一、水体污染引起的缘由废水常见污染物概念工业污染:如工业废水,它含污染物多,成分简单,不仅在水中不易净化,而且处理也比较困难 工业废水是工业污染引起水体污染的最重要的缘由它占工业排出的污染物的大局部工业废水所含的 污染物因工厂种类不同而千差万别,即使是同类工厂,生产过程不同,其所含污染物的质和量也不一样工业除了排出的废水直接注入水体引起污染外,固体废物和废气也会污染水体农业污染:首先是由于耕作或开荒使土地外表疏松,在土壤和地形还未稳定时降雨,大量泥沙流入水中,增加水中的悬浮物 还有一个重要缘由是近年来农药、化肥的使用量日益增多,而使用的农药和化肥只有少量附着或被吸取,其余绝大局部残留在土壤和漂移在大气中,通过降雨,经过地表径流的冲刷进入地表水和渗入地表水形成污染人类生产活动造成的水体污染:城市污染是因城市人口集中,城市生活污水、垃圾和废气引起水体 污染造成的城市污染源对水体的污染主要是生活污水,它是人们日常生活中产生的各种污水的混合液, 其中包括厨房、洗涤房、浴室和厕所排出的污水世界上仅城市地区一年排出的工业和生活废水就多达 500 立方公里,而每一滴污水将污染数倍乃至数十倍的水体二、水体污染中主要污染物● 病原体污染物生活污水、畜禽饲养场污水以及制革、洗毛、屠宰业和医院等排出的废水,常含有各种病原体,如病毒、病菌、寄生虫。
水体受到病原体的污染会传播疾病,如血吸虫病、霍乱、伤寒、痢疾、病毒性肝炎等历史上流行的瘟疫,有的就是水媒型传染病如 1848 年和 1854 年英国两次霍乱流行,死亡万余人;1892 年德国汉堡霍乱流行,死亡 750 余人,均是水污染引起的受病原体污染后的水体,微生物激增,其中很多是致病菌、病虫卵和病毒,它们往往与其他细菌和大肠杆菌共存,所以通常规定用细菌总数和大肠杆菌指数及菌值数为病原体污染的直接指标病原体污 染的特点是:(1)数量大;(2)分布广;(3)存活时间较长;(4)生殖速度快;(5)易产生抗药性,很难绝灭;(6) 传统的二级生化污水处理及加氯消毒后,某些病原微生物、病毒仍能大量存活常见的混凝、沉淀、过滤、消毒处理能够去除水中 99%以上病毒,如出水浊度大于 0.5 度时,仍会伴随病毒的穿透病原体污染物可通过多种途径进入水体,一旦条件适合,就会引起人体疾病● 耗氧污染物在生活污水、食品加工和造纸等工业废水中,含有碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素等有机物质这些物质以悬浮或溶解状态存在于污水中,可通过微生物的生物化学作用而分解在其分解过程中需要 消耗氧气,因而被称为耗氧污染物这种污染物可造成水中溶解氧削减,影响鱼类和其他水生生物的生 长。
水中溶解氧耗尽后,有机物进展厌氧分解,产生硫化氢、氨和硫醇等难闻气味,使水质进一步恶化5水体中有机物成分格外简单,耗氧有机物浓度常用单位体积水中耗氧物质生化分解过程中所消耗的氧量表示,即以生化需氧量(BOD)表示一般用 20℃时,五天生化需氧量(BOD )表示● 植物养分物5植物养分物主要指氮、磷等能刺激藻类及水草生长、干扰水质净化,使 BOD上升的物质水体中养分物质过量所造成的“富养分化“对于湖泊及流淌缓慢的水体所造成的危害已成为水源保护的严峻问题”富养分化(eutrophication)是指在人类活动的影响下,生物所需的氮、磷等养分物质大量进入湖泊、 河口、海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物快速生殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象在自然条件下,湖泊也会从贫养分状态过渡到富养分状态,沉积物不断增多, 先变为沼泽,后变为陆地这种自然过程格外缓慢,常需几千年甚至上万年而人为排放含养分物质的工业废水和生活污水所引起的水体富养分化现象,可以在短期内消灭植物养分物质的来源广、数量大,有生活污水(有机质、洗涤剂)、农业(化肥、农家肥)、工业废水、垃圾等每人每天带进污水中的氮约 50g。
生活污水中的磷主要来源于洗涤废水,而施入农田的化肥有50%~80%流入江河、湖海和地下水体中自然水体中磷和氮(特别是磷)的含量在肯定程度上是浮游生 物生长的掌握因素当大量氮、磷植物养分物质排入水体后,促使某些生物(如藻类)急剧生殖生长,生 长周期变短藻类及其他浮游生物死亡后被需氧生物分解,不断消耗水中的溶解氧,或被厌氧微生物所 分解,不断产生硫化氢等气体,使水质恶化,造成鱼类和其他水生生物的大量死亡藻类及其他浮游生 物残体在腐烂过程中,又把生物所需的氮、磷等养分物质释放到水中,供的一代藻类等生物利用因 此,水体富养分化后,即使切断外界养分物质的来源,也很难自净和恢复到正常水平水体富养化严峻 时,湖泊可被某些繁生植物及其残骸淤塞,成为沼泽甚至干地局部海区可变成“死海“,或消灭“赤潮“ 现象2常用氮、磷含量,生产率(O )及叶绿素-α 作为水体富养分化程度的指标● 有毒污染物有毒污染物指的是进入生物体后累积到肯定数量能使体液和组织发生生化和生理功能的变化,引起 临时或长久的病理状态,甚至危及生命的物质如重金属和难分解的有机污染物等污染物的毒性与摄 入机体内的数量有亲热关系同一污染物的毒性也与它的存在形态有亲热关系。
价态或形态不同,其毒 性可以有很大的差异如 Cr(Ⅵ)的毒性比Cr(Ⅲ)大;As(Ⅲ)的毒性比 As(Ⅴ)大;甲基汞的毒性比无机汞大得多另外污染物的毒性还与假设干综合效应有亲热关系从传统毒理学来看,有毒污染物对生物的综 合效应有三种:(1)相加作用,即两种以上毒物共存时,其总效果大致是各成分效果之和2)协同作用, 即两种以上毒物共存时,一种成分能促进另一种成分毒性急剧增加如铜、锌共存时,其毒性为它们单 独存在时的 8 倍3)拮抗作用,两种以上的毒物共存时,其毒性可以抵消一局部或大局部如锌可以抑制镉的毒性;又如在肯定条件下硒对汞能产生拮抗作用总之,除考虑有毒污染物的含量外,还须考虑 它的存在形态和综合效应,这样才能全面深入地了解污染物对水质及人体安康的影响有毒污染物主要有以下几类:(1) 重金属如汞、镉、铬、铅、钒、钴、钡等,其中汞、镉、铅危害较大;砷、硒和铍的毒性也较大重金属在自然界中一般不易消逝,它们能通过食物链而被富集;这类物质除直接作用于人体引起疾病外, 某些金属还可能促进慢性病的进展2) 无机阴离子,主要是 NO2-、F-、CN-离子NO2-是致癌物质剧毒物质氰化物主要来自工业废水排放。
3) 有机农药、多氯联苯目前世界上有机农药大约 6000 种,常用的大约有 200 多种农药喷在农田中, 经淋溶等作用进入水体,产生污染作用有机农药可分为有机磷农药和有机氯农药有机磷农药的毒性 虽大,但一般简洁降解,积存性不强,因而对生态系统的影响不明显;而绝大多数的有机氯农药,毒性 大,几乎不降解,积存性甚高,对生态系统有显著影响4) 致癌物质致癌物质大体分三类:稠环芳香烃(PAHs),如 3,4-苯并芘等;杂环化合物,如黄曲霉素等;芳香胺类,如甲、乙苯胺,联苯胺等5) 一般有机物质如酚类化合物就有 2023 多种,最简洁的是苯酚,均为高毒性物质;腈类化合物也有毒性,其中丙烯腈的环境影响最为注目● 石油类污染物石油污染是水体污染的重要类型之一,特别在河口、近海水域更为突出排入海洋的石油估量每年高达数百万吨至上千万吨,约占世界石油总产量的千分之五石油污染物主要来自工业排放,清洗石油运输船只的船舱、机件及发生意外事故、海上采油等均可造成石油污染而油船事故属于爆炸性的集中污染源,危害是消灭性的石油是烷烃、烯烃和芳香烃的混合物,进入水体后的危害是多方面的如在水上形成油膜,能阻碍水体复氧作用,油类粘附在鱼鳃上,可使鱼窒息;粘附在藻类、浮游生物上,可使它们死亡。
油类会抑制水鸟产卵和孵化,严峻时使鸟类大量死亡石油污染还能使水产品质量降低● 放射性污染物放射性污染是放射性物质进入水体后造成的放射性污染物主要来源于核动力工厂排出的冷却水, 向海洋投弃的放射性废物,核爆炸降落到水体的散落物,核动力船舶事故泄漏的核燃料;开采、提炼和使用放射性物质时,假设处理不当,也会造成放射性污染水体中的放射性污染物可以附着在生物体外表,也可以进入生物体蓄积起来,还可通过食物链对人产生内照耀水中主要的自然放射性元素有 40K、238U、286Ra、210Po、14C、氚等目前,在世界任何海区几乎都能测出 90Sr、137Cs● 酸、碱、盐无机污染物各种酸、碱、盐等无机物进入水体(酸、碱中和生成盐,它们与水体中某些矿物相互作用产生某些盐类),使淡水资源的矿化度提高,影响各种用水水质盐污染主要来自生活污水和工矿废水以及某些工业废渣另外,由于酸雨规模日益扩大,造成土壤酸化、地下水矿化度增高水体中无机盐增加能提高水的渗透压,对淡水生物、植物生长产生不良影响在盐碱化地区,地面水、地下水中的盐将对土壤质量产生更大影响● 热污染热污染是一种能量污染,它是工矿企业向水体排放高温废水造成的。
一些热电厂及各种工业过程中的冷却水,假设不实行措施,直接排放到水体中,均可使水温上升,水中化学反响、生化反响的速度随之加快,使某些有毒物质(如氰化物、重金属离子等)的毒性提高,溶解氧削减,影响鱼类的生存和生殖, 加速某些细菌的生殖,助长水草丛生,厌气发酵,恶臭鱼类生长都有一个最正确的水温区间水温过高或过低都不适合鱼类生长,甚至会导致死亡除了上述八类污染物以外,洗涤剂等外表活性剂对水环境的主要危害在于使水产生泡沫,阻挡了空气与水接触而降低溶解氧,同时由于有机物的生化降解耗用水中溶解氧而导致水体缺氧高浓度外表活性剂对微生物有明显毒性水环境中的污染物,总体上可划分为无机污染物和有机污染物两大类在水环境化学中较为重要的, 争论得较多的污染物是重金属和有机物我国水污染化学争论始于 70 年月,从重金属、耗氧有机物、DDT、六六六等农药污染开头,目前争论的重点已转向有机污染物,特别是难降解有机物,因其在环境中的存留期长,简洁沿食物链(网)传递积存(富集),威逼生物生长和人体安康,因而日益受到人们重视三、水体污染对人体安康的影响:水体污染的危害是多方面的,这里简洁介绍一下水体污染对人体安康的影响● 引起急性和慢性中毒。
水体受有毒有害化学物质污染后,通过饮水或食物链便可能造成中毒著名的水俣病、痛痛病是由水体污染引起的● 致癌作用某些有致癌作用的化学物质如砷、铬、镍、铍、苯胺、苯并(a)芘和其他多环芳烃、卤代烃污染水体后,可被悬浮物、底泥吸附,也可在水生生物体内积存,长期饮用含有这类物质的水,或食用体内蓄积有这类物质的生物(如鱼类)就可能诱发癌症● 发生以水为媒介的传染病人畜粪便等生物污染物污染水体,可能引起细菌性肠道传染病如伤寒、痢疾、肠炎、霍乱等;肠道内常见病毒如脊髓灰质类病毒、柯萨奇病毒、传染性肝炎病毒等,皆可通过水体污染引起相应的传染病1989 年上海的“甲肝大事“,就是由水体污染引起的在进展中国家,每年约有 6000 万人死于腹泻,其中大局部是儿童● 间接影响水体污染后,常可引起水的感官性状恶化,如某些污染物在肯定浓度下,对人的安康虽无直接危害,但可使水发生异臭、异色,呈现泡沫和油膜等,阻碍水体的正常利用铜、锌、镍等物质在肯定浓度下能抑制微生物的生长和生殖,从而影响水中有机物的分解和生物氧化,使水体自净力量下降,影响水体的卫生状况水体污染既可严峻危害生态系统,还可造成严峻的经济损失主要污染物的影响:铅: 对肾脏、神经系统造成危害,对儿童具高毒性,致癌性已被证明镉: 对肾脏有急性之损害砷: 对皮肤、神经系统等造成。