天然水的組成與水體污染物的類型及主要成分

一、天然水的組成和性質(zhì)

水是世界上分布最廣的資源之一，也是人類與生物體賴以生存和發(fā)展必不可缺少的物質(zhì)，但世界上可供人類利用的水資源很少，僅占地球水資源的0.64%。盡管如此，由于人類活動還使大量污染物排入水體，造成水體污染、水質(zhì)下降，因此水資源的保護就顯得更加重要。天然水是海洋、江河、湖泊、沼澤、冰雪等地表水與地下水的總稱。天然水在循環(huán)過程中不斷與環(huán)境中的各種物質(zhì)接觸，并能或多或少溶解它們，因此天然水是一種成分復(fù)雜的溶液。

天然水體的組成：天然水中一般含有可溶性物質(zhì)和懸浮物質(zhì)（包括懸浮物、顆粒物、水體生物等）。可溶性物質(zhì)的成分十分復(fù)雜，主要是在巖石的風(fēng)化過程中，經(jīng)水溶解遷移的地殼礦物質(zhì)。天然水中的主要離子組成：K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-、NO₃^-、Cl^-、SO₄^2-為天然水中常見的八大離子，占天然水中離子總量的95%～99%。水中這些離子的分離，常用來作為表征水體主要化學(xué)特性指標。如表1所示。

（1）淡水的化學(xué)成分

淡水的化學(xué)成分受諸多因素的影響，一般有以下特點：

①離子強度較低（一般為10^-2～10^-3mol/L）；

②pH值的變化范圍比較大，一般為7±3；

③淡水中主要的離子有Na⁺、Mg2⁺、Ca²⁺、K⁺、NO₃^-、SO₄^2-、Cl^-、HCO₃^-，它們的含量易變；

④河流和湖泊中的懸浮物含量變化大。

（2）海水的化學(xué)成分

海水的化學(xué)成分有以下特點：

①海水具有較高的離子強度（約0.7mol/L）；

②公海中鹽濃度的范圍變動不大，一般保持在32‰～37.5‰之間；

③海水的pH值變化不大，整個pH值的范圍為7.5～8.3，大多數(shù)處于7.8～8.2；

④海水中的主要離子有Na⁺、Mg2⁺、Ca²⁺、K⁺、Sr²⁺、Cl^-、SO₄^2-、Br^-、F^-，它們的含量比較恒定；

⑤顆粒物的濃度比較恒定，有機碳顆粒物通常占全部顆粒物的30%～50%。

二、水體中的污染物

水體是水、溶解氧、懸浮物、底泥和水生生物的總稱，其含義與水生生態(tài)系統(tǒng)含義相當，即水生生物群落同其非生物環(huán)境的整體。從本質(zhì)上說，水污染就是指水質(zhì)的惡化。由于人類活動或自然因素的原因，使水的感觀狀況（即色、嗅、味、濁度）、物理化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)成分、生物組成以及底質(zhì)等發(fā)生異常變化，這種現(xiàn)象就是水污染。嚴重的水污染，極大地超過了水體的自凈能力，短期內(nèi)很難恢復(fù)水體原有的狀態(tài)。水體的正常功能遭到嚴重破壞后，將給環(huán)境質(zhì)量、資源質(zhì)量、生物質(zhì)量、人體質(zhì)量及人類經(jīng)濟發(fā)展造成嚴重的危害和損失。

水污染的發(fā)生過程與污染源、污染物、受納水體性質(zhì)及其相互作用有關(guān)。向水體排放或釋放污染物的來源和場所，稱之“水體污染源”。

水體污染有兩類：自然污染和人為污染。自然污染主要是自然原因造成，如特殊地質(zhì)條件使某些地區(qū)有某種化學(xué)元素大量富集，天然植物在腐爛過程中產(chǎn)生某種毒物，以及降水淋洗大氣和地面后換帶各種物質(zhì)流入水體，都會影響當?shù)厮|(zhì)。人為污染是人類生產(chǎn)和生活活動產(chǎn)生的廢(污)水、廢渣等排入水體造成的，水體污染主要是這一類。

按水體類型，人體污染可分為江河污染、湖泊污染、海洋污染和地下水污染4種類型。按人類活動的不同方式，水體污染可分為水體工業(yè)污染、水體農(nóng)業(yè)污染、水體生活污染和水體交通污染等。水體工業(yè)污染是由工業(yè)生產(chǎn)過程中的設(shè)備、裝置和工廠排出的廢水所引起的，它是水體污染最重要和危害更大的一種。水體農(nóng)業(yè)污染是由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中農(nóng)田和各種農(nóng)業(yè)設(shè)施所引起的。農(nóng)業(yè)污水主要包括農(nóng)藥、化肥、牲畜業(yè)的污水。大城市中有少數(shù)“污染大戶”企業(yè)遷至農(nóng)村，致使廢水成分復(fù)雜化，這種情況已經(jīng)引起人們極大的關(guān)注。水體生活污染是由人類消費活動產(chǎn)生的污染物引起的，城市和人口密集的居住區(qū)產(chǎn)生的生活污水是其主要來源。生活污水主要來自城鎮(zhèn)居民的生活用水，其中大部分是洗滌用水。生活污水中主要成分是無毒的無機物、需氧有機物、洗滌劑和病原微生物。隨著人口的快速增長和城市化進程加快，生活污水對人體的影響亦隨之增加。

按污染物及其形成污染的性質(zhì)可將水體污染分為化學(xué)性污染、物理性污染和生物性污染等，這是最常見的分類方法。 常見的化學(xué)性污染有酸堿污染、重金屬污染、耗氧有機物污染、植物營養(yǎng)物污染、有機毒物污染、氰化物污染等。常見物理性污染有懸浮物污染、熱污染、放射性污染等。而生物性污染主要是病原體污染。在實際水體中上述各類污染物往往同時并存，互有聯(lián)系。

水體污染物的種類繁多，成分復(fù)雜，分類方法亦很多。20世紀60年代美國學(xué)者曾把水中污染物大體劃分為8類：①耗氧污染物（一些能夠較快被微生物降解成為二氧化碳和水的有機物）；②致病污染物（一些可使人類和動物惠病的病原微生物與細菌）；③合成有機物；④植物營養(yǎng)物；⑤無機物及礦物質(zhì)；⑥由土壤、巖石等沖刷下來的沉積物；⑦放射性物質(zhì)；⑧熱污染。這些污染物進入水體后通常以可溶態(tài)或懸浮態(tài)存在，其在水體中的遷移轉(zhuǎn)化及生物可利用性均直接與污染物存在形態(tài)相關(guān)。

目前，水體污染物大多以化學(xué)品污染物進行劃分，大致可分為四大類型：無機無毒物，無機有毒物，有機無毒物和有機有毒物。

無機無毒污染物包括酸、堿，一般無機鹽類以及氮、磷等植物營養(yǎng)物質(zhì)。

無機有毒污染物指各類重金屬，諸如汞、鎘、鉛、鉻以及砷化物、氰花物、氟化物，放射性物質(zhì)等。在環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域中，所謂重金屬污染物主要是指汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷等具有明顯生物毒性的重金屬元素，其他一般重金屬不在此列。

有機無毒污染物主要是指比較容易降解的有機物，如碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等。

有機有毒污染物包括苯酚、多環(huán)芳烴和各種人工合成的具有積累性的難降解有機化合物，如多氯聯(lián)苯、有機農(nóng)藥等。

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