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水体污染物分类及其在水中的形态

来源:邢台水文局 文章作者:郭彦彩 录入时间:12-07-18 10:04:54

污染物分类

污染物按其危害特征分为以下几类:

耗氧有机物。生活污水和某些工业废水中含有糖、蛋白质、油脂、氨基酸、脂类、木质素等有机物质,这些物质以悬浮或溶解状态存在于废水中,在微生物作用下可分解为简单的无机物等。这些有机物在分解过程中消耗氧气,因而被称为耗氧有机物。

污染水体中的耗氧有机物主要来自工业废水和生活污水。制浆造纸、食品、制革、制糖、印染、焦化和石油化工等工业废水均含大量有机物。城市生活污水的耗氧有机物浓度虽不高,但因排水量大,排放有机物总量亦大。畜禽养殖业排出的粪尿及其冲洗水含耗氧有机物量也十分巨大。

由于有机污染物组成复杂,分别测出其中各种有机物的浓度相当困难,实际工作中通常采用生化需氧量( BOD )表示。

难降解有机物。主要指有机氯化物、有机胺(芳香胺类)化合物、有机重金属化合物及多环有机化合物等一些难以被微生物分解的有机物。这些物质大多具有较强毒性,并有致癌、致畸、致突变作用。难降解有机污染物主要来自农药、染料、塑料、合成橡胶、化纤等工业废水及农田排水。

植物营养物。指硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、氨氮、有机氮化合物及一些磷化合物等,它们能为水中植物及藻类的生长、发育提供所需的养分—— N P 等。

随着工农业的发展,化肥的生产量和消耗量逐年增加。化肥的大量施用,促进了农业的增产丰收,但是施入农田的化肥只有一部分被农作物吸收,未被植物利用的化肥,一部分随着农田排水和地面径流渗到地下或流入地表水中,一部分挥发到大气中,然后随降雨再返回地表水和地下水中。现在农业生产中施用的农药有不少是有机磷农药,这些农药中的有机磷也是以同样的方式进入水体的。

农业废弃物(植物秸秆、牲畜粪便等)也是水体中氮磷化合物的重要来源。

重金属。主要是指汞、镉、铅、铬、镍及类金属砷等生物毒性显著的元素,也指具有一定毒害性的一般重金属,如锌、铜、钴、锡等。其中,汞的毒性最大,镉次之,铬、铅、砷也有相当大的毒性。水体重金属污染的特点与危害在于:在水体中浓度很低时即可产生毒性;不能被微生物降解,长期停留与积累在环境中,最多不过改变化合价和化合物的种类;被生物吸收后,通过食物链逐步浓缩千万倍,最终进入人体,人体吸收后不易排泄,容易积累在一些脏器中,造成慢性中毒;在一定条件下可被某些微生物转化为毒性更大的物质。

无机悬浮物。主要指泥沙、炉渣、铁屑、灰尘等颗粒物质。它们在水体中呈悬浮状态,主要来自水土流失、水力排灰、农田排水及洗煤、选矿、冶金、化肥、化工、建筑等一些工业废水和生活污水。另外,雨水径流、大气降尘也是其重要来源。这些物质本身是无毒的,但它可以吸附有机毒物、重金属、农药等,形成危害性更大的复合污染物,随水流扩散,迁移到很远的地方,扩大污染范围,亦可沉淀于底泥中。

放射性污染物。污染水体的最危险的放射性物质为 90 Sr 137 Cs 等,这些物质半衰期长,化学性能与组成人体的主要元素钙、钾相似,经水和食物进入人体后,能在一定部位积累,增加人体的内照射。

污染水体的放射性物质主要来自天然放射性核素,核武器试验的沉降物,核电站的废水、废气、废渣及事故泄漏,放射性同位素的产生、运输和应用等。

放射性污染物对人体的危害主要是放射性核素通过自身的衰变放出 α射线、β射线和γ射线,这些射线能使人的机体内起着重要作用的各种分子变得不稳定,化学键断裂和分子被电离成新的分子,引起遗传变异或诱发癌症。

石油类。水体中的石油主要来自炼油厂、石油化工厂的废水,沿海、河口和海底石油开采及事故泄漏,游船事故和各种机动船的压舱水、洗船水等含油废水。石油进入水体后漂浮于水面,并迅速扩散,形成一层极薄油膜,阻止大气中的氧气进入水中,妨碍水中浮游生物的光合作用;石油在自然降解及微生物分解过程中要消耗水中大量溶解氧,造成严重缺氧,使水体变黑发臭;石油及其制品中含有多种可致癌的多环芳烃,可通过水生生物的食物链而富集,最后进入人体诱发癌症,这是石油污染对人体健康的主要威胁。

酸、碱。酸主要来源于冶金、金属加工、化纤、制酸、农药等工厂的废酸水及矿山排水。碱主要来自碱法造纸、化学化纤、印染、制革、炼油、制碱等工厂排出的废水。酸、碱污染水体后,水的 pH值将发生变化,破坏其自然缓冲作用。

热污染。是指向水体排放的废热使水温升高,从而影响水生生物的生存及对水资源的利用。水体热污染主要来自火力发电厂、核电站、金属冶炼厂、石油化工厂等,在其生产过程中向水体排放大量温热的废水,或直接向水体倾倒高温废渣,造成在一定范围内水温明显升高。

水体受热污染后水温升高,溶解氧减少,水温升高使水体中水生生物的代谢率增大。这样,一方面水中溶解氧大量减少,另一方面水中生物需氧量加大,对水生生物构成很大的威胁,最终将导致水体自净能力降低、水质恶化。水体热污染还可使水中某些毒物的毒性增强,以及使某些物质在水中溶解度增大,促使底泥中某些污染物向水体转移。

病原体。主要来自生活污水、医院污水以及屠宰、制革、洗毛、生物制品等工业废水。常见的病菌是肠道传染病菌,常见的病毒有肠道病毒、腺病毒、呼吸道病毒及传染性肝炎病毒等。

污染物在水中的形态

污染物按其在水体中的形态,可分为以下几类:

无机悬浮固体。包括卵砾石( 4~10mm )、粒砂( 2~4mm )、粗砂( 0.5~2mm )、中砂( 0.25~0.5mm )、细砂( 0.06~0.25mm )、黏土( 5nm~4 μ m )等,它们在水体中呈悬浮状态。

浮游生物。包括浮游动物( 7 μ m~10mm )和浮游植物( 3 μ m~0.2mm )。

微生物。包括变形虫类( 10~50 μ m )、细菌( 0.8~50 μ m )和病毒( 8~400 μ m )。

胶体。包括胶体黏土、胶体硅、胶体重金属氢氧化物、腐殖质、蛋白质、多糖、类脂等。这些胶体悬浮在水中,增加水的浊度,有的胶体物质在生物降解过程中消耗水中大量溶解氧,使水质变坏。

低分子化合物。包括有机酸、有机碱、氨基酸、糖类、油脂类等。这些化合物或溶解或悬浮在水中,大多可以被水中微生物分解,分解过程要耗掉水中大量溶解氧。

无机离子。包括 H+ NH4+ Mg2+ Ca2+ Fe3+ Mn2+ Cu2+ Al3+ OH- HCO3- Cl- CN- NO2- NO3- H2PO4- SO42- SO32- CO32- PO43- 等。这些离子有的具有毒性,有的使水的硬度升高,影响水的使用。

溶解性气体。主要包括 CO2 CO Cl2 H2S SO2 NH3 等,这些气体中,有的具有毒性,能杀死水中的一些水生生物;有的酸性较强,溶于水内使水酸化,影响水中鱼类的生存及水的利用。

(审稿:郭兰洲)

责任编辑:陈 超
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