在日常生活和生产活动中，人类需要从天然水体中抽取大量的淡水，并把使用过的生活污水和生产废水排回天然水体中。由于这些污（废）水中含有大量的污染物质，因为排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量，从而导致水体的物理特征、化学特征和生物特征发生不良变化，污染了天然水体的水质，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用，降低了水体的使用价值，也影响着人类对水体的再利用。为了保护水资源，有效地防止、控制水体污染，我们必须全面了解所排污水及污染物的数量、性质及特征，以及受纳水体的水质水量特征和净化规律。这样才能根据污水和水体的情况，制定相应的技术标准，进而采取有效的治理和控制措施来防止水体污染。

自然环境包括水环境对污染物质都具有一定的承受能力，即所谓环境容量。水体能够在其环境容量的范围以内，通过一系列的物理、化学、生物以及生化变化，使排入的污染物质的浓度和毒性随着时间的推移在向下游流动的过程中自然降低，水体恢复或部分恢复到正常状态，称之为水体的自净作用。也可简单地说，水体受到废水污染后，逐渐从不洁变清的过程称为水体自净。

水体自净的过程很复杂，从净化机制来看，大致可以分为以下几类：

（一）、物理净化过程

物理净化过程主要是指水体中的污染物在水中经过稀释、混合、挥发、沉淀等过程，使其浓度得以降低。尽管污染总量在水中并不能明显减少，但由于其浓度降低，单位容积的含量减少，就可减少其危害性，增加其利用的可能性。

1 、稀释和混合。

稀释和混合是天然水最基本的自净作用，是水环境中极普遍的现象，又是比较复杂的一项过程，它在水体自净中起着重要的作用。就污水排放进入河流而言，其危害程度主要是考虑排放量经河水稀释混合后，有害物质含量能否达到卫生标准限量值以下。稀释和混合是制定污水排放标准首先必须考虑的问题，在排放口往往是不均匀的，达不到完全一致。因此，必须流经一定距离后，才能达到稀释混合基本一致的程度。

2 、挥发。

挥发在天然水自净过程中不占主要地位。挥发与水温和曝气的情况有直接关系。水中的一些有害物质，如氰化物、硫化氢、酚以及某些挥发性有机物，可以部分挥发进入大气。

3 、沉淀。

沉淀是天然水自净的一种有效的方法。水中悬浮物在静止和缓流的水体中，可自行下沉，从而减少了水中大量的非溶解性物质，使水质澄清。除流速之外，温度、 pH 、盐类浓度以及水生生物的活动等，都能影响沉淀速度。

物理自净过程对改善水质性状有一定益处，但不能根除污染物，而且这种作用往往是有限的。

（二）、化学和物理化学净化过程

化学和物理化学净化过程主要是指通过氧化、还原、吸附、凝聚、中和等化学作用， 而使水体中的污染物质 的存在形态发生变化和浓度降低。

1 、吸附作用。

吸附作用是指水体中污染物的离子或分子被吸附于悬浮的胶体颗粒上，借沉淀作用去除。天然水中有多种胶体悬浮物，如硅、铝、铁等氧化物或氢氧化物，复杂的粘土矿物（如膨润土和高岭土等），以及以腐殖质为主的有机胶体。这些胶体都具有很大的表面积和表面能，可以吸附各种阳离子或阴离子化合物，对无机污染物的净化与转移有重要作用。

2 、酸碱反应。

水体 pH 值的高低，对污染物在水中转移、细菌及微生物的生长都有很大的影响。影响水体 pH 值的的酸性废水与碱性废水发生中和反应可产生各种无机可溶性盐类，酸、碱性废水与地表物质相互反应也可生成无机可溶性盐类。与此同时，天然水体中的一些固相矿物能与酸、碱废水进行复分解反应，减弱酸、碱的腐蚀作用，对于保护天然水体和缓冲天然水 pH 变化范围起到主要的作用。

3. 氧化还原反应。

当水体中存在多种变价元素时，氧化还原反应就会不间断地进行。水中的氧化还原反应可分为无机和有机两大系统，并可呈现混合性系统。由于这一系统的存在，使水中污染物在化学性质上，特别是溶解度、稳定性、挥发性和扩散能力方面发生很大变化。水体中的氧化还原反应可以加速污染物的分解，从而促进了水的自净过程，但也可延缓某些污染物的转化和转移。

（三）、生物净化过程

生物净化过程在天然水的自净中是最重要的过程。

有机污染物进入水体后，水体中的细菌和其他微生物利用水中溶解氧对有机污染物进行氧化降解，水中消耗的氧由空气以及水中绿色植物的光合作用来补充。如水中有机污染物的含量不超过水体的自净能力，水中溶解氧始终保持一定水平，则水体自净可以顺利进行。在有氧条件下水中有机污染物的分解产物主要是水、二氧化碳、硝酸盐、硫酸盐等，水体可以恢复正常状态。如进入水中的有机污染物很多，可促进细菌和其他微生物大量繁殖。当水中有机污染物分解剧烈，溶解氧迅速消耗而不能及时得到补充，致使水中溶解氧逐步下降，如果水中溶解氧降低到一定限度以下，或接近耗尽时，水体将成为缺氧或无氧环境，在这种条件下，兼氧和厌氧菌会大量繁殖，有机污染物的分解将转为厌氧分解，水体中的需氧生物将难以生存，有机污染物厌氧分解的产物主要是氨、硫化氢、甲烷等，水体就难以恢复到正常状态。

水体的生物自净作用受到许多因素的影响，如水流、水深、地形与地质、气候、温度、日照、生物种类、水的化学成分和 pH 值等。一般来说，江河水有一定的流速，对稀释、混合与生物净化作用方面比较好，但沉淀作用比较差。湖水和水库水，由于水流缓慢，混合较差，水表层可能处于需氧分解状态，深层则因缺氧可能处于厌氧分解状态，特别是底层，有机物大量沉积更易造成厌氧分解条件。而地下水则由于流速很慢，停留时间长，不接触空气与阳光，其生物自净能力要比地面水低得多。受到污染的地面水经过渗透过程、土壤的过滤与吸附、以及地表层微生物的分解作用，可以使水质得到相应的改善。

总之，水体的自净是个复杂的过程，也是天然水保持其正常状态的一种能力。水体的自净作用是有条件的，其能力是有一定限度的。经过水体的自净，水体中的污染物浓度逐渐下降；一些有毒污染物可经各种物理、化学和生物作用，转变为低毒或无毒物质；重金属污染物以溶解态被吸收或转变为不溶性化合物，沉淀后进入底泥；部分复杂有机物被微生物利用和分解，变成二氧化碳和水；不稳定污染物转变成稳定的化合物；自净过程初期，水中溶解氧量急剧下降，到达最低点后有缓慢上升，逐渐恢复正常水平；随着自净过程的进行及有毒物质浓度或数量的下降，生物种类和个体数量逐渐随之回升，最终趋于正常的生物分布。

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