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1.病原体污染:生活污水、医院污水、畜禽饲养场污水等,常含有病原体,如病毒、病菌和寄生虫.这类污水如不经过适当的净化处理,流入水体后,即会通过各种渠道,引起痢疾、伤寒、传染性肝炎及血吸虫病等.
2.需氧性污染物:生活用水,造纸和食品工业污水中,含有蛋白质、油脂、碳水化合物、木质素等有机物.这类物质随污水进入水体后,在微生物对它们的分解过程中,需要消耗水体中的溶解氧,使水体含氧减少,从而影响鱼类和其它生物的生长繁殖.当水中的溶解氧耗尽后,水中的有机物即产生厌氧消化,生成甲烷、硫化氢等,使水体出现臭味,危害水生生物的生存.
3.植物营养污染物:造纸、皮革、食品、炼油、合成洗涤剂等工业污水和生活污水以及施用磷肥、氮肥的农田水,含有氮、磷、钾等营养物,如果大量的这类污水排入水体,使营养物质增多,引起藻类及其它浮游生物暴发性繁殖.这类物质多呈红色,称“赤潮生物”.赤潮生物的大量繁殖,会覆盖水面,附在鱿类肋上,使它们呼吸困难.死亡的赤潮生物被微生物分解,消耗掉水中的溶解氧.有些赤潮生物体内及其代替产物含有生物毒素,常常引起鱼贝类中毒死亡,并能通过食物链,危害人体健康.
4.石油污染物:多发生在海洋中,主要来自油船的事故泄露、海底采油、油船压舱水以及陆上炼油厂和生化工厂的废水.
5.剧毒污染物:主要是重金属、氰化物、氟化物和难分解的有机污染物,它们大都来自矿山、冶炼废水,它们都富集在生物体中,通过食物链,危害人类健康.此外,水体的污染还有放射性污染,这是由于放射性物质进入水体造成的.盐类污染,各种酸碱盐无机化合物进入水体,使淡水含盐量增加,影响水质.热污染,发电站等的冷却水是热污染的主要来源,大量热水排入水体,使水温增高,水体中溶解氧减少,影响鱼类的生存与繁殖.
水体污染的种类
一是水体感官性污染,包括色泽变化、浊度变化、泡状物、臭味等。
二是水体有机污染,主要是指由城市污水、食品工业和造纸工业等排放含有大量有机物的废水所造成的污染。这些污染物在水中进行生物氧化分解过程中,需消耗大量溶解氧,一旦水体中氧气供应不足,会使氧化作用停止,引起有机物的厌氧发酵,散发出恶臭,污染环境,毒害水生生物。
三是水体无机污染,指酸、碱和无机盐类和水体的污染,首先是使水的ph值发生变化,破坏其自然缓冲作用,抑制微生物生长,阻碍水体自净作用。同时,还会增大水中无机盐类和水的硬度,给工业和生活用水带来不利影响。
四是水体的有毒物质污染,各类有毒物质进入水体后,在高浓度时,会杀死水中生物;在低浓度时,可在生物体内富集,并通过食物链逐级浓缩,最后影响到人体。
五是水体的富营养化污染,含植物营养物质的废水进入水体会造成水体富营养化,使藻类大量繁殖,并大量消耗水中的溶解氧,从而导致鱼类等窒息和死亡。
六是水体油污染,沿海及河口石油的开发、油轮运输、炼油工业废水的排放等,而且当油在水面形成油膜后,影响氧气进入水体,对生物造成危害。此外,油污染还破坏海滩休养地、风景区的景观与鸟类的生存。
七是水体的热污染,热电厂等的冷却水是热污染的主要来源。这种废水直接排入天然水体,可引起水温升高,造成水中溶解氧减少,还会使水中某些毒物的毒性升高。水温升高对鱼类的影响最大,可引起鱼类的种群改变与死亡。
八是水体的病原微生物污染,生活污水、医院污水以及屠宰肉类加工等污水,含有各类病毒、细菌、寄生虫等病原微生物,流入水体会传播各种疾病。
按照造成污染的原因,水污染可分为自然污染和人为污染。自然污染是指由于自然原因造成的水污染。如地震可能使地壳的某些有害元素大量地迁移到地表水体或地下水含水层中,造成地表水或地下水污染。人为污染是指人类生产或生活活动中的废弃物对水造成的污染。
在人为污染中,工业污染是造成地表水和地下水污染最主要的污染源。在工业生产过程中要排放出大量废水,其中夹带着许多原料、中间产品或成品,如重金属、有毒化学品、酸、碱、有机物、油类、悬浮物、放射性物质等,这些都会造成污染。此外,在生活污水中也含有大量有机物、病原菌和虫卵等,生活污水排入水体或渗入地下也会造成水污染。
按照污染物的性质,水污染可分为物理污染、化学污染和生物污染。按照污染源平面分布状况,水污染又可分为点源污染、线源污染和面源污染(如酸雨、农田施用农药和化肥造成的污染等)。
水质指标是衡量水中杂质的标志。水质指标分为物理指标、化学指标和微生物学指标三类。
常用的水质物理指标包括温度、色度、浑浊度、嗅与味、固体含量、电导率等。
水质的化学指标包括表示水的硬度、酸碱性程度、氯化物含量等的指标,以及表示水中溶解气体含量的指标和表示水中有机物含量的指标等。有些有机物的含量可能需要单独测定(如苯类、醇类、醛类等)。另外,一些有毒物质(如砷、硒、氰化物、酚类、有机农药等)含量的指标也应当作为水质的重要指标。
水中病原体的种类繁多,但往往浓度很低,不宜一一检测,故常采用细菌总数和大肠菌群两个微生物学指标予以表示。
需注意,随着经济形势的发展和环境保护形势的变化,水质指标体系是不断发展变化的。
9.1.1.1 水体污染的概念
水体,是河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川、海洋的总称。它不仅包括水,而且也包括水中的悬浮物、底泥及水生生物等。
水体因接受过多的杂质,而使其在水体中的含量超过了水体的自净能力,导致其物理、化学及生物学特性改变和本质的恶化,从而影响水的有效利用,危害人体健康,这种现象称为水体污染。在自然情况下,天然水的水质也常有一定变化,但这种变化是一种自然现象,不属于水体污染。
水体一旦受到污染,会降低水的质量,直接或间接地危及人类的健康和生存。造成水体污染的原因主要有:点源污染与面源污染(或称非点源污染)两类。点源污染来自未经妥善处理的城市污水(生活污水与工业废水)集中排入水体。面源污染来自:农田肥料、农药以及城市地面的污染物,随雨水径流进入水体;随大气扩散的有毒有害物质,由于重力沉降或降雨过程,进入水体。
9.1.1.2 水体污染的类型
水体污染源是指向水体排放污染物的场所、设备和装置等。按造成水体污染的原因可将水体污染源分为天然污染源和人为污染源;按受污染的水体可分为地面水污染源、地下水污染源和海洋污染源;按污染源释放的有害物质种类分为物理性污染源、化学性污染源、生物性污染源;按污染的分布特征可分为点污染源、面污染源、扩散污染源。
由自然因素造成的污染,称为天然污染。如地面水渗漏和地下水流动将地层中某些矿物质溶解,使水中的盐分、微量元素或放射性物质浓度偏高而使水质恶化。人类的生产和生活活动使水体污染,称为人为污染。人为污染是当前水体污染的主要污染源。
(1)物理性污染
热污染,主要来源于热电站、核电站、冶金和石油化工等工厂的排水。
放射性污染,来源于核生产废物、核试验沉降物、核医疗研究单位的排水。
(2)化学性污染
无机污染包括:重金属污染,来源于矿物开采、冶炼、电镀、仪表、电解以及化工等工厂排水;砷污染,来源于含砷矿石处理、制药、农药和化肥等工厂的排水;氰化物污染,来源于电镀、冶金、煤气、洗涤、塑料、化学纤维等工厂的排水;氮和磷污染,来源于农田排水、粪便排水、化肥、制革、食品、毛纺等工厂的排水;酸碱和盐污染,来源于矿山、石油、化工、化肥、造纸、电镀工厂排水。
有机污染包括:酚类化合物污染,来源于炼油、焦化、树脂等工厂的排水;苯类化合物污染,来源于石油化工、焦化、农药塑料、染料等工厂的排水;油类,来源于采油、炼油、船舶以及机械、化工等工厂的排水。
(3)生物性污染
病原体污染,来源于粪便、医院污水、屠宰畜牧、制革生物制品等工厂排水。
霉素污染,来源于制药、酿造、制革等工厂的排水。
9.1.1.3 水体污染的来源
污水是人类在自己的生活、生产活动中用过并为生活或生产过程所污染的水。污水包括生活污水、工业废水、被污染的降水及各种排入管渠的其他污染水。
(1)生活污水
生活污水,是指居民在日常生活中排出的废水。生活污水的成分取决于居民的生活状况及生活习惯。我国地域广阔、情况复杂,即使生活状况相似,各地污水中杂质的成分和浓度也不尽相同。
(2)工业废水
工业废水,是在生产过程中排出的废水。其成分主要取决于生产工艺过程和使用的原料,工业废水也包括因高温(水温超过60℃)而形成热污染的工业废水。不同的工业生产产生不同性质的废水,同类工业采用不同的生产工艺过程,产生的废水也不相同。
工业废水性质各异,多半具有危害性,未经处理不允许排放。但冷却水和在生产过程中只起辅助作用或只是温度稍有上升的水,因未被污染物污染或污染很轻,此时可采取冷却或简单的处理后重复使用。这种较清洁、不经处理即可排放的废水称为生产废水;而污染较严重、必须经处理方可排放的工业废水称为生产污水。工业废水是生产污水和生产废水的总称。
(3)城市污水
城市污水是排入城镇排水系统的污水的总称,是生活污水和工业废水的混合液。我国多数城市污水属此类。在合流制排水系统中,城市污水还包括降水。城市污水中各类污水所占的比例,因城市的排水体制不同而有差异。城市污水的水质指标、污染物组成、形态及含量也因城市不同而存在差异。
9.1.1.4水体污染的性质
(1)物理性质
水温:生活污水的年平均温度相差不大,一般在10~20℃间;许多工业排出的废水温度较高。水中的溶解氧随水温的升高而减小:加速污水中好氧微生物的耗氧速度,导致水体处于缺氧和无氧状态,使水质恶化。城市污水的水温与城市排水管网的体制及生产潜水所占的比例有关。一般来讲,污水生物处理的温度在5~40℃间。
色度:生活废水的颜色一般呈灰色。工业废水则由于工矿企业的不同,色度差异较大,如印染、造纸等生产污水色度很高。
臭味:臭和味是一项感官性状指标。天然水是无色无味的。水体受到污染后产生气味,影响了水环境。生活污水的臭味主要由有机物腐败产生的气体造成,主要来源于还原性硫和氮的化合物;工业废水的臭味主要由挥发性化合物造成。
固体含量:水中所有残渣的总和为总固体(TS),其测定方法是将一定量水样在105~110℃间烘箱中烘干至恒重,所得含量即为总固体量。总固体生要由有机物、无机物及生物体组成,按其存在形态分为:悬浮物、胶体和溶解物。总固体包括溶解物质(DS)和悬浮固体物质(SS)。悬浮固体由有机物和无机物组成,根据其挥发性能,悬浮固体又可分为挥发性悬浮固体(VSS)和非挥发性悬浮固体(NVSS)两种。生活污水中挥发性悬浮固体约占70%。
(2)化学性质
无机物指标:主要包括氮、磷、无机盐类和重金属离子及酸碱度等。
污水中的氮、磷为植物的营养物质。对于高等植物的生长来说,氮、磷是宝贵物质,而对于天然水体中的藻类,虽然是生长物质,但藻类的大量生长和繁殖,能使水体产生富营养化现象。
污水中的无机盐类,主要指污水中的硫酸盐、氯化物和氰化物等。硫酸盐来自人类排泄物及一些工矿企业废水,如洗矿、化工、制药、造纸等工业废水。污水中的硫酸盐用SO2-4表示,可以在缺氧状态下,由硫酸盐还原菌和反硫化菌的作用,还原成H2S。氯化物主要来自人类排泄物。某些工业废水含有较高的氯化物,它对管道及设备有腐蚀作用。污水中的氰化物主要来自电镀、焦化、制革、塑料、农药等工业废水。氰化物为剧毒物质,在污水中以无机氰和有机氰两种类型存在。除此以外,城市污水中还存在一些无机有毒物质,如无机砷化物,主要以亚砷酸和砷酸盐形式存在。砷会在人体内积累,属致癌物质。
污水中重金属主要有汞、镉、铅、铬、锌、铜、镍、锡等。重金属以离子状态存在时毒性最大,这些离子不能被生物降解,通常可以通过食物链在动物或人体内富集,产生中毒现象。上述金属离子在低浓度时,有益于微生物的生长,有些离子对人类也有益,但其浓度超过一定值后,即有毒害作用。需要说明的是,有些重金属具有放射性,在其原子裂变的过程中会释放一些对人体有害的射线,主要有α射线、β射线,γ射线及质子束等;产生这些放射物质的金属主要是镧系和锕系元素,这些物质在生活污水中很少见,在某些工业废水如采矿业及核工业废水中会出现。一般情况下在城市污水中的含量极低。放射性物质能诱发白血病等疾病。
酸碱污染物主要由排入城市管网的工业废水造成。水中的酸碱度以pH值反映其含量。酸性废水的危害在于有较大的腐蚀性;碱性废水则易产生泡沫,使土壤盐碱化。一般情况下城市污水的酸碱性变化不大,微生物生长最佳酸碱度为中性偏碱,当pH值超出6~9的范围,对人畜就会造成危害。
有机物指标:城市污水含有大量的有机物,其主要是碳水化合物、蛋白质、脂肪等物质。由于有机物种类极其复杂,难以定量,但上述有机物都有被氧化的共性,即在氧化分解中需要消耗大量的氧,所以可以用氧化过程消耗的氧量作为有机物的指标。在实际工作中经常采用生物化学需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、总有机碳(TOC)、总含氧量(TOD)等指标来反映污水中有机物的含量。
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