中国水质污染的几个前瞻性问题

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1、中国水质污染的几个前瞻性问题　　我国天然水体的严重污染已受到普遍关注。当前水质污染集中表现在富营养化和藻类繁生现象，其实质是耗氧有机物及氮、磷化合物的生态环境效应。它们已成为我国环境保护的热点甚至十分棘手的控制治理问题。实际上，这只是水体污染治理系列难题的初级遭遇，它在表观上易于察觉而首先浮现出来，并为世界许多国家在20世纪初期已基本解决。水质污染随之出现的一些深层次的潜在问题，例如：有机有毒化学品、微界面颗粒物、水体污染沉积物等，已经日益突现而成为现时国际上的环境热点，尤其对于生活饮用水的水源保护及处理技术备受关注。这些水质问题在我国目前尚被富营养

2、化现象所掩盖，仍停留在一些科学研究的实验阶段，还没有真正提上环境保护和控制的主要日程。预计在不久时期后，富营养化问题有所缓解时，它们必然会突出地成为我国水环境和人体健康保护的迫切难题。解决水环境污染问题需要政策、经济和技术的多方面综合防治，而更重要的是全社会公众的深刻认识和实事求是的科学对策。及早提高对前瞻性问题的认识，进行适合我国国情的科技研究和拟定实用对策是十分必要的。本文仅对上述几个有关的环境水质学问题作一些介绍。　　近代世界有机化学品的生产量逐年成直线上升，达到每年数亿t之多，据统计，日常应用的就有70000多种，在工业化国家进入环境的化学品

3、量相当于300g/，其中相当部分对生态和人类具有毒性。各类有机有毒化学品是当前国际上最关注的污染物，国外目前已注意到除致癌物外甚至包括神经毒素、发育和生殖障害物，雌激素等化学品，近来欧洲的二恶因事件就是突出的例子。水质标准相应也日益严格，检测和处理都要求高新技术。化学品的环境问题，我国虽然尚未完全提到主要日程上来，但已达到相当污染水平。　　在当前制定的环境优先污染物中都是以有机有毒化学品为主要项目，例如：美国1977年制定的环境优先污染物129种中有机有毒化学品就占114种，中国1989年制定的68种中有机有毒化学品占58种。其中主要包括单环多环芳烃

4、、卤代烃、苯及联苯、硝基、酚类和各类农药、杀虫剂等。目前国际上制定的水质标准指标可在百项以上，多者可达数百项。我国新拟定88项，但受仪器水平所限，常行检测不过数十项，许多有机有毒化学品尚未进入监控范围。　　有毒化学品的环境科技问题可以包括以下4个方面：在环境中空间迁移和形态转化，涉及化学热力学、动力学和动态学。对生物、生态系统、人体效应，涉及生物化学、化学生态学、生命化学、生态毒理学、人体化学与医学。环境现场与样品的检测、评价，涉及样品采集学、痕量分析化学、仪器鉴定、模式计算。生产与使用环境的控制、净化和处置，涉及化工原理与工艺技术。由于有毒化学品的

5、相当部分都吸附及结合在颗粒物表面或孔隙中，上述各方面又全涉及界面水质过程。　　有机有毒化学品大多属于难降解的持久性化合物，其净化处理技术用生物氧化技术往往难以奏效。目前的发展趋势是应用高级化学氧化法加以降解。这是利用现代的物理、化学催化氧化技术，强化有机物的降解过程，达到净化除毒的效果。其作用机理实质是充分利用产生大量羟基自由基的氧化过程。目前，提出的各种组合技术，例如：　　均相反应：O3/UV，H2O2/UV，超声/UV，电子束，O3/H2O2，H2O2/Fe2+　　多相反应：半导体催化剂，电化学氧化，天然矿物催化剂　　辐射催化：电光，日光，射线，

6、微波　　近年来，国外及我国对有机有毒物的催化氧化特别是多相界面催化氧化有大量研究成果，已经逐步进入实用阶段。对有机有毒物在光催化降解过程的途径、中间形态、化学结构的降解规律、催化氧化动力学等均有深入研究。同时，对TiO2界面催化剂的改性和固化，矿物还原溶解中对有机物的光催化降解等都是研究热点。　　现代环境水质学中，水体颗粒物的范畴除原来的μ以上的矿物微粒外，已包括溶胶与高分子物质在内，即广义定义为1nm以上的实体物质。它们不但包括粘土矿物、金属氢氧化物等无机物，也包括腐殖质、高聚合物等有机物，还包括细菌、藻类等有生命物质。水体颗粒物在环境污染中更重要

7、的意义在于：微量痕量污染物的大部分都吸附在其表面上，发生各种表面转化反应和生态效应，随之迁移而归宿于沉积物中，再释放出来造成水体的二次微污染。　　因而，在水处理过程中颗粒物也是净化的主要对象。饮用水标准对它的控制也日益严格，由过去的10mg/L逐步趋严到/L甚至/L。这主要是由于其表面可吸附痕量有毒化学品、病毒及致癌物等。净化去除颗粒物的过程如絮凝、过滤、气浮、膜分离等，几乎遍及所有给水与污水处理工艺。　　　　　　　　　　水体颗粒物及其环境水质过程　　　表1　　　　　　　　　　颗粒物　　　　　　微污染物　　　　　　界面转化迁移过程　　　　　　水处理技

8、术单元　　　　　　　　　　矿物微粒　　　　　　重金属　　　　　　溶解、沉淀　　　　　　混合