仪器的使用寿命。

●破坏生态环境●

自然界中生物与生物、生物与环境之间在物质和能量上维持着一种动态的平衡。当污染物质排放到水体中后，有害物质对一些水生生物构成直接的毒害，而一些耐污的水生生物大量繁殖。同时有机污染造成水体的富营养化，水中的生化需氧量剧增，溶解氧含量降低，大量生物因缺氧而死亡，使水生生态系统平衡遭到破坏。