水体污染 篇1
水体除了水本身之外, 还包括水生生物和底泥等。天然水体本身所具有的净化污染物的能力, 称为水体的自净作用。按净化的机制, 水体自净可分为物理净化、化学净化和生物净化。水体的自净作用过程进行得相当缓慢, 自净能力也是有限的。当污染物进入水体之, 就称之为“水体污染”。
水体污染究其原因, 很大程度上是因为19世纪英国工业革命后, 一方面工业化和城市化的迅猛发展, 工业废水和生活污水排出的污染物数量大大超过了水体的自净能力, 而使地球上的江河湖海受到日益严重的污染;另一方面, 随着科技和生产力水平的发展, 各种人工合成的化学新物质日益增多, 许多新物质具有突变、致畸、致癌作用, 一旦污染水体, 将长时间滞留在水中, 水体的自净作用无法分解这些人工合成的化学新物质。
水体中的主要污染物按其存在状态可分为悬浮物质、胶体物质和溶解物质三类。
悬浮物质主要是泥砂和粘土, 大部分来源于土壤和城镇街道径流, 少量来自洗涤废水。
胶体物质主要是各种有机物, 水体中有机物的生物部分, 总大肠菌群是检验致病微生物是否存在和水体污染状况的指标之一;水中溶解氧浓度是衡量水中有机物的非生物部分污染程度的重要指标之一, 溶解氧浓度DO越低, 有机物污染越严重, 当DO≤4时, 鱼类生存就会受到影响, 甚至死亡。有机物污染的另两种更常用的指标是化学需 (耗) 氧量COD和生化需 (耗) 氧量BOD。COD表示利用化学氧化剂氧化水样中的有机物所需 (耗) 的氧量, 单位是mg/L。BOD表示利用微生物氧化水样中全部的有机物过程所消耗的溶解氧的量, 单位是mg/L。这两种指标越高, 表示水体污染程度越深。
溶解物质主要是一些完全溶于水的盐类 (氯化物、硫酸盐、氟化物等) 和溶解气体 (二氧化碳、硫化氢等) 。
我国水体污染量大而广的主要污染是耗氧的有机物, 危害最大的是重金属和生物难降解的有机物。
前不久, 曾有环保工作者取样淮河水做了实验, 测得水样中COD (Mn) =28.07, 超过正常标准将近一倍。环境污染是当前全球所面临的一个重大问题, 水体污染已成为了问题的重中之重。淮河能有今天的状况, 绝不是人们在短时间内所为, 而必然是因为沿岸居民和企业对其长达数十年的不间断的污染所致。高达28.07的耗氧指数, 令人心悸, 几十年前清澈见底的支流小河, 如今却连鱼也无法生存, 这是何等的可怕, 又是何等的可悲!几年前, 沿河的工厂每年向河中排放的工业废水数以亿计, 垃圾处理场每年向河中倾倒的生活垃圾又何止万吨?再加上周围居民无限制地向其中排放生活废水, 使清水终于成了污水、臭水、死水前沿河已出现了几个“癌症村”。目前, 淮河的污染状况已引起政府的高度重视, 政府为改良淮河的水质投入了巨大的人力、物力、财力, 关停了沿河的所有排污工厂和垃圾处理场, 但是随着居民小区的增多, 使生活废水的排放量较从前又大大地增加了, 以致于水质无法从根本上得以改善。这一切, 使得所有的“始作佣者”饱受煎熬。尤其是夏季, 河水散发出阵阵恶臭, 引得沿河地区蚊蝇满天。每当河道的水闸关闭时, 成片的垃圾堆积于河面, 此情此景真让人目不忍睹啊!
然而, 作为地球上最聪明的动物——人类, 却一定要等见到这一幕幕惨剧发生, 甚至一定要等到这一幕幕惨剧有所发展, 方肯痛下决心来治理。这是何必呢?这不仅对水体、对环境、对自然造成了极大的污染和破坏, 也极大地浪费了财力、物力和人力, 也在一定程度上减缓了一个地区乃至一个国家经济的发展和人民生活水平的提高。
1992年, 当时的水利部长杨振怀曾发布过全国各类水土流失情况的报告, 上面怵目心惊地记载着:“截至1992年6月, 全国各类水土流失面积为492万平方公里, 相当于全国国土总面积的51.15%。”如此惊人的数字, 已清楚地告诉人们, 我国是当今全世界水土流失最严重的国家之一, 可见水资源在中国的可贵。
尽管如此, 却仍有许许多多的河流正在遭受到不同程度的污染。豫东的淮河早已是“臭名远扬”, 另外, 杭州的西溪河、古新河也早与淮河“齐名”。全国还有多少这样严重污染的河?清澈见底的河流还有几条?这都是未知数!
在泰国首都曼谷, 号称泰国母亲河的楣楠河, 如今河水似墨般黑, 泛出的臭气, 也绝不亚于淮河、西溪河, 拿根棒子随手一搅, 沼气便不断涌出。楣楠河落到如此地步, 是因为沿岸宾馆向其中排放大量生活污水以及货船排放的废油所致。1998年亚运会前夕, 竟有人将成车的建筑垃圾倾倒入此河。这一切的一切, 终于使得泰国的“母亲河”面目全非。
大量事实再一次地向人类证明:水体污染是人类自己所为, 而这一切后果, 都必须由人类自己来承担。
严重的水体污染已引起了各国政府的高度重视。如何保护环境, 如何保护有限的水资源已是一个刻不容缓的问题了。
在我国, 太湖流域内所有的排污单位均在1998年12月31日前实现了达标排放。这也足以说明我国政府对水体保护的重视程度了。
现在, 一切的行为, 都只是治标而不治本。要想彻底解决这一世界性的难题, 决非三五年便可完成的, 必须在治理已污染水体的同时, 保护未被污染的水体, 并从根本上提高人类的素质, 增强人类的环保意识, 为造福子孙万代而做出贡献。
水体污染 篇2
本文介绍完全采用生态修复技术治理污染的水体
一、采用生态修复技术治理污染的水体机理:
1采用食藻虫处理控制藻类
食藻虫是一种经长期改良驯化的可控制藻类污染的低等甲壳浮游物。
食藻虫能够大量摄取蓝绿藻、腐屑、悬浮物与有害菌类, 同时, 其本身又是鱼虾蟹贝等水生物所喜爱的食物。这样, 处于食物链盲端的蓝绿藻转化成为水产品的途径被有效地打通了, 从而使水体的藻类污染得以根治。蓝藻适宜生长在弱碱性的水环境中, 经驯化的食藻虫所产生的排泄物具备弱酸性, 可有效降低水体的PH值, 使蓝藻的生长受到抑制。食藻虫消除藻类后, 水体透明度大大提高, 有益于其它水生物的生长, 同时, 由于食藻虫的生物特性, 可将微生物等带动在水体中的分布和生长, 为沉水植物生长创造条件。食藻虫引导的沉水植被生态修复技术对水体净化效果的稳定性好 (见图1) 。
2建立水生植物群, 恢复物种多样性:
在水体中种植沉水植被、挺水植物、浮叶植物群落, 并通过沉水植被的光合作用把大量的溶解氧带入底泥, 使淤泥中的氧化还原电位升高, 促进底栖生物及微生物的繁衍, 进一步促进水体生态系统恢复多样化。
(1) 挺水植物:主要靠根系吸收部分淤泥中的营养物质, 光合所需碳源来自空气中的二氧化碳, 产生氧气直接排入大气。
(2) 浮叶植物:从根系和浮叶背面吸收水体和淤泥中营养物质, 但碳源也主要来自大气, 产生具备净化力的氧气通过浮叶大部分进入大气;对上层水体有一定净化力。
(3) 沉水植物:根系和整个叶面直接吸收水体和淤泥中营养物质, 所需碳源直接从水体中吸收, 产生的氧气直接对自下而上对整个水体产生巨大的净化力。综上所述, 恢复沉水植物——“水下森林和水下草皮”, 是水域生态恢复自净能力的最优化模式。
目前使用较多的边坡驳岸挺水植物、浮叶植物湿地净化法——这种方法从水域立体造景上意义重大, 但从城市景观水体净化意义上来分析, 有较大偏差。不同水生植物水质净化作用与自身代谢 (二次富营养) 百分比: (敞开于屋顶的试验, 包括空气污染) , (见表1) 。
在水体中种植沉水植被, 如轮藻群落、篦子眼子菜群落、苦草群落、海菜花群落等, 使水体产生制氧功能, 水体中的有机物被氧化成无机盐而加速结晶下沉。沉水植物根系将有效吸收底泥养分, 使底泥中有机物被矿化, 形成表面的矿化层覆盖下部淤泥层, 减少有机物进入水体, 沉水植被替代蓝绿藻进行水下光合作用, 释放出大量的溶解氧, 吸收掉水中过多的氮、磷等富营化物质, 能形成水域生态“水下森林”和“水下草皮”自净功能, 也能进一步抑制蓝绿藻。沉水植被恢复后, 底泥氧化还原电位升高, 有利于水生昆虫和水生底栖生物的大量滋生, 在沉水植被共生作用下, “水下森林”和“水下草皮”形成底泥营养物质的封存和生态链自净 (物质能量的逐步吸收转化) 。食藻虫引导沉水植物进行生态修复有利于水体维持高透明度。
3建立水生动物群, 进一步恢复物种多样性:
在水体中投放优选、养殖的水生动物:如鱼、虾、本地螺、贝等水生物, 促进水体的微循环, 为其它水生物的生长创造更佳条件。水体及底泥中的营养被沉水植物吸收, 当植物生长过快时, 可以适当收割。同时水体中的鱼虾及螺、贝等水生动物能食用部分植物及食藻虫, 当鱼类等过度生长时, 可以适当捕捞, 从而形成水体养分向水生动植物的转移。通过收获有机水产品把水体水中的氮、磷等富营养物质从水体中转移上岸, 彻底降低水体水中的富营养化程度。
4完整建立健康的水生态良性循环系统
(1) 从已有的研究结果看, 水生植物可以显著提高富营养水体的水质, 对氮、磷污染也有明显的净化作用。同时水生植物能抑制浮游植物的生长, 从而降低藻类的现存量。因此, 恢复以水生植物为主的水域生态系统是净化水质的合理有效措施和保障生态系统良性循环的重要措施 (2) 。水体彻底消除水体富营养状态, 能使修复后的水体具备了自净功能, 一般少量污水 (每日排入不超过5%修复水体总量) 可以通过水体生态系统所具备的净化功能自净。沉水植物和水生动物成为水中的主导物种, 藻类不再有生存空间, 水体可以保持长期清洁 (见图2) 。
二、采用生态修复技术治理污染的水体的优点
1全生态的水质净化技术体系, 不使用任何化学药剂净化水质, 不使用诸如杀藻制剂、杀草剂等, 无任何生物的或者化学的二次污染;水质主要富营养指标在生态系统稳定后达到国家地表水三类标准, 洁净的水体大大减少蚊蝇滋生, 提升环境的舒适度。
2不需要建设水体的净化设备用房 (即不需要水域以外的占地) 。
3符合打造节能低碳社会的建设理念―水质能持久保持地表水三类标准, 终年不需换水, 水体本身具有自净功能。修复完毕后, 日常使用中不需采用任何电力设备来维持, 水生植物本身可以吸收二氧化碳并产生氧气, 实现“负碳”。
4由于水生植被能够固化水底淤泥, 吸收底泥中的养分, 将底泥中富营养成分彻底转化成水生植物纤维素, 所以无需清除水底淤泥, 也不需排干水体。
5景观优美:水底布满水草, 鱼虾嬉戏其中, 恢复自然优美水景, 透明度可以达到2米, 水质清澈, 水下景观充满生机。
6效果持久:水体修复后经过合理维护, 目前最早完成的项目已长达6年多, 仍然保持良好状态。
7维护简便:运用“食藻虫”治理水体富营养化污染, 依靠生态系统食物链关系, 形成生态系统良性循环。生态系统建立后, 景观得以构建和保持, 后期只要加以适当维护, 调整物种种类和数量, 维持自净的生态, 效果即可长期保持。
三、采用此技术治理污染水体的适用范围及应注意事项
1仅适合相对封闭的水体, 一般补充水量不宜超过总体水量的5%, 且水质为一级排放标准的A类。如果总水体量很大, 可以适当的加大补水量。
2水体面积的适合范围不宜小于1000平方米, 因为水体总容量太小, 建立起来的水生态平衡抗冲击能力较弱, 且投资成本较高。
3对水深的要求, 水深宜为为0.8~3米之间, 最小水深不得小于0.5米。对于我国的南端如三亚, 水深不得小于1米, 因三亚的气温常年较高, 避免水草热死;我国的北端如长春, 水深是冰冻深度加上水草要求的生存水深度。因此各地的气候条件也决定了水深要求也也不同。
4由于我国地缘辽阔, 南北气温相差大, 相对应的水草习性也有不同。例如在北方的水沉草就需冬眠, 当水结冰后, 冰下水温一般在2~3℃左右, 冰层融化后, 水草又可从冬眠状态苏醒;而南方的水草需选用需耐水草。因此根据不同的气候及水质条件, 应选择不同的水草种群进行搭配, 同时对投放食藻虫的时间和数量都需根据实际情况进行设计调配。
5整个水生态系统的生命周期, 理论上可达到数十年, 有待项目运行验证, 现目前已运行的水域仅为6年 (北京圆明园—凤麟洲64000㎡水深:0.8-2m竣工时间:2008年) 。
6比传统污水处理方法一次性投资高, 建立一套完整水生态体系, 所需费用约250元/m2, 但其后期维护费用较低。
7应注重水生态体系的维护及保养, 对于连续水域, 一般10000平方米需配置一名专业的水域保管员。
广州麓湖公园 (聚芳园)
施工面积:1300㎡完工时间:2011年5月效果保持至今 (见图3-图5, 表2) 。
结语
在全球气候变化的背景下, “低碳经济”、“低碳技术”日益受到世界各国的关注, 所以在条件许可的情况下, 应积极广泛的采用生态修复技术治理污染水体。
摘要：阐述采用生态修复技术治理污染水体的机理及其运用需应注意事项。
关键词：生态修复,食藻虫,水生植物群,水生态良性循环
参考文献
[1]夏哲韬, 史惠祥, 李遥.食藻虫引导的沉水植被修复景观水体的应用研究[J].中国给水排水, 2011.
水生植物修复污染水体研究 篇3
1、植物修复技术概述
植物修复技术是新近发展起的生物修复技术的一个分支。所谓生物修复技术是指利用生物生命代谢活动对水体中污染物的吸收、转化和降解，达到减缓或最终消除水体污染、恢复水体生态功能的生物措施，这一过程是受控或自发的。而植物修复技术就是利用绿色植物及其根际的微生物共同作用，以清除环境污染物的一种新的原位治理技术。水生植物对污染水体的修复净化是在适宜的条件下水生植物通过吸附、吸收、富集和降解几个环节来进行修复的，植物可通过根系吸收，也可直接通过茎、叶等器官的体表吸收，吸收到体内的有机物。一些属于难降解的种类，如重金属及DDT、六六六等有机氯农药，可贮存于植物体内的某些部位，其蓄积量甚至达到很高时植物仍不会受害。如将蓄积大量污染物的植物体适时地从水体中移出，则水体即可达到较好的净化效果。也有一些有机污染物，如酚和氰等进入植物体内，可被降解为其它无毒的化合物，甚至降解为CO2和H2O，这是更为彻底的净化途径。
植物修复技术与传统的物理化学修复技术相比，具有以下优点：①费用省，植物修复技术可以现场进行，减少了运输费用。避免了人类直接与污染物接触；②环境影响小，不会形成二次污染或导致污染物的转移；③可以最大限度地减低污染物浓度；④工程造价相对较低，不需要耗能或耗能很低；⑤能实现水体营养平衡，改善水体的自净能力，并具有一定的生态景观效应。
2、水生植物净化污水的机制
2.1植物吸收
水生植物在生长过程中，需要吸收大量的矿质元素，而废水中所含的大量氮、磷等营养物质恰好可以满足植物的生长需要，供其生长发育。无机氮（NH3－－N）作为植物生长过程中不可缺少的物质可被植物直接摄取，合成蛋白质与有机氮，最后转化成生物量，再通过植物的收割从废水和湿地系统中除去。无机磷也是植物必需的营养元素，在植物吸收及同化作用下可转化成植物的ATP、DNA、RNA等有机成分，最后通过收割植物而移去。通过科学技术等研究发现，芦苇在生长期对NH3－－N的摄取量很大，其吸收作用是芦苇湿地净化氮的主要过程。
2.2微生物降解
在污水处理系统中，微生物对各种污染物的降解起着很重要的作用。在氮的去除过程中，尽管有植物的吸收，但是硝化和反硝化仍然是主要的去除机制，通过细菌的硝化和反硝化作用氮的去除率占总去除率的４５％以上。种云霄等则报道，浮萍氧化塘中存在众多好氧、兼氧和厌氧微生物，氮、磷有机物的降解主要是通过微生物来完成，浮萍正是和这些微生物协同作用一起完成对各种氮、磷污染物的去除。这正说明了水生植物的根际区域可为微生物发挥降解作用提供所需要的微环境，同时，水生植物的根系分泌物可以促进微生物生长，从而间接提高了水生植物的净化效率。可见，水生植物通过和微生物的联合作用对氮、磷污染物可以产生更强的去除效果。
2.3植物组合
应用多种类型植物的组合修复重金属污染水体是未来的一个发展方向。目前的研究主要集中在利用单种生活型植物治理重金属污染，但是其治理效果是有限的。利用多种大型水生高等植物和水生植被组建人工复合生态系统在治理污水时具有独特优势，它可克服单一水生植物季节性变化明显，生物净化作用不稳定的缺点，发挥多种水生高等植物在时间和空间上的差异，实现优势互补。然而，具体哪些种类组合可达到最好的治理效果，这方面的研究还不是很多，有待今后加强。
2.4工程应用
水生植物已被广泛的应用于水体重金属污染治理中，植物缓冲带、植被恢复、植物塘、人工湿地和人工浮床等都是比较常见的技术。一方面由于水生植物修复性能有一定波动性，在不同的环境条件下会有差异，同一种操作方式应用于不同处理工艺，效果往往有好有坏。另一方面，当水生植物的去污能力达到饱和或到了凋亡季节，植物体的清除也是比较费时费力的工程。虽然水生植物修复有不少突出的优点，但是究竟如何将它更有效地用于工程实践，还需要进一步的系统研究。另外，水生植物治理修复重金属污染水体工程周期过长，对突发性污染事故治理效果不明显等问题，在实际工程实施中都应当考虑到。
3、发展前景
由于植物修复是一种低投资、高产出、环境效益好，尤其是治理费用要比传统技术低，并且对重金属的治理成效具有永久性的方法，已被证明是一项非常有应用前景的水污染处理新技术，并起着越来越重要的作用。但植物修复技术是一门新兴的技术，进一步寻找或应用基因工程技术培育出具有良好遗传性状、能适应不同浓度不同季节和地域、快速高效并能同时修复多种污染的植物新品种是今后植物修复的研究方向。
参考文献：
[1]刘音,张升堂．被污染水体的植物修复技术研究进展［J］．安徽农业科学，2009，37（15）：7147-7149
[2]王震宇，温胜芳，李锋民.南四湖湿地六种水生植物的磷素根际效应[J].中国环境科学，2010，30：64～68.
[3]黄德锋，李田，陆斌.复合垂直流人工湿地污染物去除及微生物群落结构的PCR-DGGE分析[J].环境科学研究，2007，20（6）：137-141.
水体污染状况分析 篇4
钱俊B机制0770710101715
环境学中把水体当作包括水中悬浮物、溶解物质、底泥和水生生物等的完整生态系统或自然综合体。水体按类型还可划分为海洋水体和陆地水体，陆地水体又分为地表水体和地下水体，地表水体包括河流、湖泊等。
水体污染是指一定量的污水、废水、各种废弃物等污染物质进入水域，超出了水体的自净和纳污能力，从而导致水体及其底泥的物理、化学性质和生物群落组成发生不良变化，破坏了水中固有的生态系统和水体的功能，从而降低水体使用价值的现象。
造成水体污染的因素是多方面的：向水体排放未经过妥善处理的城市生活污水和工业废水；施用的化肥、农药及城市地面的污染物，被雨水冲刷，随地面径流进入水体；随大气扩散的有毒物质通过重力沉降或降水过程而进入水体等。其中第一项是水体污染的主要因素。
随着全球工业生产的发展和社会经济的繁荣，大量的工业废水和城市生活废水排入水体，水体污染日益严重。
水体污染现状
多年来，我国水资源质量不断下降，水环境持续恶化，由于污染所导致的缺水和事故不断发生，不仅使工厂停产、农业减产甚至绝收，而且造成了不良的社会影响和较大的经济损失，严重地威胁了社会的可持续发展，威胁了人类的生存。我国七大水系的污染程度以污染程度大小进行排序，其结果为:辽河、海河、淮河、黄河、松花江、长江，其中，辽河、海河、淮河污染最重。综合考虑我国地表水资源质量现状，符合《地面水环境质量标准》的Ⅰ、Ⅱ类标准只占32.2%（河段统计），符合Ⅲ类标准的占28.9%，属于Ⅳ、Ⅴ类标准的占38.9%，如果将Ⅲ类标准也作为污染统计，则我国河流长度有67.8%被污染，约占监测河流长度的2/3，可见我国地表水资源污染非常严重
我国地表水资源污染严重，地下水资源污染也不容乐观。
我国北方五省区和海河流域地下水资源，无论是农村（包括牧区）还是城市，浅层水或深层水均遭到不同程度的污染，局部地区（主要是城市周围、排污河两
侧及污水灌区）和部分城市的地下水污染比较严重，污染呈上升趋势（金传良等，1996）。
具体而言，根据北方五省区（新疆、甘肃、青海、宁夏、内蒙古）1995眼地下水监测井点的水质资料，按照《地下水质量标准》（GB/T14848-93）进行评价，结果表明，在69个城市中，Ⅰ类水质的城市不存在，Ⅱ类水质的城市只有10个，只占14.5%，Ⅲ类水质城市有22个，占31.9%，Ⅳ、Ⅵ类水质的城市有37个，占评价城市总数的53.6%，即1/2以上城市的城市地下水污染严重。至于海河流域，地下水污染更是令人触目惊心，2 015眼地下水监测井点的水质监测资料表明，符合Ⅰ-Ⅲ类水质标准仅有443眼，占评价总数的22.0%，符合Ⅳ和Ⅵ类水质标准有880和629眼，分别占评价总井数的43.7%和34.3%，即有78%的地下水遭到污染；如果用饮用水卫生标准进行评价，在评价的总井数中，仅有328眼井水质符合生活标准，只占评价总数的31.2%，另外2/3以上到监测的井水质不符合生活饮用卫生标准。
水体污染物
造成水体水质、水中生物群落以及水体底泥质量恶化的各种有害物质（或能量）都可叫做水体污染物。水体污染物从化学角度可分为无机有害物、无机有毒物、有机有害物、有机有毒物4类。从环境科学角度则可分为病原体、植物营养物质、需氧化质、石油、放射性物质、有毒化学品、酸碱盐类及热能8类。
无机有害物如砂、土等颗粒状的污染物，它们一般和有机颗粒性污染物混合在一起，统称为悬浮物（SS）或悬浮固体，使水变浑浊。还有酸、碱、无机盐类物质，氮、磷等营养物质。无机有毒物主要有：非金属无机毒性物质如氰化物（CN）、砷（As），金属毒性物质如汞（Hg）、铬（Cr）、镉（Cd）、铜（Cu）、镍（Ni）等。长期饮用被汞、铬、铅及非金属砷污染的水，会使人发生急、慢性中毒或导致机体癌变，危害严重。
有机有害物如生活及食品工业污水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪等。有机有毒物，多属人工合成的有机物质如农药DDT、六六六等、有机含氯化合物、醛、酮、酚、多氯联苯（PCB）和芳香族氨基化合物、高
分子聚合物（塑料、合成橡胶、人造纤维）、染料等。有机物污染物因须通过微生物的生化作用分解和氧化，所以要大量消耗水中的氧气，使水质变黑发臭，影响甚至窒息水中鱼类及其他水生生物。
病原体污染物主要是指病毒，病菌，寄生虫等。危害主要表现为传播疾病：病菌可引起痢疾、伤寒、霍乱等；病毒可引起病毒性肝炎、小儿麻痹等；寄生虫可引起血吸虫病、钩端旋体病等。
含植物营养物质的废水进入天然水体，造成水体富营养化，藻类大量繁殖，耗去水中溶解氧，造成水中鱼类窒息而无法生存、水产资源遭到破坏。水中氮化合物的增加，对人畜健康带来很大危害，亚硝酸根与人体内血红蛋白反应，生成高铁血红蛋白，使血红蛋白丧失输氧能力，使人中毒。硝酸盐和亚硝酸盐等是形成亚硝胺的物质，而亚硝胺是致癌物质，在人体消化系统中可诱发食道癌、胃癌等。
石油污染，指在开发、炼制、储运和使用中，原油或石油制品因泄露、渗透而进入水体。它的危害在于原油或其他油类在水面形成油膜，隔绝氧气与水体的气体交换，在漫长的氧化分解过程中会消耗大量的水中溶解氧，堵塞鱼类等动物的呼吸器官，黏附在水生植物或浮游生物上导致大量水鸟和水生生物的死亡，甚至引发水面火灾等。
热电厂等的冷却水是热污染的主要来源，直接排入天然水体，可引起水温上升。水温的上升，会造成水中溶解氧的减少，甚至使溶解氧降至零，还会使水体中某些毒物的毒性升高。水温的升高对鱼类的影响最大，甚至引起鱼的死亡或水生物种群的改变。
水质三大污染源
水污染主要由人类活动产生的污染物而造成的，它包括工业污染源，农业污染源和生活污染源三大部分。
工业废水为水域的重要污染源，具有量大、面广、成分复杂、毒性大、不易净化、难处理等特点。据1998年中国水资源公报资料显示：这一年，全国废水排放总量共539亿吨（不包括火直电流冷却水），其中，工业废水排放量409亿吨，占69%。实际上，排污水量远远超过这个数，因为许多乡镇企业工业污水排
放量难以统计。
农业污染源包括牲畜粪便、农药、化肥等。农药污水中，一是有机质、植物营养物及病原微生物含量高，二是农药、化肥含量高。我国目前没开展农业面上的监测，据有关资料显示，在1亿公顷耕地和220万公顷草原上，每年使用农药110.49万吨。我国是世界上水土流失最严惩的国家之一，每年表土流失量约50亿吨，致使大量农药、化肥随表土流入江、河、湖、库，随之流失的氮、磷、钾营养元素，使2/3的湖泊受到不同程度富营养化污染的危害，造成藻类以及其他生物异常繁殖，引起水体透明度和溶解氧的变化，从而致使水质恶化。
生活污染源主要是城市生活中使用的各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等，多为无毒的无机盐类，生活污水中含氮、磷、硫多，致病细菌多。据调查，1998年我国生活污水排放量184亿吨。
我国每年约有1/3的工业废水和90%以上的生活污水未经处理就排入水域，全国有监测的1200多条河流中，目前850多条受到污染，90%以上的城市水域也遭到污染，致使许多河段鱼虾绝迹，符合国家一级和二级水质标准的河流仅占32.2%。污染正由浅层向深层发展，地下水和近海域海水也正在受到污染，我们能够饮用和使用的水正在不知不觉地减少。
水污染主要治理措施
1、减少耗水量：当前我国的水资源的利用，一方面感到水资源紧张，另一方面浪费又很严重。同工业发达国家相比，我国许多单位产品耗水量要高得多。耗水量大，不仅造成了水资源的浪费，而且是造成水环境污染的重要原因。
通过企业的技术改造，推行清洁生产，降低单位产品用水量，一水多用，提高水的重复利用率等，都是在实践中被证明了是行之有效的。
2、建立城市污水处理系统：为了控制水污染的发展，工业企业还必须积极治理水污染，尤其是有毒污染物的排放必须单独处理或预处理。随着工业布局、城市布局的调整和城市下水道管网的建设与完善，可逐步实现城市污水的集中处理，使城市污水处理与工业废水治理结合起来。
3、产业结构调整：水体的自然净化能力是有限的，合理的工业布局可以充分利用自然环境的自然能力，变恶性循环为良性循环，起到发展经济，控制污染的作用。关、停、并、转那些耗水量大、污染重、治污代价高的企业。也要对耗水大的农业结构进行调整，特别是干旱、半干旱地区要减少水稻种植面积，走节水农业与可持续发展之路。
4、控制农业面源污染：农业面源污染包括农村生活源、农业面源、畜禽养殖业、水产养殖的污染。要解决面源污染比工业污染和大中城市生活污水难度更大，需要通过综合防治和开展生态农业示范工程等措施进行控制。
5、开发新水源：我国的工农业和生活用水的节约潜力不小，需要抓好节水工作，减少浪费，达到降低单位国民生产总值的用水量。南水北调工程的实施，对于缓解山东华北地区严重缺水有重要作用。修建水库、开采地下水、净化海水等可缓解日益紧张的用水压力，但修建水库、开采地下水时要充分考虑对生态环境和社会环境的影响。
6、加强水资源的规划管理：水资源规划是区域规划、城市规划、工农业发展规划的主要组成部分，应与其他规划同时进行。
合理开发还必须根据水的供需状况，实行定额用水，并将地表水、地下水和污水资源统一开发利用，防止地表水源枯竭、地下水位下降，切实做到合理开发、综合利用、积极保护、科学管理。
利用市场机制和经济杠杆作用，促进水资源的节约化，促进污水管理及其资源化。为了有效地控制水污染，在管理上应从浓度管理逐步过渡到总量控制管理。
参考文献
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[2] 顾夏声等，水处理工程，清华大学出版社，1985年。
[3] 王景华，水体污染，科学出版社，1979年。
[4]王研，我国水污染状况依然严重，中国水利水电科学研究院水资源所
水体重金属污染现状及治理技术 篇5
Cd,Cr,Co,Hg,Ge,Mn,Ni,Pb,Zn等均是能够对水体产生污染的重金属。通常情况下,对于极微量的重金属不会产生毒害作用,但是一旦这些重金属超过一定的浓度标准,便会引起水体污染。在自然界的水体当中也存在着一定的重金属,但是这些重金属没有超过必要的浓度,因此通常情况下不会威胁到水生生物的正常生长。但是随着人们不断向水体当中排放大量的重金属,除非采取必要的处理措施,否则导致水体重金属污染便不可避免。排放重金属数量较多的工业领域主要包括以下几种:采矿业、冶金业、化工业、选矿业、造纸业、制革业、电镀业等等,这些工业通常会排放出大量的Cd,Cr,Hg,Ni,Pb,等等。重金属超标的水体具有很大的毒性,不仅仅会毒害水体当中的水生生物,还会直接或者间接地威胁或者毒害人类的身体健康。
中国的首次严重的水体重金属污染出现在1983年的京杭运河的杭州段。随着经济的发展,大量的工业企业建设起来,排放的重金属数量越来越大,对水体造成的污染也是愈加严重。根据最近几年中国黑龙江省的一次水质普查结果,对水体产生污染最为严重的重金属是Cd和Hg。综合来看,中国的水体重金属污染情况已经非常之严重。根据相关调查,中国超过八成的江河湖海均面临着重金属污染,并且某些污染程度已经非常严重。长江是中国七大水系当中水质最好的水系,但是目前大部分的长江近岸水域已经受到了程度不同的重金属污染,中国以长江沿岸的21个主要城市为例,重庆、宜昌、攀枝花、武汉、南京和上海的水体重金属污染率已经超过了65%,形势相当严峻。
2 水体中金属污染的治理技术分析
2.1 化学沉淀技术
某些重金属经过化学反应之后会形成不溶于水的重金属化合物,进而沉淀下来。化学沉淀技术就是利用这个原理,根据重金属的化学特性,通常一系列的化学反应,让原本溶于水的重金属成为不溶于水的重金属化合物,最终通过化合物过滤和化合物分离等环节让重金属从水体当中分离出来。目前常见的化学沉淀技术类型主要包括以下几种:中和凝聚沉淀技术、中和沉淀技术、铁氧体共沉淀技术、硫化物沉淀技术以及钡盐沉淀技术等等。妥善处理重金属化合物的沉淀物也是非常关键和重要的环节,否则非常容易造成二次污染。利用中和沉淀技术处理Cu,Ni,Zn等三种重金属的实验结果见表1。
2.2 电解技术
电解技术是利用金属离子在电解时能够从相对高浓度的溶液中分离出来的性质,主要用于电镀废水的处理。缺点是耗能大,废水处理量小,不适于处理较低浓度的含重金属离子的废水[1]。
2.3 吸附技术
吸附法是一种常用来处理重金属废水的方法,一些天然物质或工农业废弃物具有吸附重金属的性能,可降低重金属废水的处理费用。但由于存在后处理问题,限制了它们的工业化应用[2]。
2.4 微生物絮凝法
微生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物,进行絮凝沉淀的一种除污方法。用微生物絮凝法处理废水安全、方便、无毒,不产生二次污染,絮凝效果好,絮凝物易于分离,且微生物生长快,易于实现工业化[3]。利用BM菌絮凝沉淀法处理Cu,Ni,Zn等三种重金属的实验结果见表2。
参考文献
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[2]刁维萍,倪吾钟,倪天华,等.水环境重金属污染的现状及其评价[J].广东微量元素科学,2004,11(3):1-5.
水体污染 篇6
基于GIS的环境污染应急分析系统的开发重点是实现水体污染扩散模拟。目前,国外在此方面的研究成果很多,已经进行到了三维水体污染扩散模拟,国内的起步则较晚,至今的研究成果在一维的较多,二维和三维的较少。鉴于目前网络的发展,有必要将互联网与系统结合起来。因此,基于WebGIS的水污染应急分析系统的设计需求更为迫切。本文主要对水污染事故应急分析中的一维水体污染扩散的模拟实现进行了研究,提出了系统的实现方案。该方案应用一维水体污染扩散模型的数学方程和求解方法,并采用Client/Server计算模式。整个系统由分布在Internet上的客户端、Web服务器、应用服务器、多数据库服务器组成。客户端操作既可以是矢量图形,也可以是栅格图形,且二者可以无缝叠加,并可进行放大、缩小、漫游、拾取、查询和分析等操作,而无须各种服务器的支持。本文将介绍其模型计算过程以及可视化表达结果。
1 一维水体污染扩散数学模型
一维水质模型是水环境模型中相对简单的一种,是河流、河口和湖泊遭受污染时,实际的断面浓度分布与断面浓度的平均值偏差不大时常采用的水污染预测模型。它主要研究污染物浓度分布沿程的变化以及各个断面上污染物浓度随时间的变化[1],其中河流以一维水质模型最为常见。在突发性河道水源地污染事故发生时,污染物的排放存在两种情况,即一维稳定排放和一维瞬时排放,本文主要研究一维瞬时排放条件下的扩散模拟,确定其数学模型及求解方法,并利用计算机可视化表达结果。
对于一维瞬时排放的情况,由于排放的污染物总量是一定的,污染物得不到补充。因此,污染物在河道运移时,不仅需要考虑水流作用,还需要考虑河水的自净作用,则相应的水质模型[2]为:
式中:C为计算断面上的污染物浓度(单位:mg/L);t为计算时间(单位:s);V为河水的流速(单位:m/s);x为计算距离(单位:m);K为降解系数(单位:m2/s);L为评价河段的扩散距离(单位:m);T为给定评价的时间段(单位:s);C0为污染液体的初始浓度(单位:mg/L)。
对此二维一阶偏导方程进行求解,得其解为:
式中:σ是在0～K之间的一个常数,其C0的计算公式如下:
式中:Q为河流的时间流量(单位:m3/s);C1为河流中污染物的本地浓度(单位:mg/L);C2为污水中的污染物浓度(单位:mg/L);q为排入河流的污水的时间流量(单位:m3/s)。
通过对以上两种水质模型的研究,可利用其求解方法和结果实现一维水体污染扩散的模拟,对发生污染事故的河段分段进行模拟值计算,预测水污染影响的程度。
2 模型计算过程
通过对一维水体污染扩散的数学模型研究,可针对瞬时排放进行求解。稳定排放主要针对长期污染,需要环保部门长期监控处理;瞬时排放则针对突发性污染事故。实际工作中,大都需要对突发性污染事故引起的瞬时排放污染情况进行预测。而其主要研究是实现瞬时排放污染的扩散模拟,给出实现扩散模拟计算的两个过程的程序流程图和代码。如图1所示在界面中调用水污染扩散模型计算函数的程序流程图。
上述过程中,最关键的部分就是各分段节点浓度的计算。应用式(2)可以求得各点浓度的模拟值。设chroma为要计算的各点浓度;i为循环次数;S为式(2)中的σ值(该值可在0～K之间任意给定);xf为各结点距污染源的距离(式(2)中的x);sect为各结点之间的间距,即它们是等距离长的;x为所评价河段长度;worktable是所创建的临时数据表名,count为所设分段结点数,其他变量的含义与式(1)相同。污染扩散模拟值的计算流程图如图2所示。
此算法的具体实现过程如下:
public DataTable AccRiver(double Co,double K,double x,double V,double Sect,double s,double t)
{ //Co初始浓度,float K衰减速度常数,float x计算下游位置,float V流速,Sect所计算的每段长度,float s小于K的任意常数,float t给定时间
double Chroma=0,xf;
int i=1;
DataRow workRow; //建临时表的表头
DataTable workTable=new DataTable(″Customers″);
workTable.Columns.Add(″序号″, typeof(Int16));
workTable.Columns.Add(″下游位置″, typeof(Double));
workTable.Columns.Add(″污染物浓度″, typeof(Double));
xf=Sect*i;
while(xf<x)
{
Chroma=Math.Round(System.Convert.ToDouble(Co*(float)Math.Exp(-(K-s)
*xf/V)*Exp(-s*t)),5);
//公式 污染浓度=均匀混合浓度*exp(-(降解系数-常数)*距离/流速)*exp(-常数*时间)
workRow=workTable.NewRow();
workRow[0]=i;
workRow[1]=xf;
workRow[2]=Chroma;
workTable.Rows.Add(workRow);
i++;
xf=Sect*i;
} //逐段计算各结点浓度值,并将结果保存至工作表中
Chroma=Math.Round(Co*Math.Exp(-(K-s)*x/V)*Exp(-s*t),5); //计算终点的值
workTable.Rows.Add(new Object[] {workTable.Rows.Count+1,x,Chroma});
return workTable; //所有计算值返回结果表
}
3 结果的可视化表达
模拟结果可视化是把事故模拟的数值文件结果转换为直观的图形图像信息。实际的可视化过程主要包括以下几步:首先确定水污染事故的空间关系;然后进行坐标变换,即实际坐标系到屏幕坐标系再到视口坐标系的转换;最后是绘制等值线或等值面;当然,也可以通过着色和动态显示来增强其显示效果。
可视化表达的内容主要包括所评价河段上的监测点分布示意图和直观显示监测点分布,以方便查询每个监测点上污染物浓度随时间变化的曲线图(时间过程为横坐标,污染浓度为纵坐标);所有监测点在某一时刻的浓度变化直方图(监测点编号为横坐标,污染浓度为纵坐标);某一时刻污染物沿河道下游或湖泊的扩散情况示意图。
通过上面的计算可得到缓冲区范围内中心线上各分段结点不同时刻的浓度值,而利用GIS的渲染组件模拟输出,则可得到一维水体污染扩散的模拟效果。
结果的可视化表达有很多种方式,污染物浓度随时间、距离变化的模拟效果图如图3所示。
4 结 语
综上所述,根据一维水体污染扩散的数学模型进行编程求解,求出各采样点的值,然后在可视化表达中将其形象的表现出来,直观展示水污染随着时间的变化情况以及下游某处的具体污染值,可以方便应急中心根据模拟情况做出正确的判断和及时抢救。由于模拟的真实性直接影响到抢救工作的效率,因此,本文的研究成果对于实际的环境污染应急处理具有较高的实用价值。
摘要：为了将互联网和地理信息系统(WebGIS)结合起来,并在不受环境限制的条件下模拟水污染扩散情况,从而及时有效地处理突发性水污染事故。对一维水体污染扩散的数学模型进行了重点分析和求解,并利用河道中的主要测试点数据进行编程,同时结合Web技术,提出了水污染事故应急分析中的一维水体污染扩散模拟实现方案。
关键词：WebGIS,水污染,应急分析,扩散模拟
参考文献
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水体污染 篇7
遵义地区钼镍矿主要为遵义松林镍钼矿床和镍钼钒矿床, 矿床成因类型主要是沉积型, 沉积改造型、人工及残积型。钼镍矿是一种重要的矿产资源, 由于钼、镍在国民生产中占据重要地位, 导致钼镍矿开采及冶炼在全国出现泛滥之势, 贵州的遵义、毕节、黔南等地州市钼矿开采及冶炼产生的影响尤为明显, 在此过程中产生大量尾矿及废渣的堆积, 在贵州酸雨环境的雨水淋溶冲刷下大量有毒有害的重金属离子随着矿山雨水排入下游河道[1], 严重危害矿区下游河流水体以及周围灌溉区土壤, 目前遵义钼镍矿开采在环境治理及管理方面还存在较多问题。为确定遵义钼镍矿开采所带来的环境污染问题, 本文于2012年4月对遵义毛石镇钼镍矿上下游及矿井水进行采样, 通过隆线生物毒性实验和重金属理化性质测定来研究钼镍矿开采对下游水体重金属污染情况, 以便为下一步开展钼镍矿开采环境治理及管理提供基础支撑。
1 材料与方法
1.1 样品采集
遵义毛石镇钼镍矿地理位置为东经27°48.8293′, 北纬106°46.1881′。矿山属于镍钼硫化物“金属层”及碳酸盐岩型矿床, 多为层状矿床, 品位高, 且伴生多种有益成份。本次采样主要包括钼镍矿上游山泉水、矿井水、下游500m、下游2000m, 共4个采样点。采样使用聚乙烯瓶, 并及时对水样的DO、pH、EC、TDS等指标进行测定, 加入相应保护剂保存。保护剂的加入分类处理, 对测定重金属水样加入1%的浓硝酸进行保存;对测硫化物水样加入NaoH调节至pH=9, 加入5%抗坏血酸5ml, 饱和EDTA3ml, 并滴加饱和Zn (AC) 2至胶体产生, 避光保存;对待测P的水样加入浓硫酸使其pH<2;用于隆线生物毒理试验的水样不加任何试剂) , 取回后于4℃冷藏保存。
1.2 重金属测定及生物毒性试验方法
水样品中的Mo、Ni、Fe、Mn、Cd、Pb、Cr、Cu、Zn、As、Hg均采用ICP-AES测定。总磷采用钼锑抗分光光度法测定 (GB11893-89) , 氟化物采用离子选择电极法测定 (GB/T 7484-87) [2]。
1.3 评价方法及标准
1.3.1 评价标准
根据《地表水环境质量标准》 (GB3838-2002) 的有关规定, 同时结合受纳水体的水域环境功能和保护目标, 将采用Ⅱ类标准进行评价[3]。
1.3.2 重金属污染评价方法
采用单项污染指数法和内梅罗污染指数法进行评价, 这种方法的优点同时考虑了单因子污染指数的平均值, 而且考虑了污染较重的因子的突出因素 (权重) , 能较全面地反映水体中重金属的总体质量[4]。
(a) 单项污染指数的计算公式:
式中:Pi为i污染物的污染指数;Xi为污染物的实测值;Si为i污染物的评价标准。
单项污染指数法的分级标准为:Pi≤1非污染;1<Pi≤2轻污染;2<Pi≤3中污染;Pi>3重污染。
(b) 内梅罗污染指数法计算公式:
式中:PN为监测点的综合污染指标;PI最大为i监测点所有污染物单项污染指数中的最大值;PI均为i监测点所有污染物单项污染指数的平均值。
内梅罗水质污染指数和水质污染程度分级标准见表1。
2 结果与分析
2.1 钼镍矿水样重金属分析
由表2可知:钼镍矿区域水体偏碱性, 上游山泉水中Ni、As、Mo、Cd、Mn背景值含量较高, 其中As、Cd超标;矿井水中Mo、Ni含量较高, As、Zn、Cd、Pb、Cr超标;钼镍矿下游500m, 下游2000m各项重金属指标Cu、Zn、As、Cd、Pb、Cr均超标, 重金属浓度随距离拉长而逐步衰减 (除As、Pb) ;钼镍矿区域水体P、F未出现超标现象。
由表3可知, 4个断面都受到较重污染, 上游山泉水存在重污染现象主要是砷和镉含量过高, 其余指标均达到地表水II类水质要求;矿井水砷、镉、铬、铅、锌含量超标, 只有锌、氟化物、磷达标;下游水体除氟化物和磷, 其余重金属指标全部超标, 污染程度为严重污染。
2.2 污染分析
从监测结果及污染指数方面来看, 遵义钼镍矿区砷、镉元素背景值较高, 钼镍矿的开采容易将矿体中砷、镉以及其它重金属元素释放出来, 可能导致下游水体重金属污染;矿井产生的尾矿长期堆积后经雨水冲刷将钼、镍金属离子释放出来可能是下游水体钼、镍含量较高的原因;矿井水中钼镍含量也较高, 如果处理不当也可能造成下游水体污染。总体看来, 钼镍矿开采过程中矿井水、尾矿坝是主要的水环境污染风险源。
3 结论与建议
遵义钼镍矿区域下游水体中重金属铜、锌、砷、镉、铅、铬均超过《地表水质量标准》 (GB3838-2002) II类标准, 上游山泉水砷、镉超标。从污染指数来看, 水体重金属污染程度大小排序是下游500m>矿井水>下游2000m>上游山泉水。
建议企业在矿井水回用及尾矿库渗滤液收集池方面做好综合利用以及稳定达标排放, 工业广场做到雨污分流。同时, 加强矿体外排废水的环境监测, 加强企业突发环境事故应急演练, 杜绝环境污染事故的发生。
摘要：贵州钼镍矿主要分布在省内中北部, 遵义地区主要集中松林镇、毛石镇和红花岗区, 钼镍矿区域的开采产生大量尾矿和废渣的堆积, 导致严重的环境问题。本文通过对钼镍矿上下游水体及矿井水4个点进行水样采集, 通过重金属理化性质测定从而评价钼镍矿开采产生的重金属对下游水体污染影响。结果表明, 上游山泉水中砷、镉含量超标, 下游重金属指标均超标, 水体污染严重, 氟化物和磷未出现超标现象。推测可能是矿井水处理及尾矿渗滤液处理存在一定问题导致下游污染较为严重, 应加强完善企业环保制度及环保设施, 以杜绝环境污染事故的发生。
关键词：钼镍矿,水体,重金属
参考文献
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水体污染 篇8
水是宝贵的自然资源，是人类生活、动植物生长和工农业生产不可缺少的物质，水是一切生命机体的组成物质，是生命发生、发展和繁衍的源泉。水是生物体新陈代谢的一种介质，生物从外界环境吸收养分，通过水将各种营养物质输送到机体的各个部位，又通过水将新陈代谢产物排出机体之外。因此，水是联系生物体的营养过程和代谢过程的纽带，水参与了一系列的生理生化反应，维持着生命的活力。水还对生物体起着散发热量、调节体温的作用。水是人体以及各种生物体中含量最多的物质，约占体重的2/3。每天约需5L水，因此没有水就没有生命。
生产和生活用水，基本上是淡水。地球上全部地表和地下的淡水资源总和仅占总水量的0.63%，随着社会发展和人们生活水平的提高，生产和生活用水量也不断上升。人类年用水量近4万亿立方米，全球有60%的陆地面积淡水供应不足，近20亿人饮用水短缺。联合国早在1977年就向世界发出警告：水源不久将成为继石油危机之后的另一个更为严重的全球性危机。据估计，全球对水需求每20年将增加一倍，但水的供应却不会以这种形式增加。目前拥有世界人口4%的约80个国家正面临水资源不足，并使其农业、工业和人类健康受到威胁。
人类不但需水量大，且随着工农业的迅速发展和人口的增长，排放的污水量也急剧增加，使许多江、河、湖、水库甚至地下水等遭受了不同程度的污染，使水质下降。而水质的优劣更关系到人体健康，因此水质的优劣极为重要。故有必要认真研究提高人类的节水、爱水、护水、治水的意识，即提高人们的环保意识，为全人类共同保护地球资源而努力奋斗。
二、水体及水体污染简述
1.水体的定义
水体是水的集合体。是地表水圈的重要组成部分，是以相对稳定的陆地为边界的天然水域，包括江、河、湖、海、冰川、积雪、水库、池塘等，也包括地下水和大气中的水汽。
2.水体污染
所谓水体污染是指当污染物进入河流、湖泊或地下水等水体后，其含量超过了水体的自然净化能力，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。
3.水污染的原因
水是怎样被污染的，原因主要有两种：一是自然的，二是人为的。由于雨水对各种矿石的溶解作用，火山爆发和干旱地区的风蚀作用所产生的大量灰尘落入水体而引起的水污染，这属于自然污染。向水体排放大量未经处理的工业废水、生活污水和各种废弃物，造成水质恶化，这属于人为污染。
4.水体主要的污染物及危害
凡使水体的水质、生物质、底质质量恶化的各种物质均可称为水体污染物或水污染物。根据对环境污染危害的情况不同，可将水污染物分为以下10 大类，其特征概述如下：
（1）无机无毒物污染：主要指酸、碱、盐污染、酸雨、硬度升高等，此类污染对人体无毒，但对环境有害，如腐蚀农作物、建筑物、鱼类及海洋生物等。
（2）需氧有机物：也称耗氧有机物，其特征是分解过程中消耗水中的溶解氧，使水质恶化。
（3）毒污染：主要指毒物无机污染和毒物有机污染。有毒无机污染，该类污染物质主要有非金属无机毒物、重金属与类金属无机毒物.如，Hg、Pb、As、Ca、CN-、NO-2等，它们对人类及生态系统可产生直接的损害或长期积累性损害。有机毒物，如有机氯农药、多氯联苯、多环芳烃、高分子聚合物、染料等，它们的公共特点是大多数为难降解有机物或持久性有机物。它们在水中的含量虽不高，但因在水体中残留时间长、有蓄积性、可造成人体慢性中毒、致癌、致畸、致突变等生理危害。
（4）富营养性污染：主要指N、P等营养物质对水的污染，大多数情况下是生活污水所致，该类污染是造成“赤潮”、“水华”的根源。其主要危害为饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华”的次生代谢产物能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。
（5）病源微生物：主要是细菌、病毒、病虫卵等的污染，其特点是数量大、分布广、存活时间长。这类污染的主要危害是当病原微生物入侵人体后，人体就成为了病原体的宿主，它们能在宿主中进行生长繁殖、释放毒性物质，最后引起机体的感染。
（6）油污染：主要是石油污染，其特点是大部分漂浮在水面，少量溶于水中或呈吸附状态。污染对象主要是河口、码头地带。其危害表现为油气挥发物与其它有害气体被太阳紫外线照射后，发生物理化学反应，生成光化学烟雾，产生致癌物和温室效应，破坏臭氧层等直接对环境造成了危害。其次，石油的基本成分是烷烃、芳香烃等碳氢化合物，具有这些烃类化合物的毒性。其有毒物能通过农作物尤其是地下水进入食物链系统，最终直接危害人类健康。
（7）放射性污染：放射性核素造成的污染，其特点是难于处理和消除，主要靠自然衰变降低放射性强度。它会对人和动物造成直接、间接和远期效应，放射性物质直接使机体物质的分子或原子电离破坏机体内某些大分子如蛋白质、核糖核酸以及一些重要酶类。有致癌、缩短寿命、遗传物质突变等危害。
（8）固体性污染：主要指悬浮物和泥沙。通常用悬浮物和浊度两个指标表示，地面径流中的主要组分是固体污染物。其会造成外观恶化、混浊度升高，改变水的颜色。悬浮物沉于河底淤积河道，危害水体底栖生物的繁殖，影响渔业生产，沉积于灌溉的农田，则会堵塞土壤孔隙，影响通风，不利于作物生长。
（9）感官性污染：包括异色、异味、浑浊、泡沫、恶臭等，这类污染物一般属物理性污染，其中恶臭是一种普遍的污染危害，它损坏水的功能，危害水环境。
（10）热污染：是一种能量污染，其危害主要是使水中溶解氧减少，从而使鱼等水中生物受到威胁。水温升高又使鱼和水生物新陈代谢加快，需要更多的氧。这样，鱼和水生物在热效力作用下，会因发育受阻而很快死亡。此外，河水水温上升给一些致病微生物造成一个人工温床，使它们得以滋生繁衍，引起疾病流行，危害人类健康以及饮用这类水的其它生物群体的身体健康。
三、水体污染对人身体健康的危害
随着人口的急剧增长和工业的迅猛发展，需水量和排水量也急剧增多。直接造成了水资源短缺和水环境污染。水体污染威胁着人类生存必须的淡水资源的安全。
1.水体污染对人身体健康危害的方式
（1）引起急性或慢性中毒。如受化学有毒物质污染的水体，通过饮用或生物富集作用可能造成中毒。
（2）致癌作用。有些有致癌作用的化学物质如砷、铬、镍、和一些多环芳烃等进入水体后蓄积于底泥或水生生物体内，长期饮用此类水和食用此类水生生物就可能诱发癌变。
（3）发生以水为媒介的传染病。如由粪便、厨房废水、洗衣废水等组成的生活污水污染的水体，可能引起细菌性肠道感染疾病、霍乱、肠炎的病症。
（4）间接影响。污染物没有达到一定浓度不会直接给人体带来影响，水体污染后一般会出现恶臭，异色，水面异物等现象，间接的妨碍着人们水体的正常利用。
2.水体中不同污染物对人体健康影响不同
（1）汞、镉、铅对人体健康危害
汞进入人体内会慢慢积累，汞对人体健康的影响主要是通过中毒体现的。汞中毒以脑、肾脏损害为主要特征，症状常表现为头疼、发抖、神经过敏、贫血、腹泻等。汞进入人体的途径主要是：含有汞的工业废水未经处理直接排放到河流湖泊或其他水体，使得生活在这类水体中的鱼类等水生生物体体内积累汞，通过食物链传递给营养级顶端的人类。镉通过人饮食进入身体后影响肾脏，使肾小管的再吸收能力下降，过多的钙长期通过尿液损失，从而导致骨质疏松和骨骼软化会给人带来巨大的疼痛。重金属铅对人体危害极大，即使是微量的也会严重的损害肾脏，大脑和中枢系统，尤其是对胎儿和儿童影响更大，因为小儿体内屏障作用都比较弱不能阻碍铅的伤害，会直接影响孩童的智力发育和正常生长。
（2）砷、镍、铬对人体健康危害
饮用受砷污染的水，可发生慢性砷中毒，表现为皮肤色素沉着、白细胞减少或贫血。砷可与细胞中的含巯基的酶结合，抑制细胞氧化过程，还能麻痹血管运动中枢，使毛细管麻痹，通透性增高。更让人咋舌的是砷可致皮肤癌和肺癌。
具有致癌作用的还有镍，镍虽说本身的毒性不大，但是它具有生物化学活性，能激活或抑制一些酶如羟化酶、精氨酸酶等
。此外毒性较大的胶体镍或氯化镍会引起脑、肺、 肾出现水肿、出血等症状。镍还会使正常细胞向癌细胞转变，能使核糖核苷酸或脱氧核糖核酸复制失常，引发突变，从而致癌。
铬是人体必须的微量元素，但是摄入量超标也会影响人体危害，甚至会引发细胞癌变。
四、水体污染的防治措施
水是生命之本，是人民生活和工农业生产不可替代的物质基础，而现如今污染又是这样厉害。水资源短缺和污染严重这是个让所有人都值得深虑的问题。因此，更应预防水污染，保护好水资源，合理利用好水是当务之急。
1.减少消耗
当前我国的水资源的利用，一方面感到水资源的紧张，另一方面浪费污染很严重，同工业发达国家相比，我国许多单位产品耗水量要高得多。耗水量大，不仅造成了水资源的浪费，而且是造成水环境污染的重要原因。通过企业的技术改造，推行清洁生产，降低单位产品用水量，一水多用，提高水的重复利用率等，都是在实践中被证明了是行之有效的。
2.建立城市污水处理系统
为了控制水污染的发展，工业企业还必须积极治理水污染，尤其是有毒污染物必须单独处理或预处理。随着工业布局、城市布局的调整和城市下水道管网的建设与完善，可逐步实现城市污水的集中处理，使城市污水处理与工业废水治理结合起来。
3.产业结构调整
水体的自然净化能力是有限的，合理的工业布局可以充分利用自然环境的自然能力，变恶性循环为良性循环，起到发展经济，控制污染的作用。关、停、并、转那些耗水量大、污染重、治污代价高的企业。也要对耗水大的农业结构进行调整，特别是干旱、半干旱地区要减少水稻种植面积，走节水农业与可持续发展之路。
4.控制农业面源污染
农业面源污染包括农村生活源、农业面源、畜禽养殖业、水产养殖的污染。要解决面源污染比工业污染和大中城市生活污水难度更大，需要通过综合防治和开展生态农业示范工程等措施进行控制。
5.开发新水源
我国的工农业和生活用水的节约潜力很大，需要抓好节水工作，减少浪费，达到降低单位国民生产总值的用水量。南水北调工程的实施，对于缓解山东华北地区严重缺水有重要作用。修建水库、开采地下水、净化海水等可缓解日益紧张的用水压力，但修建水库、开采地下水时要充分考虑对生态环境和社会环境的影响。
6.加强水资源的规划管理
水资源规划是区域规划、城市规划、工农业发展规划的主要组成部分，应与其他规划同时进行。 合理开发还必须根据水的供需状况，实行定额用水，并将地表水、地下水和污水资源统一开发利用，防止地表水源枯竭、地下水位下降，切实做到合理开发、综合利用、积极保护、科学管理。
总之，现如今我国的水体污染十分严重，这直接关系到人类能否健康生存和社会是否能够持续发展的重大问题。保护水资源，治理污染已迫在眉睫。我们应该重视水体污染的形势，关注水污染给人类带来的巨大损害，从而要加大对水体污染的治理，使得我们拥有个健康美好的生活环境和强健的体质。
污染水体生物修复及其发展前景 篇9
摘要：生物修复作为一种低投资、高产出、环境效益好的方法,已被证明是一项非常有应用前景的水污染处理新技术,并起着越来越重要的作用.从微生物修复、植物修复、动物修复等方面介绍了生物修复技术在污水处理中的.应用现状,并就生物修复在污染水体中的应用前景进行展望.作 者：劳景华 朱文玲 汤仲恩 LAO Jing-hua ZHU Wen-ling TANG Zhong-en 作者单位：劳景华,LAO Jing-hua(开平供水集团股份有限公司,广东,开平,529300)
朱文玲,汤仲恩,ZHU Wen-ling,TANG Zhong-en(华南农业大学环境科学与工程系,广东,广州,510642)
水体污染 篇10
常用染料根据其应用类别可分为直接、酸性、活性、碱性、媒染和分散染料等,其中直接、酸性和活性染料属于阴离子型染料,碱性染料属于阳离子型染料,而媒染和分散染料属非离子型染料。非离子型染料溶于有机溶剂而不溶于水,易在水中沉降和絮凝,故对水体中染料吸附性能的研究主要是针对水溶性染料,即阴离子型染料(如直接、酸性和活性染料)和阳离子型染料(如碱性染料)。
与染料类似,其他有机污染物也可分为离子型和非离子型,其中离子型有机污染物(如有机酸),其溶解度大,迁移性高,易被生物吸收,是危害较大的一类有机物,因此针对此类有机污染物吸附性能的研究具有重要的环保意义。
1 生物质材料对染料的吸附
最近十多年的文献显示:用生物质吸附水体中染料的研究较多,其中用作吸附材料的生物质主要有三类:(1)纤维素基生物质,包括农业、林业固体废弃物[1～11]、自然界广泛存在且经济价值不高的草本植物(如水葫芦等)[12,13]以及泥炭[14,15]等;(2)甲壳质和壳聚糖,包括鱼类加工废弃物经化学改性后制备的甲壳质[16]、壳聚糖[17]及其衍生物[18～21]等;(3)微生物,包括沼气污泥[22]、活性污泥[23～25]、真菌[26,27]、酵母[28]等。
注:an.为阴离子染料,其他为阳离子染料
相关文献中以上生物质对离子型染料的最大吸附容量(qmax)列于表1,可见:(I)未经任何化学改性的纤维素基生物质,主要表现出对阳离子型染料有较强的吸附能力,而对阴离子型染料的吸附容量很小(qmax<25 mg/g);经化学改性后的纤维素基生物质(quaternized rice husk)对阴离子型染料(Reactive Blue 2)可以产生较好的吸附(qmax=130 mg/g)。导致以上结果的主要原因是未改性的纤维素基生物质在水中显负电性,对阳离子型染料有静电吸引作用,并有可能产生化学吸附;而未改性的纤维素基生物质对阴离子型染料有静电排斥作用,主要通过物理作用对阴离子型染料产生少量的吸附[2,9,14]。化学改性可增加纤维素基生物质的-NH2,从而对阴离子型染料产生明显的吸附作用[12]。由于阳离子型染料的应用范围较窄(碱性染料主要用于腈纶织物的印染),而大多数织物的印染使用直接、酸性和活性等阴离子型染料,所以用不经任何化学处理的纤维素基生物质直接对染料废水进行吸附脱色处理,其适用范围很有限,而开发针对应用广泛的阴离子型染料的吸附材料则更有实际应用价值。(II)甲壳质经脱乙酰后制备的壳聚糖及其衍生物对阴离子染料有很好的吸附性能。这主要是因为脱乙酰反应使壳聚糖分子带有较多的-NH2,而-NH2在水中易阳离子化,形成-NH3+(尤其在酸性条件下),从而对阴离子型染料有较强的静电吸引作用[17～21]。虽然壳聚糖对阴离子型染料有很高的吸附容量,但是壳聚糖的机械强度低,易脱水易变形,并且不耐酸和碱,用为吸附材料还需进一步改性[18～21]。对壳聚糖改性的方法通常比较复杂,并且要用较贵的化学试剂,这导致壳聚糖类吸附材料成本较高[18],从而影响其广泛应用。(III)由于微生物与染料的相互作用取决于染料的品种和微生物的性质,因此某类微生物可能对某种染料没有吸附作用而对另一种染料却产生较强的亲和力,如活性污泥对染料Direct Orange 39、Direct Red 83和Acid Yellow 17没有吸附,而对染料Basic Red18、Reactive Blue 2和Reactive Yellow 2有较好的吸附[23～25]。以上生物质对染料的最大吸附容量与文献中有关商品活性碳对染料的最大吸附容量[3,29,30](见表2)相比较可得:除了壳聚糖,其他生物质对染料的吸附容量多数达不到活性碳对染料的吸附容量。
注:an.为阴离子染料,其他为阳离子染料。
2 生物质材料对其他有机污染物的吸附
有关生物质对水体中染料以外的其他有机污染物吸附性能的研究相对较少。相关文献报道已研究过的生物质有:微生物(如海藻、酵母、真菌和活性污泥)对阴离子表面活性剂LAS[31]、山梨酸[32]、苯酚及其氯代衍生物[33～37]的吸附;纤维素基生物质(如Albizia lebbek植物残留、稻谷壳和泥炭)对阴离子表面活性剂LAS[38]和苯酚[39,40]的吸附;可再生甲壳质对邻苯二甲酸氢钾和草酸的吸附[41];以及甲壳质、海草、亚麻、锯末、废革屑和甘蔗渣等对DNS生产废水中有机污染物的吸附[42]。文献中有关生物质对有机污染物的最大吸附容量列于表3。可得:针对有机污染物的生物质吸附材料的开发和研究还不广泛和深入。
3 基于皮胶原的新型生物质吸附剂
大量文献表明:生物质对染料的吸附容量低于商品活性碳;生物质对其他有机污染物吸附性能的研究还有待进一步深入和拓展。虽然壳聚糖对一些阴离子型染料的吸附容量达到甚至超过活性碳的吸附容量,但由于其性能不稳定,因此未能达到工业应用的水平。即便如此,用生物质制备吸附材料,可以使吸附法和生物法有效结合,从而有可能实现大规模染料废水和有机废水的脱色和无害化处理。又由于生物质可再生可降解,主要来源于加工生物质所产生的废弃物或副产品,吸附过污染物的生物质还可当作燃料提供能量[4],是来源广泛、成本低廉的环境友好材料。此外,用生物质吸附染料和有机污染物,不但可以实现废弃物的资源化和精细化利用,而且具有以废治废、节约资源和保护环境的现实意义。因此基于以上考虑,目前人们仍带着极大的兴趣开发新型的生物质吸附材料,并研究其对染料及其他有机污染物的吸附性能。
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