水体是地表水圈的重要组成部分,指的是以相对稳定的陆地为边界的天然水域,包括有一定流速的沟渠、江河和相对静止的塘堰、水库、湖泊、沼泽,以及受潮汐影响的三角洲与海洋。把水体当做完整的生态系统或综合自然体来看待,其中包括水中的悬浮物质、溶解物质、底泥和水生生物等。
水体可划分为“类型”的概念和“区域”的概念。
1.按“类型”可划分为:
(1)海洋水体:包括海和洋。
(2)陆地水体:包括地表水体-河流、湖泊、沼泽;地下水体。
2.“区域”的概念:
是指某一具体的被水覆盖的地段,如日月潭、曾文水库,按类型划分它们同属于陆地地表水体中的湖泊;按区域划分它们是三个区域内的水体。
在水环境污染的研究中,区分水质与水体的概念十分重要。水质主要指水相的质量。通过水体的物理(色度、悬浮物等)、化学(有机和无机物含量)和生物(细菌、微生物、浮游生物、底栖生物)的特征及组成状况,反映了水体环境自然演化过程和人类活动影响的程度。水体则包含有除水相以外的固相物质,内容广泛得多。例如重金属元素污染物可从水相转移到固相底泥中,水相中重金属含量较低,而底泥受到重金属污染。从水体范畴已受到重金属的污染。
1-2水体污染
当污染物进入河流、湖泊、海洋或地下水等水体后,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,被称作为水体污染。
水体污染源指的是向水体排放污染物的场所、设备和装置等。通常也包括污染物进入水体的途径。水体污染最初主要是自然因素造成的,如地面水渗漏和地下水流动将地层中某些矿物质溶解,使水中的盐份、微量元素或放射性物质浓度偏高而使水质恶化。在当前的条件下,工业、农业和交通运输业高度发展,人口大量集中于城市,水体污染主要是人类的生产和生活活动造成的。
1-2-1 水体污染物质的来源
人类活动造成水体污染的来源主要有三方面:一是工业废水;二是生活污水;三是农业废水。
1.工业废水:各种工业企业在生产过程中排出的废水,包括工艺过程用水、机器设备冷却水、烟气洗涤水、设备和场地清洗水及生产废液等。废水中所含的杂质包括生产废液、残渣以及部分原料、半成品、副产品等。成分极其复杂,污染物含量变化也很大。
对工业废水的严格分类是很困难的,因为同一种工业类型可同时排出数种不同性质的污水,而一种污水又可有不同的物质和不同的污染效应。因此,可将工业废水按成分分为三大类:(1)含无机物的废水,包括冶金、建材、化工无机酸碱生产的废水等;(2)含有机物的废水,包括食品工业、石油化工、湅油、焦化、煤气、农药、塑料、染料等工厂排水。
下面按照主要工业部门排放的工业废水,简要叙述其特性。
(1)采矿及选矿废水:各种金属矿、非金属矿、煤矿的开采矿坑废水,主要含有各种矿物质悬浮物和有关金属溶解离子。硫化矿床的矿水中含有硫酸即酸性矿水,有较大的污染性。
选矿或洗煤的废水即尾矿水,除含有大量的悬浮矿物粉末或金属离子外,还含有各类浮选剂。悬浮颗粒物含量每升可达数万以至十余万毫克,经沉淀后的水可重复利用,但酸性废水及含重金属离子的水有污染。
(2)金属冶炼废水:钢铁工业的炼铁、炼钢、轧钢等过程的冷却水及冲铸件、轧件的水污染性不大;洗涤水是污染质最多的废水,如除尘、净化烟气的废水常含大量的悬浮物,需经沉淀后可循环使用;有色金属如铜、铅、锌以及铝等的冶炼废水水质同原料和采用工艺有关,一般含有相当量的金属离子和盐类,可污染水体。
(3)炼焦煤气废水:焦化厂、城市煤气厂等在炼焦与煤气发生过程中产生严重污染的废水,含有大量酉分、氨、硫化物、氰化物、焦油、等杂质,有多方面的污染效应。
(4)机械加工废水:包括铸造、机床、涂漆、电镀等方面排出的废水。主要是含机械润滑毛、油脂,并可能含有病菌,耗氧量也很高,有时有含氮有机物,对水体污染是较强的。
2.生活污水:随着人口在城市和工业区的集中、城市生活污水的排放量剧增,已成为引起人体污染的另一项重要污染源。
生活污水是人们日常生活中产生的各种污水的混合液。其中包括厨房、洗涤室、浴室等排出的污水和厕所排出的含粪便污水等。其来源除家庭生活污水外,还有各种集体单位和公用事业等排出的污水。所谓城市污水是指排入城市污水管网的各种污水的总合,有生活污水,也有一定量的各种工业废水,还有地面的降雨、融雪水,并夹杂各种垃极、废物、污泥等。是一种成分极为复杂的混合废水。
生活污水中杂质很多,但其总量只占0.1-1%,其余都是水分。杂质的浓度与用水量多少有关。悬浮杂质有泥沙、矿物废料和各种有机物(包括有人及牲畜的排泄物、食物和蔬菜残渣等),胶体和高分子物质(包括有淀粉、糖类、纤维素、脂肪、蛋白质、油类、肥皂及洗涤剂等);溶解物质则有各种含氮化合物、磷酸盐、硫酸盐、氯化物、尿素和其他有机物分解产物;产生臭味的有硫化物、硫化氢以及特殊的粪臭素。此外,还有大量的各种微生物,如细菌、病毒、原生动物以及病原菌等。生活污水一般呈弱咸性,pH约为7.2-7.8。由此构成的生活污水外观就是一种浑浊、黄绿以至黑色、带有腐臭气味的废水。每人每日排放量生化需氧量为20-30g / (人.d);悬浮物20-45g / (人.d)。
3.农业废水:农业生产用水量大,并且是非重复用水。农作物栽培、牲畜饲养、食品加工等过程中排出的污水和液态废物称为农业废水。
在农业生产方面,喷洒农药及施用化肥,一般只有少量(10-20%)附着或施用于农作物上,其余绝大部分(80-90%)残留在土壤和飘浮在大气中,通过降雨、沉降和径流的冲刷而进入地表水或地下水,造成污染。
农药是农业污染的主要方面。各种类型农药的施用,它存在于土壤、水体、大气、农作物和水生生物体中,严重时造成污染。
滥施化肥也是造成承受水体严重污染的一个来源。在各类蔬菜和大田作物的生产中,氮肥的施用不断增加,加之畜牧业的集约化,大型饲养场的增加,各种废弃物的排放,无疑会使接受液态废物的天然河溪水体造成污染。磷肥在农业生产中普遍使用,在土壤中通过地表径流方式将磷化合物带入天然水体,它可同硝酸盐一起造成水体的优养化。
总之,农业污水中含有各种微生物、悬浮物、化肥、农药、不溶解固体和盐分等生物和化学污染物质。农业废水是造成水体污染的面源,它覆盖面广、分散,并通过各种渠道影响地面水体。
水体污染来源有二种形式:
(1)点源-主要指工业污染源和生活污染源。其变化规律服从工业生产废水和城镇生活污水的排放规律,即季节性和随机性。
(2)非点源--农村污水和灌溉水是水体污染的主要非点源。由于农田施用化肥和农药,灌溉后排出的水或雨后径流中,常含有农药和化肥,对水体影响很大,如农药污染、优养化。在污水灌溉区,河流、水库、地下水均会出现污染。非点源的变化规律主要服从作物的分布和管理(农药、施肥)。此外,由于地质溶解作用以及降水对大气淋洗,使污染物进入水体,这也是一种面源。