水污染以及危害

1、水污染以及危害水体富营养化的原理及其危害 ？(一)水体富营养化的机理1 .概念水体富营养化(eutrophication) 是指在人类活动的影响下，生 物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水 体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，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 也会从贫营养状态过渡到富营养状态，不过这种自然过程非常缓 慢。而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体 富营养化则可以在短时间内出现。水体出现富营养化现象时，浮 游藻类大量繁殖，形成水华。因占优势的浮游藻类的颜色不同， 水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这

2、种现象在海洋中 则叫做赤潮或红潮。2 .水体富营养化的机理在地表淡水系统中，磷酸盐通常是植物生长的限制因素，而 在海水系统中往往是氨氮和硝酸盐限制植物的生长以及总的生产 量。导致富营养化的物质，往往是这些水系统中含量有限的营养 物质，例如，在正常的淡水系统中磷含量通常是有限的，因此增 加磷酸盐会导致植物的过度生长，而在海水系统中磷是不缺的， 而氮含量却是有限的，因而含氮污染物加入就会消除这一限制因 素，从而出现植物的过度生长。生活污水和化肥、食品等工业的 废水以及农田排水都含有大量的氮、磷及其他无机盐类。天然水 体接纳这些废水后，水中营养物质增多，促使自养型生物旺盛生 长，特别是蓝藻和红藻的个

3、体数量迅速增加，而其他藻类的种类 则逐渐减少。水体中的藻类本来以硅藻和绿藻为主，蓝藻的大量 出现是富营养化的征兆，随着富营养化的发展，最后变为以蓝藻 为主。藻类繁殖迅速，生长周期短。藻类及其他浮游生物死亡后 被需氧微生物分解，不断消耗水中的溶解氧，或被厌氧微生物分 解，不断产生硫化氢等气体，从两个方面使水质恶化，造成鱼类 和其他水生生物大量死亡。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程 中，又把大量的氮、磷等营养物质释放入水中，供新的一代藻类 等生物利用。因此，富营养化了的水体，即使切断外界营养物质 的来源，水体也很难自净和恢复到正常状态。关于水体富营养化问题的成因有不同的见解。多数学者认为 氮、磷等

4、营养物质浓度升高，是藻类大量繁殖的原因，其中又以 磷为关键因素。影响藻类生长的物理、化学和生物因素(如阳光、 营养盐类、季节变化、水温、pH值，以及生物本身的相互关系) 是极为复杂的。因此，很难预测藻类生长的趋势，也难以定出表 示富营养化的指标。目前一般采用的指标是：水体中氮含量超过 0.2-0.3ppm ,生化需氧量大于10ppm ,磷含量大于0.01-0.02ppm,pH值7-9的淡水中细菌总数每毫升超过10万个，表征藻类数量的 叶绿素-a含量大于10 n mg /L。3 .营养物质的来源水体中过量的氮、磷等营养物质主要来自未加处理或处理不 完全的工业废水和生活污水、有机垃圾和家畜家禽粪便

5、以及农施 化肥，其中最大的来源是农田上施用的大量化肥。氮源农田径流挟带的大量氨氮和硝酸盐氮进入水体后，改变了其 中原有的氮平衡，促进某些适应新条件的藻类种属迅速增殖，覆 盖了大面积水面。例如我国南方水网地区一些湖叉河道中从农田 流入的大量的氮促进了水花生、水的产、水浮莲、鸭草等浮水植 物的大量繁殖，致使有些河段影响航运。在这些水生植物死亡后， 细菌将其分解，从而使其所在水体中增加了有机物，导致其进一 步耗氧，使大批鱼类死亡。最近，美国的有关研究部门发现，含 有尿素、氨氮为主要氮形态的生活污水和人畜粪便，排入水体后 会使正常的氮循环变成“短路循环”，即尿素和氨氮的大量排入， 破坏了正常的氮、磷比

6、例，并且导致在这一水域生存的浮游植物 群落完全改变，原来正常的浮游植物群落是由硅藻、鞭毛虫和腰 鞭虫组成的，而这些种群几乎完全被蓝藻、红藻和小的鞭毛虫类 (Nannochloris 属,Stichococcus 属)所 取代。磷源水体中的过量磷主要来源于肥料、农业废弃物和城市污水。 据有关资料说明，在过去的15年内地表水的磷酸盐含量增加了 25 倍，在美国进入水体的磷酸盐有60%是来自城市污水。在城市污水 中磷酸盐的主要来源是洗涤剂，它除了引起水体富营养化以外， 还使许多水体产生大量泡沫。水体中过量的磷一方面来自外来的 工业废水和生活污水。另方面还有其内源作用，即水体中的底泥 在还原状态下会释

7、放磷酸盐，从而增加磷的含量，特别是在一些 因硝酸盐引起的富营养化的湖泊中，由于城市污水的排入使之更 加复杂化，会使该系统迅速恶化，即使停止加入磷酸盐，问题也 不会解决。这是因为多年来在底部沉积了大量的富含磷酸盐的沉 淀物，它由于不溶性的铁盐保护层作用通常是不会参与混合的。 但是，当底层水含氧量低而处于还原状态时（通常在夏季分层时出 现），保护层消失，从而使磷酸盐释入水中所致。（二）水体富营养化的危害及其防治对策1 .水体富营养化的危害富营养化会影响水体的水质，会造成水的透明度降低，使得 阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，可能造成溶 解氧的过饱和状态。溶解氧的过饱和以及水中溶解氧少，

8、都对水 生动物有害，造成鱼类大量死亡。同时，因为水体富营养化，水 体表面生长着以蓝藻、绿藻为优势种的大量水藻，形成一层“绿 色浮渣”，致使底层堆积的有机物质在厌氧条件分解产生的有害气 体和一些浮游生物产生的生物毒素也会伤害鱼类。因富营养化水 中含有硝酸盐和亚硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定 标准的水，也会中毒致病。2 .富营养化的防治对策富营养化的防治是水污染处理中最为复杂和困难的问题。这 是因为：污染源的复杂性，导致水质富营养化的氮、磷营养物质， 既有天然源，又有人为源；既有外源性，又有内源性。这就给控制 污染源带来了困难；营养物质去除的高难度，至今还没有任何单 一的生物学、化学和物

9、理措施能够彻底去除废水的氮、磷营养物 质。通常的二级生化处理方法只能去除30-50%的氮、磷。本章仅 简要介绍富营养化水体中除磷和除氮的方法。控制外源性营养物质输入绝大多数水体富营养化主要是外界输入的营养物质在水体 中富集造成的。如果减少或者截断外部输入的营养物质，就使水 体失去了营养物质富集的可能性。为此，首先应该着重减少或者 截断外部营养物质的输入，控制外源性营养物质，应从控制人为 污染源着手，应准确调查清楚排入水体营养物质的主要排放源， 监测排入水体的废水和污水中的氮、磷浓度，计算出年排放的氮、 磷总量，为实施控制外源性营养物质的措施提供可靠的科学依据。 减少内源性营养物质负荷输入到湖泊

10、等水体的营养物质在时空分布上是非常复杂的。 氮、磷元素在水体中可能被水生生物吸收利用，或者以溶解性盐 类形式溶于水中，或者经过复杂的物理化学反应和生物作用而沉 降，并在底泥中不断积累，或者从底泥中释放进入水中。减少内 源性营养物负荷，有效地控制湖泊内部磷富集，应视不同情况， 采用不同的方法。主要的方法有：工程性措施：包括挖掘底泥沉积 物、进行水体深层曝气、注水冲稀以及在底泥表面敷设塑料等。 挖掘底泥，可减少以至消除潜在性内部污染源；深层曝气，可定期 或不定期采取人为湖底深层曝气而补充氧，使水与底泥界面之间 不出现厌氧层，经常保持有氧状态，有利于抑制底泥磷释放。此 外，在有条件的地方，用含磷和氮

11、浓度低的水注入湖泊，可起到 稀释营养物质浓度的作用。化学方法：这是一类包括凝聚沉降和 用化学药剂杀藻的方法，例如有许多种阳离子可以使磷有效地从 水溶液中沉淀出来，其中最有价值的是价格比较便宜的铁、铝和 钙，它们都能与磷酸盐生成不溶性沉淀物而沉降下来。例如美国 华盛顿州西部的长湖是一个富营养水体，1980年10月用向湖中投 加铝盐的办法来沉淀湖中的磷酸盐。在投加铝盐后的第四年夏天， 湖水中的磷浓度则由原来的65仙g/L降到30仙g/L ,湖泊水质有较 明显的改善。在化学法中，还有一种方法是用杀藻剂杀死藻类。 这种方法适合于水华盈湖的水体。杀藻剂将藻杀死后，水藻腐烂 分解仍旧会释放出磷，因此，应该

12、将被杀死的藻类及时捞出，或 者再投加适当的化学药品，将藻类腐烂分解释放出的磷酸盐沉降。 生物性措施：利用水生生物吸收利用氮、磷元素进行代谢活动以 去除水体中氮、磷营养物质的方法。目前，有些国家开始试验用 大型水生植物污水处理系统净化富营养化的水体。大型水生植物 包括凤眼莲、产苇、狭叶香蒲、加拿大海罗地、多穗尾藻、丽藻、 破铜钱等许多种类，可根据不同的气候条件和污染物的性质进行 适宜的选栽。水生植物净化水体的特点是以大型水生植物为主体， 植物和根区微生物共生，产生协同效应，净化污水。经过植物直 接吸收、微生物转化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和悬浮颗 粒，同时对重金属分子也有降解效果。水生植物一

13、般生长快，收 割后经处理可作为燃料、饲料，或经发酵产生沼气。这是目前国 内外治理湖泊水体富营养化的重要措施。近年来，有些国家采用 生物控制的措施控制水体富营养化，也收到了比较明显的效果。 例如德国近年来采用了生物控制，成功地改善了一个人工湖泊（平 均水深7米）的水质。其办法是在湖中每年投放食肉类鱼种如狗鱼、 鲸鱼去吞食吃浮游动物的小鱼，几年之后这种小鱼显著减少，而 浮游动物（如水蚤类）增加了，从而使作为其食料的浮游植物量减少， 整个水体的透明度随之提高，细菌减少，氧气平衡的水深分布状 况改善。但也发现，浮游植物种群有所改变，蓝绿藻生长量比例 增高，因为它们不能被浮游动物捕食，为此可以放鲤鱼来控

14、制这 种藻类的生长。水体富营养化的危害主要表现在三个方面。(1)富营养化造成水的透明度降低，阳光难以穿透水层，从而 影响水中植物的光合作用和氧气的释放，同时浮游生物的大量繁 殖，消耗了水中大量的氧，使水中溶解氧严重不足，而水面植物 的光合作用，则可能造成局部溶解氧的过饱和。溶解氧过饱和以 及水中溶解氧少，都对水生动物(主要是鱼类)有害，造成鱼类大量 死亡。(2)富营养化水体底层堆积的有机物质在厌氧条件下分解产生 的有害气体，以及一些浮游生物产生的生物毒素(如石房蛤毒素) 也会伤害水生动物。(3)富营养化水中含有亚硝酸盐和硝酸盐，人畜长期饮用这些 物质含量超过一定标准的水，会中毒致病等等。水体富

15、营养化，常导致水生生态系统紊乱，水生生物种类减 少，多样性受到破坏。昆明滇池水质在20世纪50年代处于贫营 养状态，到80年代则处于富营养化状态，大型水生植物种数由50 年代的44种降至20种，浮游植物属数由87属降至45属，土著 鱼种数由15种降至4种；武汉汉江在1992年发生水华时，藻类种 群的多样性指数也呈下降趋势。普遍的重富营养造成多种用水功 能的严重损害，甚至完全丧失。武汉汉江下游因出现水华现象而 导致汉川自来水厂被迫关闭，宗关自来水厂的净化工序困难，反 冲增加，制水成本增加。此外，由于藻类带有明显的鱼腥味，从 而影响饮用水质。而藻类产生的毒素则会危害人类和动物的健康。 二.工业污水

16、对自然水的危害1、工业废水直接流入渠道，江河，湖泊污染地表水，如果毒 性较大会导致水生动植物的死亡甚至绝迹；2、工业废水还可能渗透到地下水，污染地下水；3、如果周边居民采用被污染的地表水或地下水作为生活用水， 会危害身体健康，重者死亡；4、工业废水渗入土壤，造成土壤污染。影响植物和土壤中微 生物的生长。5、有些工业废水还带有难闻的恶臭，污染空气。6、工业废水中的有毒有害物质会被动植物的摄食和吸收作用 残留在体内，而后通过食物链到达人体内，对人体造成危害。 三.农业污水对自然水的危害1 .影响水中的动物(比如说鱼虾)的生存，严重的直接导致它 们死亡；2 .影响地下水的质量，导致人类喝了被污染的水

17、以后生病；3 .影响环境卫生.排放出来的污水带有臭味，会引来很多的蚊子和苍蝇，给生活在这些地区的人生活质量带来影响；4 .化工企业排放出来的污水含有很多的化学物质，这些水既不 能用来喝，即使用来浇蔬菜都不行，给水资源的再利用带来很多 困难.总之没有经过处理的污水排放不但造成自然环境的污染，给 人类的生活也带来了很多危害，希望大家谨慎处理，最好是想办 法进行循环使用四. 生活污水对自然水的危害世界性缺水的原因之一是水资源时空分布的不均匀性，而造 成缺水的另外一个原因就是水体污染。目前，我国每年排放污水 总量达360亿吨，其中80 %以上未经任何处理，直接排入水域， 使河流、湖泊、水库遭到不同程度

18、的污染。曾经对532条河流进 行监测调查，结果发现有436条河流受到不同程度的污染。由于 水污染，饮用水和工、农业用水的水质下降，进一步加剧了水资 源特别是饮用水资源的供需矛盾，造成了极大的危害。例如，近 期太湖出现的大面积蓝藻，直接威胁到无锡的饮用水源地安全， 对居民的饮用水及生活用水问题造成了严重的影响。生活污水是人类生活过程中产生的污水，是水体的主要染污 源之一。主要来自于家庭、商业、学校、医院、旅游服务业及其 他城市公用设施，包括厕所、厨房洗涤水、洗衣机排水、淋浴排 水及其他排水等。城市生活用水量大约每人每天150420升，特 大城市为440820升。生活污水中主要有一些无毒有机物，如糖 类、淀粉、纤维素、油脂、蛋白质、尿素等；还有相当数量的微 生物，其中一些病原体，如病菌、病毒、寄生虫等对人的健