环境地球化学中科院水体地球化学

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1、水体地球化学环境污染与防治水是人类生产与生活不可缺少的环境要素，是一种宝贵的资源。但随着世界人口的增加，工农业生产的迅猛发展，生活和生产用水与日俱增，进入到水体中的工业废水、生活污水等大大增加，造成了对水体的污染，从而影响，甚至危及人类的生存与发展。第一节水体污染物与水体污染源水体是指河流、湖泊、池塘、水库、沼泽、海洋以及地下水等水的聚集体。在环境学中，水体不仅包括水本身，还包括了水中的悬浮物、溶解物质、胶体物质、底质(泥)和水生生物等。1984年颁布的中华人民共和国水污染防治法中为“水污染”下了明确的定义，即水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变

2、，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象称为水污染。含义：所谓水体污染是指排入水体的污染物含量超过了水体的自净能力，使水体的水质和水体底质的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值和使用功能的现象。水污染的分类水的污染有两类：一类是自然污染；另一类是人为污染。当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。根据污染的水体可分为：海水污染、地表水污染、地下水污染自然污染源是自然界本身的地球化学异常所释放的物质给水体造成的污染，如高矿化度的地下水对河水的污染，矿床周围的矿化

3、水对河水的污染等。这种污染源具有持久性和长期作用的特点，一般多发生在有限的区域内。当前造成水体污染危害严重的是由于人类活动产生的污染物给水体造成的污染。水体污染的严重后果不仅在于危及人类身体健康，同时也对工农业生产造成危害。化学性污染：污染杂质为化学物品而造成的水体污染。化学性污染根据具体污染杂质可分为6类：无机污染物质、无机有毒物质、有机有毒物质、需氧污染物质、植物营养物质、油类污染物质。物理性污染包括：悬浮物质污染、热污染和放射性污染。生物性污染：生活污水，特别是医院污水和某些工业废水污染水体后，往往可以带入一些病原微生物。防止病原微生物对水体的污染也是保护环境，保障人体健康的一

4、大课题。一、水体污染物种类1．耗氧污染物(需氧污染物)生活污水和某些工业废水(如食品加工、造纸等)中，含有碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素、脂肪等有机化合物，这些物质以悬浮或溶解状态存在于污水中，可在微生物作用下分解为简单的无机物质。在其分解过程中，需要消耗水体中的大量溶解氧。亚硫酸盐、亚硝酸盐和硫化物等无机还原性物质排入水体同样也要消耗氧，这些物质被称为耗氧污染物。耗氧污染物排入水体主要是使水中的溶解氧减少，影响鱼类和其它水生生物的生长。当水中溶解氧耗尽后，有机质将发生厌氧分解，产生硫化氢、氨和硫醇等难闻气味，使水质进一步恶化。溶解氧(DO)是水质的重要参数之一，也是鱼类等水生生物

5、生存的必要条件。水中DO含量变化很大，主要影响因素有：再充气过程、光合作用、呼吸作用和有机废物的氧化作用。当DO含量与水中氧的溶解差距越大时，氧从空气进入水体的量也越多。水中植物的光合作用在白昼进行并产生氧，也会使水中的DO增加。水生物的呼吸作用是全天不分昼夜的连续进行，并不断地从水中耗用氧而使DO减少。12612612子夜早晨中午傍晚子夜溶解氧含量呼吸作用(全日进行、使DO减少)光合作用(白昼进行、使DO增加)再充气作用(使DO增加，但午后不久因超过了溶解度而发生逆转，又使水中DO下降)水中DO随呼吸、光合和再充气作用而变化的情况耗氧物质的氧化作用是影响水中DO的一项主要因素，当这

6、些物质排入水体中时，由于微生物的分解作用使水中的DO值降低，同时污染物的量也减少；而另一方面，DO含量也越来越低于氧在水中的溶解度，发生再充氧过程，空气中的氧进入水体，当这两种相反的作用达到平衡时，DO不再下降。此后由于污染物的量越来越少，充氧速率大于耗氧速率，DO反而上升，直至恢复正常。下图为水中的氧垂曲线(OSB)，它说明了耗氧有机污染物的自净化过程。废物加入点废物加入点下游的距离为有机废物的氧化作用和DO含量的关系。当水体污染程度较低时，好氧性细菌使有机废物发生分解而逐渐消失，因此DO减少到一定含量后而不再下降。但如污染比较严重，超过水体自净化的能力，则水中DO耗尽，从而发生厌

7、氧性细菌的分解作用，同时水面常会出现粘稠的絮状物使与空气隔开，妨碍再充氧过程的进行。此时水中DO不足，可能会引起鱼类等水生生物的死亡。溶解氧溶解氧耗氧量剩余溶解氧有机废物含量(低污染水体)下游污水排放口溶解氧不足耗氧量有机废物含量(高污染水体)下游污水排放口水体中有机废物与溶解氧含量的关系2．植物营养物植物营养物主要是指氮、磷、钾以及硫及其化合物，它们是植物生长发育所需要的养料，但过多的营养物质进入水体，将恶化水体质量，影响鱼类的生长和危害人体健康。水体中